Nach fast 20 Jahren Entwicklung und 16 Startverzögerungen steht das James Webb Space Telescope (JWST) kurz vor dem Abschluss. Als größtes Weltraumobservatorium aller Zeiten soll es am 31. Oktober 2021 starten und unser Verständnis des Kosmos revolutionieren – indem es die größten Geheimnisse des Universums entschlüsselt.
Diese Reise war alles andere als einfach. Vor 30 Jahren als Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops konzipiert, überwand das damals "Next Generation Telescope" genannte JWST – benannt nach James E. Webb, dem zweiten NASA-Administrator – Androhungen von Kürzungen, Führungswechsel und zahlreiche Verzögerungen. Mit geschätzten Kosten von 10 Milliarden US-Dollar (ca. 7,2 Milliarden Pfund) zählt es zu den sechs teuersten Weltraummissionen aller Zeiten.
Kein Wunder: Das JWST verkörpert Innovation und Komplexität als Ergebnis enger internationaler Kooperation zwischen NASA, ESA und CSA. Es gilt als eines der ambitioniertesten NASA-Projekte und verspricht bahnbrechende Beiträge für Wissenschaft und Technologie.
Seit über 25 Jahren liefert Hubble atemberaubende Bilder des 13,8 Milliarden Jahre alten Universums und fängt Licht ein, das nur 500 Millionen Jahre nach dem Urknall emittiert wurde. Die Infrarot-Instrumente des JWST ermöglichen Blicke noch weiter in die Vergangenheit – bis zur Geburt der ersten Sterne und Galaxien.
Im Gegensatz zu Hubble, das in 550 km Höhe um die Erde kreist, positioniert sich das JWST 1,5 Millionen Kilometer entfernt und umkreist die Sonne. Es wird Mars, Kometen, Zwergplaneten und Exoplaneten beobachten, um die Entstehung von Planeten und Sonnensystemen zu erhellen.
Das JWST übertrifft nicht nur Hubble, sondern auch Spitzer (gestartet 2003, Ruhestand 2020). Naomi Rowe-Gurney, Planetenwissenschaftlerin an der University of Leicester, erklärt: "Spitzer-Daten zeigten unerwartetes Verhalten auf Uranus. Nur JWSTs Strom- und Infrarot-Fähigkeiten können das klären."
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Das JWST wird unser Wissen über Exoplaneten erweitern. "Wir entdecken mehr Exoplaneten wie unsere Eisriesen Uranus und Neptun. JWST verändert unsere Sicht auf das Sonnensystem", betont Rowe-Gurney.
Im NASA Johnson Space Center in Houston überragt das JWST die Ingenieure. Sein 6,5 m großer Hauptspiegel aus 18 vergoldeten Beryllium-Segmenten bietet sechsmal mehr Lichtsammelfläche als Hubble und ein 15-mal größeres Sichtfeld – bei nur 6.500 kg Masse.
Vier wissenschaftliche Instrumente im Integrated Science Instrument Module (ISIM) analysieren das Licht bei -223 °C, um schwaches Infrarotlicht zu erfassen.
Das MIRI-Instrument kühlt auf -266 °C ab. Kryokühler und ein fünf-lagiger Sonnenschutz (Größe eines Tennisplatzes) schützen vor Sonnenwärme.
Trotz seiner Größe faltet sich das Observatorium für die Ariane-5-Rakete zusammen und entfaltet sich im All selbst – eine nie getestete Sequenz.
Ohne Reparaturmöglichkeiten wie bei Hubble waren Tests entscheidend.
Paul Geithner, stellvertretender JWST-Projektmanager, sagt: "Ein vollständiges Testen in Vakuumkammern war unmöglich. Wir testeten Komponenten weltweit, setzten sie zu 'Super-Hälften' zusammen – OTIS und Raumfahrzeugbus mit Sonnenschutz."
Jede Einheit durchlief Akustik-, Vibrations- und Kältetests in 'Kammer A'.
Herausforderungen wie lockere Schrauben (2016) oder ein gerissener Sonnenschutz (2018) wurden gemeistert. "Neue Raumfahrttechnik ist demütigend", reflektiert Geithner.
2019 verband Northrop Grumman die Hälften; 2020 bestand das fertige JWST trotz Pandemie alle Tests.
Der Start aus Französisch-Guayana rückt näher. Geithner: "JWST ist Wissenschaftstool, technische Meisterleistung und menschliche Geschichte – ein Generationenprojekt mit Entdeckungen für die Zukunft."
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 362 des BBC Science Focus Magazine – hier abonnieren