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James Webb Space Telescope startet endlich ins All (VIDEO)

Das James Webb Weltraumteleskop fängt die Suche nach der zweiten Erde an

Das 10 Milliarden US-Dollar teure James Webb Space Telescope hat die Erde verlassen, um die ersten Sterne zu zeigen, die das Universum erleuchten.

Das „James Webb Space Telescope“ ist eines der größten wissenschaftlichen Projekte der Geschichte. Mit einem 25 Quadratmeter großen Spiegel und hochsensiblen Infrarotoptiken wird dieses Weltraumteleskop tiefer ins Universum schauen als alle anderen vor ihm.

Das Observatorium wurde von einer Ariane-Rakete vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana in den Himmel gehoben.

Bild einer startenden Ariane 5 Rakete (Foto: Pressestelle, NASA)
Die Rakete Ariane 5 startet mit James Webb im Gepäck am 25. Dezember 2021.

Sein Flug in die Umlaufbahn dauerte knapp eine halbe Stunde, und ein Signal, das einen erfolgreichen Ausgang bestätigte, wurde von einer Bodenantenne in Malindi in Kenia empfangen.

Webb, benannt nach einem der Architekten der Apollo-Mondlandung, ist der Nachfolger des Hubble-Teleskops.

Ingenieure, die mit den US-amerikanischen, europäischen und kanadischen Weltraumbehörden zusammenarbeiten, haben das neue Observatorium jedoch 100-mal leistungsstärker gebaut.

„James Webb hebt sich von einem tropischen Regenwald bis an den Rand der Zeit ab und beginnt eine Reise zurück zur Geburt des Universums„, sagte Rob Navias, TV-Kommentator der amerikanischen Weltraumbehörde (Nasa), als die Rakete die Erde verließ.

Das Abheben wurde sehnsüchtig erwartet, aber auch von viel Angst begleitet. Tausende von Menschen weltweit haben in den letzten 30 Jahren an dem Projekt gearbeitet, und obwohl die Ariane ein sehr zuverlässiges Fahrzeug ist, gibt es keine Garantien für Raketen.

Separation James Webb Space Telescope
Ein Bild, das von der Spitze der Ariane aufgenommen wurde, als Webb sich trennt, um die nächste Phase seiner Reise zu beginnen

Eine 10-Milliarden-Dollar-Maschine auf der Suche nach dem Ende der Dunkelheit.

Wir haben für unsere Leser die interessantesten Fakten zum leistungsstärksten Weltraumteleskop zusammengefasst.

Was soll das James Webb Space Telescope beobachten?

Das James Webb Weltraumteleskop soll Aufbau und Zusammensetzung der Atmosphären von Exoplaneten in bisher nie dagewesenem Detail untersuchen, um zu ermitteln, unter welchen Voraussetzungen ein Planet bewohnbar wird.

Das Teleskop wird auf den Weg zu einer Beobachtungsstation in etwa 1,5 Millionen Kilometer Entfernung über der Erde gebracht.

Auf der Reise zu diesem Ort muss sich Webb aus der gefalteten Konfiguration, die es beim Start angenommen hatte, auspacken – wie ein Schmetterling, der aus seiner Puppe entspringt.

Das wird nicht einfach, räumt Nasa-Administrator Bill Nelson ein: „Wir müssen erkennen, dass es noch unzählige Dinge gibt, die funktionieren müssen und die perfekt funktionieren müssen. Aber wir wissen, dass es ein großes Risiko gibt. Und deshalb wagen wir es, zu erkunden.“

Das Herzstück der Fähigkeiten der neuen Anlage ist der 6,5 m breite goldene Spiegel. Dieser ist fast dreimal breiter als der Primärreflektor von Hubble.

Die vergrößerte Optik, kombiniert mit vier hochempfindlichen Instrumenten, soll es Astronomen ermöglichen, tiefer in den Weltraum – und damit weiter zurück in die Zeit – als je zuvor zu blicken.

Das James Webb Weltraumteleskop im Goddard Space Flight Center der NASA (Foto: Pressestelle, NASA/Desiree Stover)
Der 18-teilige Goldspiegel des Webb-Teleskops ist speziell dafür ausgelegt, Infrarotlicht von den ersten Galaxien einzufangen, die sich in der Frühzeit des Universums gebildet haben.

Ein wichtiges Ziel wird die Epoche der Pioniersterne sein, die die Dunkelheit beendeten, die den Kosmos kurz nach dem Urknall vor mehr als 13,5 Milliarden Jahren theoretisch erfasst hatte.

Es waren die Kernreaktionen in diesen Objekten, die die allerersten lebenswichtigen schweren Atome geschmiedet hätten – Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel.

Ein weiteres übergreifendes Ziel von Webb wird es sein, die Atmosphären entfernter Planeten zu untersuchen. Dies wird den Forschern helfen zu beurteilen, ob diese Welten in irgendeiner Weise bewohnbar sind.

„Wir werden in ein völlig neues Regime der Astrophysik eintreten, eine neue Grenze; ​​und das ist es, was so viele von uns für das James Webb-Weltraumteleskop begeistert“, sagte Heidi Hammel, Planetenastronomin und interdisziplinäre Wissenschaftlerin am Mission.

Der Entfaltungsprozess dauert etwa zwei Wochen. Webbs großer Spiegel muss dann fokussiert werden. Die 18 Segmente, die diesen Reflektor bilden, haben kleine Motoren auf der Rückseite, die die Krümmung anpassen.

James Webb
James Webb ist so groß, dass er gefaltet werden musste, um in den Nasenkonus seiner Startrakete zu passen

„Und das Entscheidende ist, dass es alles sehr kalt werden muss“, erklärte Mark Mark McCaughrean, leitender Wissenschaftsberater bei der Europäischen Weltraumorganisation.

„James WebbSpace Telescope wird tatsächlich minus 233 Grad Celsius haben. Erst dann hört es auf zu leuchten im Infrarotbereich jenseits des Sichtbaren, wo wir dieses Teleskop arbeiten wollen. Und nur dann wird es in der Lage sein, die empfindlichen Bilder des fernen Universums zu machen, wo die ersten Galaxien wurden geboren und Planeten, die um andere Sterne kreisen. Es ist also ein langer Weg vor uns.“

Wie teuer ist James Webb Space Telescope?

James Webb Space Telescope vs. Hubble: How will their images compare? |  Space

Das James Webb Weltraumteleskop gehört neben dem Space Shuttle und dem LHC Teilchenbeschleuniger zu den kompliziertesten Maschinen, die die Menschheit je gebaut hat. Das James Webb Weltraumteleskop ist so groß wie ein Tennisplatz und so hoch wie ein dreistöckiges Haus, und passt nur zusammengefaltet in die Spitze einer Ariane 5-Rakete. Mit 6,5 Meter Durchmesser ist sein Hauptspiegel fast dreimal größer als jener des legendären Hubble-Teleskops.

James Webb Space Telescope: An astronomer on the team explains how to send  a giant telescope to space – and why

Seinen Namen bekam das „James Webb Space Telescope“ im Jahr 2002. James E. Webb (1906-1992) war ehemaliger NASA-Vizedirektor und leitete die Organisation von 1961 bis 1968. In diese Zeit fallen beeindruckende Erfolge der NASA, einschließlich des Apollo-Programms.

Wieso ist dieses neue Teleskop besser als Hubble?

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Das legendäre Hubble-Teleskop liefert seit über 30 Jahren beeindruckende Bilder aus dem All: Sei es von Galaxien, die zusammenstoßen, von spektakulären Staubwolken, in denen Sterne entstehen oder sogar erste Aufnahmen von Planeten, die um andere Sterne als unsere Sonne kreisen.  

Doch für die Untersuchung von Staub im All – sogar den Blick in Staubwolken hinein – ist das James Webb Teleskop wesentlich besser geeignet als Hubble.

Laut Prof. Dr. Thomas Henning, Direktor vom Max-Plank-Institut für Astronomie, wird das James Webb Space Teleskop mit Sicherheit große Fortschritte in der Wissenschaft bringen: „Viele Dinge, die wir dort sehen werden, wie Wassermoleküle, die kann man nur sehr gut mit dem James Webb Space Teleskop beobachten und die Empfindlichkeit ist nicht nur ein Faktor 10 besser als von der Erde aus, sondern sie ist ein Faktor 1.000 bis 10.000 besser.“

Kann James Webb Space Telescope wirklich die Vergangenheit sehen?

Aufnahme von Hubble (Foto: Pressestelle, NASA)
Eine Aufnahme des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble zeigt einen Strudel aus glühendem Gas und dunklem Staub in einer der Satellitengalaxien der Milchstraße.

Das Licht vieler Sterne am Nachthimmel braucht hunderte, sogar tausende Jahre, bis es auf der Erde ankommt. Wir sehen diese Sterne nicht wie sie jetzt sind, sondern wie sie vor tausenden Jahren waren. Deshalb ist der Blick an den Sternenhimmel immer ein Blick in die Vergangenheit. Kann man da, in der Vergangenheit am Himmel, auch noch irgendwo den Urknall erkennen?

Der Urknall ist 13.8 Milliarden Jahre her. Licht, das aus dieser Zeit stammt und erst jetzt bei uns ankommt gibt es tatsächlich, aber es ist sehr schwach. Doch mit dem neuen Teleskop wird man in diesem uralten Universum die ersten Sterne erkennen können, die sich nur 300 Millionen Jahre nach dem Urknall gebildet haben – also als das Universum nur 2 Prozent seines heutigen Alters erreicht hatte. Thomas Zurbuchen, Wissenschaftsdirektor der NASA erläutert die Hintergründe:

„Das Universum dehnt sich aus mit einer unglaublichen Geschwindigkeit. Wir wissen das, weil je weiter Galaxien von uns entfernt sind, desto schneller gehen sie auch von uns weg. Das Licht wird immer „kühler“, wie wir sagen, es hat eine immer tiefere Frequenz. Wie ein Krankenwagen, der an uns vorbeifährt. Da wird der Ton tiefer, wenn der Krankenwagen wegfährt.  Das Licht, dass wir beobachten werden, ging vor 13 Milliarden Jahren von den Galaxien weg. Das sind die ersten Galaxien, ungefähr 200 oder 300 Millionen Jahre nach dem Urknall. Das ist unglaublich altes Licht und zeigt uns einen Teil des Universums, den wir bislang noch nie beobachtet haben.“

Die Suche nach der zweiten Erde

Sehr wahrscheinlich wird das neue Weltraumteleskop auch Exoplaneten finden, die um ferne Sterne kreisen. Und es wird darüber Auskunft geben, ob so ein Exoplanet eine Atmosphäre hat, in der Sauerstoff, Ozon, Wasserdampf oder andere Gase, die für die Entwicklung von Leben wichtig sein können. Die Suche nach der zweiten Erde kommt mit diesem Superteleskop sicher einen Schritt weiter. Dazu Thomas Zurbuchen:

„Ein Drittel bis fast 50 Prozent der Forschung, die auf Webb gemacht wird, hat auch damit zu tun, Planeten und andere Sterne in unserer Galaxie zu beobachten und die Atmosphäre zu messen. Wir werden uns diese Planeten mit einer Genauigkeit, die wir noch nie hatten, ansehen.  Die Atmosphäre der Erde änderte sich unglaublich, als plötzlich Leben hier war. Wir wissen das aus verschiedenen Modellen, aber auch aus Proben der frühen Zeit, von alten Steinen. Die Frage ist, können wir solche Änderungen auch bei anderen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems sehen? Webb wird uns unglaublich helfen dabei.“

Illustration des Hubble-Weltraumteleskops (Foto: Pressestelle, NASA)
Das Hubble Teleskop, der Vorgänger von James Webb. Es ist nach Edwin P. Hubble benannt einem amerikanischen Astronomen.

Wie lange kann James Webb Space Telescope arbeiten? 

Ohne Servicemission von der Erde kann das James Webb Space Telescope dort weit draußen im All ca. 15 Jahre lang arbeiten, bis der Treibstoff für seine Triebwerke, mit denen es seine Flugbahn gelegentlich korrigieren muss, zur Neige geht.  

Nur 15 Jahre – das wäre deutlich weniger als beim Hubble Teleskop. Doch Hubble fliegt so nah an der Erde, dass die Erdkugel die Hälfte des Tages Hubbles Blick ins All blockiert. Das Webb-Teleskop hat jeden Tag volle 24 Stunden unverstellten Blick ins All. So gesehen sind 15 Webb Jahre dann doch wie 30 Hubble Jahre. 

Genug Forschungszeit, um auf die Anfänge des Universums zurückzublicken und weitere Teile der Antwort auf die großen Fragen der Menschheit zu finden – wie ist dieses verrückte Universum nur entstanden? Und sind wir darin wirklich allein? 

Sarco, eine 3D-gedruckte Selbstmordkapsel, wurde in der Schweiz zugelassen (mit VIDEO)

 

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