Probleme mit dem James Webb Teleskop

Schäden durch Weltraumgestein beeinträchtigen die Fotos vom neuen James-Webb-Teleskop.

Das James Webb Teleskop ist die große Hoffnung für alle Weltraum-Forscher. Als Nachfolger für das legendäre Hubble Weltraumteleskop, mit dem bereits faszinierende Blicke in das Weltall und damit in die Millionen Jahre alte Geschichte der Sonnensysteme gelangen, war James Webb am 2. Weihnachtstag 2021 gestartet und am hatte knapp einen Monat später seine Umlaufbahn, rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt erreicht.

James Webb sollte mit seinen viel hochwertigeren Aufnahmen 4 wissenschaftliche Hauptaufgaben erfüllen:

• Suche nach den ersten leuchtenden Objekten und Galaxien, die nach dem Urknall entstanden sind
• Verbesserung des Verständnisses über Strukturbildungsprozesse im Universum
• Untersuchung der Entstehung von Galaxien, Schwarzen Löchern, Sternen, Planetensystemen und protoplanetarischen Scheiben
• Untersuchung von Exoplaneten

Das alles klingt genauso kompliziert, wie es in Wirklichkeit auch ist. Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) gibt der Wissenschaft aber ganz neue Möglichkeiten, um bessere Erkenntnisse zum Ursprung des Universums zu erlangen. Dafür soll JWST in der Lage sein, einhundert Mal so empfindlich auf elektromagnetische Wellen zu reagieren wie der Vorgänger, das Hubble-Teleskop.

Beste Voraussetzungen für Forschung

Die Primärmission von JWST wurde für 5 Jahre geplant, mit einer Verlängerung auf 10 Jahre. Da beim Start im Dezember 2021 jedoch weniger Treibstoff als gedacht verbraucht wurde, kann die Mission wohl weit länger als 10 Jahre dauern. Beste Voraussetzungen also für neue Erkenntnisse.

Und die ersten Bilder, die von der NASA für die Öffentlichkeit freigegeben wurden, ließen Gutes ahnen.

Da ist es, das erste offizielle Bild vom neuen Weltraumteleskop James Webb #JWST

Und im Vergleich mit #Hubble ein echter Meilenstein.#NASA #ESA #JamesWebbSpaceTelescope https://t.co/BOMWyrV24L

— Bilderrampe 📷📱🇩🇪 (@Bilderrampe) July 12, 2022

Die 9,7 Mrd. US-Dollar, die die Entwicklung, der Bau und der Start von JWST die NASA, die ESA und die CSA letztlich gekostet hat, schienen gut angelegtes Geld zu sein.

Leider zogen dunkle Wolken über der Mission von JWST auf.

Schäden am JWST

Schon kurz nach dem Start machten Gerüchte und Vermutungen die Runde, dass das Teleskop durch irgendetwas beschädigt wurde. Im Juni gab die NASA zu, dass an diesen Gerüchten leider mehr dran ist, als allen lieb sein kann. Weltraumgestein hat das Teleskop getroffen und erhebliche Schäden verursacht.

Ganze sechs Mikrometeoriteneinschläge haben den riesigen Segment-Spiegel getroffen und deutliche Schäden hinterlassen. Die Schäden sind größer als zunächst vermutet und gehofft. Diese Schäden sind nicht korrigierbar und können nicht repariert werden. Eine Reparatur-Mission von der Erde hin zum Weltraumteleskop ist nicht möglich. Die NASA kann nur versuchen, die schlechteren Bilder, die nun durch die Schäden am Spiegel entstehen, durch entsprechende Algorithmen zu korrigieren.

Leider wurde dem JWST ein großer Unterschied zum Hubble-Teleskop zum Verhängnis. Im Gegensatz zum Vorgänger liegt bim JWST der Segment-Spiegel frei. Bei Hubble ist der Spiegel von einem Gehäuse umgeben, der JWST-Spiegel mit seinen 6,5 Meter Durchmesser liegt frei im All. Aufgrund der Umlaufbahn von JWST am Lagrange-Punkt 2 gingen die Experten von NASA & Co. jedoch davon aus, dass die Gefahr von Kollisionen mit Objekten im Weltraum sehr klein ist. Bereits Anfang Juni wurden sie eines Besseren beehrt. Der sechsfache Einschlag von Weltgestein auf der Oberfläche von JWST war heftiger als vor der Mission als möglich erachtet wurde, sowohl in der Häufigkeit als in der Heftigkeit. Der sechste und bislang letzte Einschlag richtete einen Schaden an, der 120 Mal heftiger war als erwartet.

Die einzelnen Spiegelelemente, aus denen der Segment-Spiegel des JWST aufgebaut ist, lassen jedoch einzeln justieren. Damit ist ein Ausgleich der bislang eingetretenen Schäden weitgehend möglich. Die Auflösung als Ganzes bleibt damit noch im Qualitätsbereich, der vor der Mission erwartet wurde. Die verwendeten Algorithmen tun ein weiteres, um die 4 wissenschaftlichen Hauptaufgaben auch weiterhin erfüllen zu können.

Leider kann niemand wissen, ob es in Zukunft weitere Einschläge in der Heftigkeit geben wird. Die NASA versucht deshalb alles, um künftige Mikrometeoriteneinschläge abzumildern. Das geht zum Beispiel damit, dass das Teleskop nur für kürzere Zeiträume in „gefährliche“ Richtungen gedreht wird.

Sollten jedoch weitere Einschläge wie Anfang Juni den Spiegel von JWST treffen, dann könnte im Extremfall die komplette Mission gefährdet sein. Das gilt es auf alle Fälle zu verhindern, denn weder ist eine Reparatur-Mission möglich, noch kann die Menschheit das James-Webb-Weltraumteleskop kurzfristig gegen einen Nachfolger austauschen.

Die Weltraum-Wissenschaft ist die nächsten 10 bis 20 Jahre auf die Fotos und Bilder von JWST angewiesen.