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Erstes Instrument für Hubble-Nachfolger fertig
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
14. Mai 2012
Mit dem Instrument MIRI hat ein europäisches Konsortium jetzt das erste
Instrument für den Hubble-Nachfolger, das James Webb Space
Telescope, fertiggestellt und an die NASA übergeben. 200
Wissenschaftler und Ingenieure haben mehr als zehn Jahre an der
Kombination aus Infrarotkamera und - spektrograf gearbeitet, die so
empfindlich ist, dass sie eine Kerze auf einem der Jupitermonde
nachweisen könnte. Der Start des Hubble-Nachfolgers ist für
2018 geplant.
Der Start des Hubble-Nachfolgers ist für das
Jahr 2018 vorgesehen.
Bild: NASA / ESA / MPIA
Mit dem Filterrad des Instruments
MIRI können mit hoher Präzision Masken und Filter
vor dem Detektor positioniert werden.
Bild: MPIA |
Das James Webb Space Telescope (JWST), der offizielle
Nachfolger des Weltraumteleskops Hubble, soll ab 2018 das
Zeitalter der ersten Sterne und die Entwicklungsgeschichte von Galaxien
erkunden, Detailaufnahmen der Geburt von Sternen und Planetensystemen
machen und die charakteristischen Eigenschaften von Planeten bestimmen,
die ferne Sterne umkreisen. Damit dies gelingen kann, wird das JWST über
einen für ein Weltraumteleskop gigantischen Spiegel verfügen, der einen
Durchmesser von 6,5 Metern hat. Zum Vergleich: Der Spiegel des
Weltraumteleskops Hubble hat einen Durchmesser von lediglich
2,4 Metern.
Ebenso wichtig wie ein möglichst großer Hauptspiegel zum Sammeln des
schwachen Lichts fernen Objekte sind aber auch die Instrumente an Bord des
Teleskops. Für den Hubble-Nachfolger sind insgesamt vier Instrumente
geplant. Das erste dieser Instrumente, das Mid-Infrared Instrument
("Instrument für den mittleren Infrarotbereich", kurz MIRI) ist kürzlich
fertiggestellt worden und wurde in der vergangenen Woche im Rahmen einer
feierlichen Zeremonie im Institute of Engineering and Technology in
London an die NASA übergeben.
Das JWST ist - wie schon das Weltraumteleskop Hubble, ein
Gemeinschaftsprojekt, an dem außer der NASA auch die europäische Weltraumagentur
ESA und die kanadische Raumfahrtagentur beteiligt sind. Das Instrument MIRI
wurde von einem internationalen Konsortium von Wissenschaftlern aus
verschiedenen ESA-Mitgliedsstaaten entwickelt und gebaut.
"MIRI ist in einem ganz bestimmten Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlung,
bei Wellenlängen zwischen 5 und 28 Mikrometern, empfindlich", erläutert Thomas
Henning, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg und
einer der leitenden Wissenschaftler des MIRI-Konsortiums. "Strahlung solcher
Wellenlängen erlaubt es uns, in das Innere von Wolken zu blicken, in denen neue
Sterne und Planeten entstehen. So können wir mit MIRI kosmische Geburten so
genau und detailscharf untersuchen wie nie zuvor. Sogar Details der wirbelnden
Scheiben aus Gas und Staub, in denen Planeten geboren werden, sollten wir
ausmachen können."
Bei diesen Wellenlängen wird MIRI außerdem in der Lage sein,
Sternentstehungsprozesse in sehr frühen Galaxien nachzuweisen, und es wird den
anderen JWST-Instrumenten dabei helfen können, die ersten Sterne im Universum zu
identifizieren.
Die Konstruktion von MIRI stellt die Forscher und Ingenieure vor eine Reihe
technischer Herausforderungen. "MIRI ist ein sehr vielseitiges Instrument - man
kann seinen Detektoren verschiedene Filter und andere Elemente vorschalten, mit
deren Hilfe MIRI diverse Arten von Bildern und Spektren gewinnen kann", erklärt
Oliver Krause, der Leiter der Gruppe "Infrarotastronomie mit Weltraumteleskopen"
des MPIA. "Doch wenn es um Weltraumteleskope geht, dann ist sogar eine
vergleichsweise einfache Aufgabe wie jene, einen Filter hochpräzise vor einem
Detektor zu platzieren, eine beachtliche Herausforderung. Nachdem das Filterrad
beim Start der Ariane 5 gehörig durchgeschüttelt wurde, muss es
anschließend mehrere Jahre komplett wartungsfrei funktionieren und dabei höchste
Präzision sicherstellen - und das alles bei minus 266 Grad Celsius."
Krauses Gruppe hat dieses Problem gelöst und die Mechanik des Filterrades von
MIRI konstruiert. Das MPIA war außerdem bei der Planung des elektrischen Systems
des Instruments und bei diversen Funktionstests beteiligt.
Nach der Übergabe in der vergangenen Woche soll MIRI, verpackt in einem
maßgefertigten Container, der das Instrument vor Feuchtigkeit schützt und eine
konstante Temperatur gewährleistet, zum Goddard Space Flight Center der
NASA im US-Bundesstaat Maryland gebracht werden. Dort beginnt dann der
langwierige Prozess der Integration, bei dem MIRI mit den anderen Instrumenten
und dann mit der Teleskopoptik zusammengeführt wird. Allein diese
Integrationsphase wird Tests mit einer Gesamtdauer von zwei Jahren einschließen.
Der Start des James Webb Space Telescope ist für 2018 vorgesehen.
Außer MIRI werden dann noch drei weitere wissenschaftliche Instrumente an Bord
sein: NIRSPEC, ein Spektrograf für Nahinfrarotstrahlung, NIRCam, eine Kamera für
Nahinfrarotstrahlung, und der Tunable Filter Imager (TFI). Anders als
Hubble wird das Webb-Weltraumteleskop nicht die Erde umrunden,
sondern am sogenannten zweiten Lagrange-Punkt in einer Entfernung von rund 1,5
Millionen Kilometern stationiert werden. Wartungs- und Reparaturmissionen kann
es aus diesem Grund nicht geben.
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