James Webb Weltraumteleskop: Betriebsbereitschaft erstellen
JWST Vorbereitung der Instrumente:
07.02.2022 Das JWST empfängt die ersten Photonen während es weiter abkühlt.
Bild: NASA
Statusrapport vom 3.2.2022:
Diese
Woche begann der dreimonatige Prozess der Ausrichtung des Teleskops
– und am letzten Tag sahen die Mitglieder des Webb-Teams die
ersten
Photonen des Sternenlichts, die durch das gesamte Teleskop wanderten
und vom Instrument der Nahinfrarotkamera (NIRCam) erfasst wurden.
Dieser
Meilenstein markiert den ersten von vielen Schritten, um zunächst
unscharfe Bilder aufzunehmen und diese zur langsamen Feinabstimmung
des
Teleskops zu verwenden. Dies ist der Anfang des Prozesses, aber bisher
stimmen die ersten Ergebnisse mit den Erwartungen und Simulationen
überein.
Ein Team von Ingenieuren und Wissenschaftlern von
Ball Aerospace, dem Space Telescope Science Institute und dem Goddard
Space Flight Center der NASA
wird nun die mit NIRCam aufgenommenen
Daten verwenden, um das Teleskop schrittweise auszurichten. Das Team
entwickelte und demonstrierte die
Algorithmen unter Verwendung
eines Modell-Teleskopprüfstands im Maßstab 1:6. Sie haben
den Prozess viele Male simuliert und geprobt und sind jetzt bereit,
dies
mit Webb zu tun. Der Prozess wird in den nächsten drei Monaten in
sieben Phasen stattfinden und in einem vollständig ausgerichteten
Teleskop gipfeln,
das für die Instrumenteninbetriebnahme bereit
ist. Die Bilder, die Webb in dieser Zeit aufgenommen hat, werden keine
'hübschen' Bilder sein wie die neuen
Ansichten des Universums,
die Webb später in diesem Sommer enthüllen wird. Sie dienen
ausschließlich dem Zweck, das Teleskop für die Wissenschaft
vorzubereiten.
Um als ein einziger Spiegel zusammenzuarbeiten,
müssen die 18 Hauptspiegelsegmente des Teleskops auf einen
Bruchteil einer Lichtwellenlänge (etwa 50 Nanometer)
aufeinander
abgestimmt sein. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Wenn der
Webb-Hauptspiegel die Größe der Vereinigten Staaten
hätte, hätte jedes Segment die
Größe von Texas,
und das Team müsste die Höhe dieser Segmente in
Texas-Größe genau aufeinander abstimmen von etwa 1,5 Zoll.
Scott
Acton und Chanda Walker von Ball Aerospace gehen zusammen mit Lee
Feinberg von NASA Goddard durch die folgenden grundlegenden Schritte:
„Nachdem
der Einsatz der Spiegelsegmente jetzt abgeschlossen und die Instrumente
eingeschaltet sind, hat das Team mit den zahlreichen Schritten begonnen,
die
erforderlich sind, um das Teleskop für seine Arbeit vorzubereiten
und zu kalibrieren. Der Inbetriebnahmeprozess des Teleskops wird viel
länger dauern als
bei früheren Weltraumteleskopen, da der
Hauptspiegel von Webb aus 18 einzelnen Spiegelsegmenten besteht, die
als eine einzige hochpräzise optische Oberfläche
zusammenarbeiten müssen. Die Schritte im Inbetriebnahmeprozess umfassen:
1. Segmentbildidentifikation
2. Segmentausrichtung
3. Bildstapelung
4. Grobe Phasenlage
5. Feine Phasenlage
6. Ausrichtung des Teleskops über den Sichtfeldern des Instruments
7. Iterieren der Ausrichtung für die endgültige Korrektur