Dit artikel of gedeelte gaat over een lopende ruimtemissie . De weergegeven informatie kan regelmatig veranderen. Voeg geen speculaties of tekst toe zonder te verwijzen naar betrouwbare bronnen . Laatst bewerkt op 14 juli 2022.

James Webb Ruimtetelescoop
Artist's concept van de telescoop
Beschrijving
Type	Telescoop
Operator(s)	NASA ESA CSA STScI [ 1 ]
website	jwst .nasa .gov sci .esa .int /jwst asc-csa .gc .ca stsci .edu /jwst
missieduur	5 jaar, verlengbaar tot 10 jaar 6 maanden en 19 dagen (in uitvoering)
eigendommen
Pasta	6 161,4 kg
Diameter	6,5 meter
Elektrische energie	2 000 watt
Missie
Aannemer(s)	Northrop Grumman , Ball Aerospace
Releasedatum van	25 december 2021 , [ 2 ] 09:20:00 UTC −3
draagraket	ariane 5
release locatie	Kourou ELA-3
periastro	374.000 km (230.000 mijl) [ 3 ]
Apoastro	1 500 000 km (930 000 mijl) [ 3 ]
omlooptijd	6 maanden
missie insignes
Missie insignes. Missie-logo.
Cijfers
Dit artikel of gedeelte bevat materiaal over een huidige ruimtemissie, dus informatie kan veranderen naarmate de missie vordert.
Astronomie Portaal

James Webb's hoofdspiegel in de enorme kamer van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt , Maryland .

De James Webb Space Telescope ( JWST ) is een ruimtetelescoop die gezamenlijk is ontwikkeld door NASA , de European Space Agency (ESA) en de Canadian Space Agency (CSA), ^{[ 4 ]} met als doel in de ruimte een observatorium te plaatsen om infraroodstraling op te vangen . De telescoop moet de vorming van de eerste sterrenstelsels en sterren observeren , de evolutie van sterrenstelsels bestuderen en de vormingsprocessen van sterren en planeten zien .^{[ 5 ]} De telescoop heette aanvankelijk deNext Generation Space TelescopeofNGST. De term "Next Generation" verwijst naar het feit dat het bedoeld is om deHubble-ruimtetelescoop, omdat na de lancering nieuwe technologieën werden ontwikkeld, waardoor de nieuwe telescoop onder een nieuw concept kon worden gebouwd. ^{[ 6 ]} De telescoop werd later hernoemd in2002, ter ere van een voormalige beheerder van het Amerikaanse ruimteagentschap,James Edwin Webb, dienaast een aantal andere belangrijke ruimtemissiesApollo-programma^{[ 7]}

Deze telescoop is bedoeld om de functies van de Hubble Ruimtetelescoop gedeeltelijk te vervangen. Zijn massa is ongeveer de helft van die van Hubble, maar zijn hoofdspiegel heeft een diameter van 2,5 keer groter en een spiegeloppervlak dat zes keer zo groot is als die van Hubble, waardoor hij veel meer licht kan opvangen. ^{[ 8 ]} De telescoop zou ook betere apparatuur moeten hebben om infraroodstraling op te vangen. Er wordt ook verwacht dat het veel verder van de aarde zal opereren, in een baan rond de halo die het tweede Lagrange L2-punt vormt . ^{[ 9 ]}

De telescoop zal ongeveer drie maanden nodig hebben om zijn definitieve baan te bereiken. De levensduur zal worden beperkt door de afstand tot het Lagrange Point L2, buiten de baan van de maan en buiten het bereik van enig bemand ruimtevaartuig dat momenteel beschikbaar is, waardoor onderhoud aan de telescoop niet mogelijk is; ^{[ 10 ] [ 5 ]} en ook vanwege de beperkte voorraden koelers ^{[ 11 ]} en brandstof die worden gebruikt om het in een baan om de aarde te houden, die klein zou moeten zijn in vergelijking met de Hubble- telescoop . ^{[ 12 ]}

James Webb werd op 25 december 2021 gelanceerd vanuit het Kourou Space Center in Frans Guyana . ^{[ 13 ]} Op 24 januari 2022 arriveerde het op zijn bestemming, het Lagrange-punt L2. ^{[ 14 ]} Zijn eerste doel was de ster HD 84406 , die zich op ongeveer 241 lichtjaar van de aarde bevindt . ^{[ 15 ]}De eerste gemaakte beelden zullen echter niet direct worden gebruikt voor wetenschappelijke studies, omdat ze onscherp zijn en alleen dienen om te helpen bij het uitlijnen van de 18 zeshoekige segmenten van de hoofdspiegel van de telescoop. ^{[ 16 ]} De eerste wetenschappelijke kleuren- en spectroscopiebeelden werden op 12 juli 2022 gepubliceerd. ^{[ 17 ]}

Missie

De primaire missie van de JWST zal zijn om de infrarode straling te onderzoeken die het gevolg is van de grote uitdijing ( oerknal ) en observaties te doen van de kindertijd van het heelal . Om dergelijke onderzoeken met ongekende gevoeligheid uit te voeren, moet het hele observatorium koel worden gehouden en moeten grote bronnen van infraroodinterferentie, zoals de zon , de aarde en de maan , worden geblokkeerd. ^{[ 11 ]}

Om dit te bereiken, moet de JWST een groot gemetalliseerd opvouwbaar zonnescherm met zich meedragen , dat zich in de ruimte moet openen en al deze bronnen van infraroodstraling moet blokkeren; gecombineerd met een koelsysteem met radiatoren. ^{[ 11 ]} De nominale tijd voor de missie en waarnemingen van de telescoop is vijf jaar, met als doel tien jaar te bereiken. ^{[ 18 ]} De geplande missie van vijf jaar begint na een inbedrijfstellings- en aanpassingsfase van zes maanden. ^{[ 19 ]}

doelen

De James Webb-ruimtetelescoop heeft vier hoofddoelen:

• Op zoek naar het licht van de eerste sterren en sterrenstelsels die zich na de oerknal in het heelal hebben gevormd
• Bestudeer de vorming en evolutie van sterrenstelsels
• Begrijp de vorming van sterren en planetaire systemen
• Bestudeer planetaire systemen en de oorsprong van het leven. ^{[ 20 ]}

Launch

Lancering van James Webb aan boord van Ariane 5.

De lancering (aangeduid als "Ariane-vlucht VA256") vond plaats op 25 december 2021 op een Ariane 5 -raket in het Kourou Space Center in Frans-Guyana . ^{[ 13 ]} Na het succes van de lancering verklaarde NASA-beheerder Bill Nelson dat dit "een geweldige dag is voor planeet Aarde". ^{[ 21 ]}

31 minuten na de lancering begon de telescoop het proces van het inzetten van zijn zonnepanelen, antenne, zonneschild, spiegel en arm, wat naar verwachting dertien dagen zal duren. ^{[ 22 ]}

infrarood astronomie

De James Webb-ruimtetelescoop is de formele opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop , en aangezien de primaire focus ligt op infraroodastronomie , is het ook een opvolger van de Spitzer-ruimtetelescoop . De James Webb zal de mogelijkheden van zijn beide voorgangers overtreffen en meer en oudere sterren en sterrenstelsels kunnen zien. ^{[ 23 ]} Waarnemen in het infraroodspectrum is een sleuteltechniek om dit te bereiken, vanwege de kosmologische roodverschuiving., en omdat dit soort straling beter door stof en gas dringt. Hierdoor kunnen donkere en koudere objecten worden geobserveerd. Omdat waterdamp en kooldioxide in de atmosfeer van de aarde de meeste frequenties in dit spectrum absorberen, is infraroodastronomie op de grond beperkt tot smalle golfbanden die de atmosfeer het minst absorbeert. Bovendien zendt de atmosfeer zelf dit soort straling uit, die vaak het licht van waargenomen objecten bedekt; wat een ruimtetelescoop de voorkeur geeft voor infraroodwaarnemingen. ^{[ 24 ]}

Locatie en baan

De JWST werkt in een halobaan en cirkelt rond een punt in de ruimte dat bekend staat als het zon-aarde L2 Lagrange-punt , ongeveer 1.500.000 km buiten de baan van de aarde rond de zon. ^{[ 25 ]} Zijn werkelijke positie varieert tussen ongeveer 250.000 km en 832.000 km van L2 terwijl het om zijn baan draait, waardoor het uit de schaduw van de aarde en de maan blijft. Deze opstelling houdt de temperatuur van het ruimtevaartuig constant en onder de 50 K (-223 ° C) die nodig is voor zwakke infraroodwaarnemingen. ^{[ 26 ]}

thermische controle

De JWST Sunshield is een passief thermisch regelsysteem dat na de lancering wordt ingezet om de telescoop en instrumentatie te beschermen tegen licht en warmte van de zon, aarde en maan. Het doel is om de infraroodtelescoop te laten werken bij of onder de ontwerptemperatuur van 40 kelvin (-233 ° C). ^{[ 27 ]} De telescoop gebruikt daarom een ​​groot zonnescherm om licht en warmte van de zon, de aarde en de maan te blokkeren, en zijn positie dicht bij de zon-aarde L2 houdt alle drie de lichamen te allen tijde aan dezelfde kant van het ruimtevaartuig. . ^{[ 28 ]} De beschermer handhaaft een stabiele temperatuur voor de structuren aan de donkere kant, wat van cruciaal belang is voor het handhaven van de nauwkeurige uitlijning van de primaire spiegelsegmenten in de ruimte. ^{[29 ]}

instrumenten

Illustratie door James Webb.

De drie belangrijkste instrumentmodules van de telescoop zijn:

• Geïntegreerde wetenschappelijke instrumentenmodule - ( ISIM );
• Optisch Telescoopelement - ( OTE );
• Ruimte-ondersteuningsmodule - ( SSM ).

ISIM is een volledig gedistribueerd systeem dat bestaat uit een cryogene module die is geïntegreerd met de OTE en met de software , processorcircuits en andere elektronische instrumenten, die zich in het hete deel van het SSM bevinden. ^{[ 30 ]}

ISIM zorgt voor de structuur, omgeving en transportmiddelen voor de gegevens die worden verzameld door de drie wetenschappelijke modules: NIRCam, NIRSpec en de MIRI. Naast fijnafstemmingssensor (Fine Guidance Sensor - FGS):

• Near Infrared Camera (NIRCam) = Infraroodcamera; ^{[ 31 ]}
• Mid Infrared Instrument (MIRI) = Instrumenten voor infrarood; ^{[ 32 ]}
• Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) = Infrarood Spectrograaf. ^{[ 33 ]}

Northrop Grumman Space Technology is de hoofdaannemer die verantwoordelijk is voor de ontwikkeling en integratie van het Observatorium. Ze zijn verantwoordelijk voor de ontwikkeling en constructie van het ruimtevaartuig, dat beide omvat; het hoofdgedeelte en het zonnescherm. ^{[ 34 ]} Ball Aerospace werd uitbesteed om het Optical Telescope Element (OTE) te ontwikkelen en te bouwen . ^{[ 19 ]} Goddard Space Flight Center is verantwoordelijk voor het leveren van de Integrated Science Instrument Module (ISIM). ^{[ 35 ]}

Geschiedenis

Het werk aan het project begon meer dan 30 jaar geleden bij STScI met de uitdaging om "na te denken over de volgende grote missie na Hubble". De ontwikkeling van een missieconcept vond plaats in september 1989, met een workshop in de STScI, voorafgaand aan de lancering van Hubble. De workshop behandelde de wetenschappelijke kansen en technologische uitdagingen van een dergelijke missie en bouwde voort op eerder onderzoek tot nu toe. ^{[ 36 ]}

Geschiedenis (ontwikkeling tot 2003)

Discussies over een voortzetting van Hubble begonnen in de jaren 1980, maar serieuze planning begon in het begin van de jaren 1990. ^{[ 38 ]} Het UV-Optical in Space- paneel van de National Academies uit 1990 gaf een impuls aan het concept door een gekoelde ruimtetelescoop aan te bevelen. Hubble's opvolger. De ontwikkeling van een 8-meter Next Generation Space Telescope (NGST)-concept in de komende twee jaar was gericht op een gekoelde zichtbare en infraroodtelescoop toen duidelijk werd dat het technisch onpraktisch was om de UV-mogelijkheden op te nemen.

In 1993 benoemde de Space Telescope Institute Council (STIC) een commissie om 21e-eeuwse ruimteastronomiemissies te bestuderen en twee jaar later adviseerde de commissie een 4m-telescoop - kleiner dan de 8 tot 10m NGST die aanvankelijk werd besproken. vermogen om infrarood licht te zien. Later herstelde NASA de NGST tot 8 meter. ^{[ 39 ]}

In wezen werd het Hi-Z-telescoopconcept tussen 1989 en 1994 ontwikkeld: ^{[ 40 ]} een volledig onbedekte infraroodtelescoop met een opening van 4 meter ^{[ 41 ]} die zich met 3 astronomische eenheden in een baan zou terugtrekken . ^{[ 42 ]} Deze verre baan zou hebben geprofiteerd van minder lichtruis van zodiakaalstof. ^{[ 43 ]} Andere vroege plannen riepen op tot een missie van de NEXUS-voorlopertelescoop. ^{[ 44 ]}

Het corrigeren van de defecte optica van de Hubble-ruimtetelescoop in de beginjaren speelde een belangrijke rol bij de geboorte van de JWST. In 1993 bereidde NASA STS-61 voor, de spaceshuttle-missie die een vervanging voor de HST-camera en een adapter voor zijn beeldspectrograaf zou bevatten om sferische aberratie in zijn primaire spiegel te compenseren.

In 2002 werd het project omgedoopt ter ere van de tweede beheerder van NASA (1961-1968) James E. Webb. Webb leidde het bureau tijdens het Apollo-programma en vestigde wetenschappelijk onderzoek als een kernactiviteit van NASA. ^{[ 45 ]} In 2003 kende NASA TRW het hoofdcontract van $ 824,8 miljoen toe voor de JWST. JWST is een NASA-project, met internationale samenwerking van de European Space Agency (ESA) en de Canadian Space Agency (CSA), die zich in respectievelijk 2004 en 2007 formeel hebben aangesloten.

Het project vereiste een primaire spiegel van 6,1 meter en een lanceringsdatum in 2010. Later dat jaar werd TRW overgenomen door Northrop Grumman en werd het Northrop Grumman Space Technology. ^{[ 46 ]}

Herplanning (2005)

De ontwikkeling werd geleid door NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt , Maryland , met John C. Mather als projectwetenschapper. De hoofdaannemer was Northrop Grumman Aerospace Systems , verantwoordelijk voor de ontwikkeling en constructie van het ruimtevaartuigelement, waaronder de satellietbus, zonnescherm, Deployable Tower Assembly (DTA) die het optische telescoopelement verbindt met de ruimtevaartuigbus, en de Mid Boom Assemblage (MBA). ) die helpt om de grote zonneschermen in een baan om de aarde te brengen, ^{[ 47 ]} terwijl Ball Aerospace & Technologieswerd uitbesteed om de OTE zelf en de Integrated Science Instrument Module (ISIM) te ontwikkelen en te bouwen. ^{[ 48 ]}

Eerste infrarood (kunstmatig gekleurd) beeld gemaakt door de James Webb Space Telescope. Deze afbeelding onthult nooit eerder vertoonde sterrenstelsels, zwaartekrachtvervormingen en een paar sterren.

Multi-Field Multi-Instrument (MIMF)

Na het bereiken van de belangrijkste mijlpaal van het uitlijnen van de telescoop op NIRCam in maart 2022, begon het Webb-team de uitlijning van de telescoop uit te breiden naar de gids (de Fine Orientation Sensor of FGS) en de andere drie wetenschappelijke instrumenten. NASA noemde dit zes weken durende proces multi-field multi-instrument alignment (MIMF). ^{[ 49 ]}

eerste afbeeldingen

Op 11 juli 2022 presenteerde NASA het eerste deep-field-beeld gemaakt door James Webb. De Amerikaanse president Joe Biden onthulde de afbeelding via een gezamenlijke uitzending van het Witte Huis en het Amerikaanse ruimtevaartagentschap. ^{[ 50 ]}

Op 12 juli 2022 werd wat NASA een "pakket" van foto's gemaakt door James Webb noemde, aan het publiek gepresenteerd. Verschillende objecten werden gefotografeerd en spectrale metingen werden onthuld. ^{[ 51 ]}

Afbeeldingen vrijgegeven door NASA op 12 juli 2022

Eta Carinae-nevel	Stephan's Quintet	NGC 3132	spectrum van Exoplaneet WASP 76 b

Zie ook

• Observatoria van de Grote Ruimte
• Hubble Ruimtetelescoop

Referenties

Externe links

• «NASA-website over de James Webb Space Telescope-sonde » 
• «Na Pluto, 6 projecten die een revolutie teweeg zouden brengen in de manier waarop we de ruimte zien» 

• astronomieportaal
• kosmologie portaal
• Ruimteverkenningsportaal