Kann das Webb-Teleskop nach fünf Treffern innerhalb eines halben Jahres noch normal funktionieren?

Das Hubble-Teleskop ist jedem bekannt, da es bei der menschlichen Erforschung des Universums eine wichtige Rolle gespielt hat.

Als Nachfolger des Hubble wird das Webb-Weltraumteleskop weiter blicken können und so noch mehr Geheimnisse des Universums lüften können. Dies alles basiert jedoch auf der Fähigkeit, über einen langen Zeitraum hinweg weiter zu funktionieren. Doch tatsächlich ist die Zukunft des Webb-Teleskops aufgrund seines schlimmen Schicksals wirklich besorgniserregend. Von der ersten Entwicklung des Webb-Weltraumteleskops bis zu seinem offiziellen Start vergingen mehr als zehn Jahre. Warum hat es so lange gedauert? Denn das Webb-Teleskop muss vor dem Start in einem narrensicheren Zustand sein. Webb ist anders als Hubble. Das Hubble-Teleskop befindet sich 575 Kilometer über der Erdoberfläche. Man kann sagen, dass es sich direkt neben uns befindet, sodass wir es jederzeit reparieren und debuggen können.

Während seines Betriebs wurde das Hubble-Teleskop zahlreichen Reparaturen unterzogen, sowohl größeren als auch kleineren.

So wurden beispielsweise 1993 die Solarmodule des Hubble-Weltraumteleskops beschädigt und die NASA entsandte sieben Astronauten, um sie zu reparieren und auszutauschen. Gerade weil das Hubble-Teleskop nahe genug bei uns ist und jederzeit gewartet und Fehler behoben werden können, ist es seit mehr als 30 Jahren im Einsatz, obwohl es ursprünglich nur eine Lebensdauer von fünf Jahren haben sollte. Doch das Webb-Weltraumteleskop ist hierzu nicht in der Lage. Es bewegt sich zum Erde-Sonne-Lagrange-Punkt L2, der 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Der am weitesten entfernte Planet, den der Mensch je betreten hat, ist der Mond. Seine durchschnittliche Entfernung von der Erde beträgt etwa 380.000 Kilometer. Derzeit ist es dem Menschen nicht möglich, einen 1,5 Millionen Kilometer entfernten Ort zu erreichen, geschweige denn, Menschen für Wartungs- und Fehlerbehebungsarbeiten in eine so weite Entfernung zu schicken. Daher muss vor dem Start sichergestellt werden, dass alles narrensicher ist.

Warum muss das Webb-Teleskop so weit weggeworfen werden?

Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen dem Webb-Teleskop und dem Hubble-Teleskop. Hubble ist ein Teleskop für sichtbares Licht, während Webb ein Infrarotteleskop ist. Das Wesen der Infrarotstrahlen ist die Temperatur, daher reagieren Infrarotdetektoren sehr empfindlich auf Wärmequellen. Von den fünf Lagrange-Punkten im Erde-Sonne-System wird das Sonnenlicht nur am L2-Punkt von der Erde blockiert und dieser ist weit genug von der Erde entfernt, um Störungen zu minimieren. Der Grund, warum es am Lagrange-Punkt platziert werden muss, liegt darin, dass dies der Gravitationsgleichgewichtspunkt ist. Nur so kann das Webb-Teleskop immer eine relativ feste Position zur Erde und zur Sonne halten. Glücklicherweise wurde das Webb-Weltraumteleskop nach der Überwindung vieler Hindernisse am 25. Dezember 2021 endlich gestartet.

Webers Start war nicht das perfekte Ende der Geschichte, sondern eher der Beginn ihrer Tortur.

Vom Start bis zu seiner endgültigen Ankunft am L2-Punkt kam es beim Webb-Teleskop zu insgesamt 344 Einzelpunktausfällen, von denen vier durch Mikrometeoroideneinschläge verursacht wurden. Haben Menschen die Flugbahnen dieser Mikrometeoriten nicht überwacht? Wie konnten sie Weber treffen? Tatsächlich ist es für den Menschen sehr schwierig, diese Mikrometeoriten zu überwachen, da sie normalerweise nur die Größe eines Sandkorns haben. Solche kleinen Dinge, die im Universum schweben, sind mit den derzeitigen Beobachtungsmöglichkeiten des Menschen schwer zu erkennen. Es gibt viele solcher winzigen Mikrometeoriten im Universum, und die meisten von ihnen fallen aus verschiedenen Gründen von Asteroiden oder Kometen ab. Was macht es schon, wenn etwas so Kleines ein Teleskop trifft? Sag das nicht. Obwohl die Sandkörner klein sind, bewegen sie sich mit hoher Geschwindigkeit. Schauen Sie sich nur die Löcher im Roboterarm der Internationalen Raumstation an, die durch Mikrometeoriten verursacht wurden, und Sie werden erkennen, wie kraftvoll diese sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Sandkörner sind.

Glücklicherweise verursachten die ersten vier Kollisionen keine ernsthaften Schäden am Webb-Weltraumteleskop. Nach Erreichen des Lagrange-Punktes L2 wurde das Teleskop justiert und erreichte schließlich seinen idealen Betriebszustand.

Gerade als man dachte, alles sei fertig und man wartete nur noch auf den offiziellen Baubeginn, kam es am 24. Mai 2022 erneut zum fünften Einschlag. Dieser war allerdings ganz anders als die vier vorherigen, denn der Mikrometeoroid war diesmal größer und kollidierte frontal mit dem Webb-Teleskop. Noch unglücklicher war, dass der Hauptspiegel getroffen wurde. Nach dem Aufprall war deutlich zu erkennen, dass der Hauptspiegel verrutscht war.

Bei Infrarot-Weltraumteleskopen ist der Primärspiegel die unbestrittene Kernkomponente. Kann das Webb-Teleskop also noch normal funktionieren?

NASA-Ingenieure haben eine Reihe von Feineinstellungen an dem durch den Aufprall verlagerten Spiegel vorgenommen und kommen nun zu dem Schluss, dass „der Aufprall nicht tödlich ist und das Teleskop dennoch im Juli 2022 offiziell in Betrieb genommen werden kann.“ Obwohl dieser Aufprall nicht tödlich war, erlitt das Webb-Teleskop dennoch irreparable Schäden und, was noch wichtiger ist, seine Zukunftsaussichten bleiben besorgniserregend. Wie bereits erwähnt, gibt es im Universum überall Mikrometeoriten, und sie sind schwer zu überwachen. Hinzu kommt, dass der Lagrange-Punkt L2 zwar ein idealer Beobachtungspunkt ist, die Mikrometeoriten dort aber aufgrund ihrer großen Entfernung von der Erde eher von der Schwerkraft anderer Himmelskörper beeinflusst werden und von ihrer Umlaufbahn abweichen. Daher ist es fast sicher, dass dieser Einschlag nicht der letzte für das Webb-Teleskop sein wird. Wenn es in Zukunft tatsächlich zu Schäden kommt, die sich durch Remote-Debugging nur schwer beheben lassen, muss es ausgemustert werden.

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