James Webb-rumteleskop (JWST). Billedkredit: NASA Klik for større billede
Carl Zeiss Optronics i Oberkochen, Tyskland og Max Planck Institut for Astronomi i Heidelberg (MPIA), udvikler den vigtigste fine mekaniske optiske teknologi til to instrumenter, der indgår i James Webb Space Telescope (JWST). I løbet af de næste otte år, under administration af Det Europæiske Rumorganisation og NASA i USA, vil JWST (med et spejl på 6,5 meter) forme sig til at blive efterfølgeren til det legendariske HUBBLE Rumteleskop. Carl Zeiss og Max Planck Institute underskrev en kontrakt den 29. november om at samarbejde i deres arbejde med MIRI og NIRSpec instrumenteringen af JWST.
JAMES WEBB-rumteleskopet erstatter Hubble-rumteleskopet i de næste par årtier som det vigtigste redskab til astronomisk observation. Missionens vigtigste videnskabelige mål er at opdage det første lys i det tidlige univers - dannelsen af de første stjerner ud af den langsomt afkølende Big Bang. Lyset fra disse første stjerner og galakser er skiftet ind i det infrarøde spektrum, fordi dets bølgelængde er strakt ud nogle tyve gange, da universet har ekspanderet. Den infrarøde (varme) stråling af teleskopet og dets instrumenter kunne forstyrre disse svage kosmiske signaler. For at forhindre dette skal teleskopet i det væsentlige være dybfrossent.
Af denne grund vil JWST blive stationeret på ”Lagrangian point L2”, 1,5 millioner kilometer uden for Jordens bane. Tyngdekraften fra Solen og Jorden afbalancerer hinanden ved L2, så JWST kan opretholde en position synkron med solen og Jorden, permanent på ydersiden af Jorden fra solen. Her vil teleskopet og dets instrumenter køle ned til -230 grader celsius. Den enorme høje følsomhed og opløsning af det enorme teleskop vil føre til helt ny indsigt om dannelsen af stjerner og planeter i Mælkevejen Galaxy. Disse undersøgelser er kun mulige inden for det infrarøde spektrum. I modsætning til synligt lys kan infrarødt lys passere gennem de tykke gas- og støvskyer, i hvilke planeter og stjerner dannes, uden at de er mærkbart svækkede.
Teleskopet og dets instrumenter stiller enorme krav. De vil blive udsat for initial belastning ved en acceleration, der er meget højere end Jordens, og derefter afkølet til en temperatur, der næsten når absolut nul (-273 grader celsius). Når teleskopet er taget i brug på det endelige sted, justeres dets astronomiske instrumenter til et højt nøjagtighedsniveau og skal holdes der - omtrent svarende til at målrette en nålspids fra en kilometer afstand.
Rumteleskopet har tre instrumenter om bord til dataregistrering: MIRI, NIRSpec og NIRCam. MIRI og NIRSpec udvikles og bygges i Europa. Carl Zeiss og MPIA yder et stort bidrag som de eneste europæiske repræsentanter til begge instrumenter.
For MIRI og NIRSpec leverer Carl Zeiss filter- og gitterskiftemekanismer, som gør det muligt for instrumenterne at blive nøjagtigt konfigureret til forskellige typer observationer. MPIA vil også deltage i deres udvikling og test. Derudover leverer Carl Zeiss to filter- og gittermekanismer til NIRSpec-instrumentet til EADS Astrium. Den kontrakt, Carl Zeiss og MPIA underskrev, specificerer, at de vil samarbejde om at fremstille begge instrumenter.
MIRI- og NIRSpec-mekanismerne er lignende relaterede projekter. Deres udvikling og test vil finde sted i de næste to og et halvt år; derefter installerer Carl Zeiss og MIPA dem. Det er planlagt, at en europæisk Ariane 5-raket i år 2013 bringer JWST til Lagrangian punkt L2. Hele operationen med MIRI og NIRSpec arrangeres af Det Europæiske Rumfartsagentur, det tyske rumfartscenter og Max Planck Society.
Carl Zeiss og Max Planck-instituttet for astronomi har allerede samarbejdet med succes om udfordrende projekter med udvikling af ruminstrumenter. Et eksempel er ISOPHOT, et vigtigt bidrag til succes med det europæiske observationscenter for infrarødt rum, ISO. For nylig begyndte de at samarbejde om PACS-instrumentet fra HERSCHEL europæiske rumobservatorium, der skulle starte operationer i 2008.
Carl Zeiss og MPIA har vundet stor tillid fra internationale partnere gennem deres samarbejde. Nu sætter de to organisationer fod på terra nova: astronomer fra Heidelberg håber at observere grænserne for den kosmiske ”mørke tid”, før stjerner begyndte at dannes. Sammen ser de frem til at udvikle optomekaniske systemer af hidtil uset kvalitet. De garanterer både succes for den astronomiske “flagskib” -mission JWST og en konkurrencefordel for alle mulige tænkelige fremtidige applikationer.
Original kilde: Max Planck Society
