Jahrzehntelange Arbeit am James Webb Space Telescope. Was passiert, wenn Sie scheitern?

Am Dienstag gaben NASA-Ingenieure bekannt, dass der lang erwartete Start von James Webb Weltraumteleskop (JWST) wurde „spätestens auf den 24. Dezember“ verschoben. (Die Mission sollte ursprünglich am 22. Dezember dieses Jahres starten.)

Dies ist nicht das erste Mal im Jahr 2021, dass sich der Start des erstaunlich komplexen Teleskops verzögert – es ist sogar das vierte Mal. Die Verzögerung sei diesmal auf „ein Kommunikationsproblem zwischen dem Observatorium und dem Trägerraketensystem“ zurückzuführen, so A. Kurze Stellungnahme der Raumfahrtbehörde.

Für diejenigen, die keine Weltraumnachrichten verfolgen, ist das JWST ein einmaliges Weltraumobservatorium, das sich darauf vorbereitet, ein neues Kapitel in der Astronomie aufzuschlagen. Es ist auch eine der teuersten Weltraummissionen (ca. 9,7 Milliarden US-Dollar) in der Geschichte. Als Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops wird JWST auf der Vorderseite einer Ariane-5-Rakete gestartet und an einen Ort etwa 1 Million Meilen über der Erdoberfläche geflogen. Sobald es sein endgültiges Ziel erreicht hat, wird das JWST in etwa sechs Monaten in die entlegensten Winkel des Universums blicken, die Atmosphären erdähnlicher Exoplaneten scannen und vieles mehr.

Kurz gesagt, das James-Webb-Weltraumteleskop wird zweifellos Entdeckungen machen, die das Verständnis der Menschheit vom Universum verändern werden – aber zuerst muss es sein endgültiges Ziel erreichen. Und wenn etwas schief geht, gibt es keine Garantien dafür, dass Wissenschaftler hier auf der Erde es reparieren können. Dies unterscheidet sich stark vom Hubble-Weltraumteleskop, das aufgrund seiner niedrigen Erdumlaufbahn von NASA-Astronauten bedient wurde. fünf verschiedene Male Zwischen 1993 und 2009.

Da jedoch nichts schief gehen sollte, haben Wissenschaftler und Ingenieure zwei Jahrzehnte damit verbracht, umfangreiche Präventivtests durchzuführen, um alles und jeden vorherzusagen, was schief gehen könnte.

„Wenn etwas als Risiko identifiziert wird, gibt es einen Prozess, der entweder damit beginnt, dass das Risiko akzeptabel ist – was bedeutet, dass es nicht so schlimm wäre, wenn das, worüber man sich Sorgen macht – aber nicht akzeptabel ist“, sagte Massimo Stiavelli, Leiter des Webb-Missionsbüros: „Risiken werden gemindert oder eliminiert“, im Gespräch mit Salon „Also fast per Definition, wenn ein Projekt wie dieses gestartet wird, gibt es keine ernsthaften Risiken mehr, weil man alle ansprechen möchte.“ von ihnen, bevor Sie starten.“

Daher die letzte Verzögerung.

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All diese Garantien sind natürlich keine Garantien, denn kein Prüfstand gleicht der Realität – und anders als zum Beispiel beim Sport bekommen Ingenieure keine praktische Ausbildung.

Der Start des JWST ist mit Sicherheit riskant. Da ist zunächst der Start selbst. An einem Tag, spätestens am 24. Dezember, wird eine Ariane-Rakete mit einer auf der Nase montierten JWST-Rakete gestartet. Es wird viele, viele Vibrationen für die achtzehn 46-Pfund-Spiegel geben, aus denen das Observatorium besteht. Natürlich wurde die Vibrationsfestigkeit dieser Spiegel ausgiebig getestet, sagte Steavilli und fügte hinzu, dass fast 20 Jahre Vorbereitung darauf geflossen sind, um sicherzustellen, dass diese Markteinführung reibungslos verläuft.

„Das Observatorium wurde getestet, um den Vibrationen und Schallwellen standzuhalten, die mit dem Start verbunden sind“, sagte Stiaveli. „Wir wissen, dass es weitergehen könnte, aber es ist immer noch ein aufregender Moment.“

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Ein weiterer „spannender“ Moment, sagte Staveli, wäre der Einsatz der zweiten Sonnencreme und Einen halben Tag nach dem Start.

„Im Gegensatz zu einigen anderen Tests, die wir durchgeführt haben, wird die Sonnenblende natürlich in der Schwerelosigkeit eingesetzt“, sagte Staveli. „Und es ist schwer, Schwerelosigkeit auf der Erde hinzuzufügen, also mussten wir Computermodelle verwenden, um das zu testen. Soweit wir wissen, würde es funktionieren, aber es wäre schön zu sehen, wie es sich ausbreitet.“

Nach den ersten großen Einsätzen, die voraussichtlich sechs Tage dauern werden, sagte Steavilli, er sei „persönlich glücklich“.

„Aber ich bin mir sicher, dass die Entwickler der Maschinen erst dann zufrieden sein werden, wenn sie ihre Maschinen sechs Monate nach der Markteinführung voll funktionsfähig sehen“, sagte Staveli.

Avi Loeb, ehemaliger Vorsitzender des Department of Astronomy der Harvard University und Autor von „Außerirdische: Das erste Anzeichen für intelligentes Leben außerhalb der ErdeEr erzählt Salon, dass die Menschen auf der Erde nicht wissen, ob mit den Instrumenten des JWST etwas nicht stimmt, bis er beginnt, den Himmel zu beobachten – was ein bisschen problematisch sein kann.

„Leider wird uns seine Position am Lagrange Point II, viermal so weit wie der Mond entfernt, nicht erlauben, ihn so zu bedienen, wie wir es mit dem Hubble-Weltraumteleskop getan haben – das 2.600 Mal näher ist“, sagte Loeb. „Die Reaktion hängt von der Fehlermethode ab; einige Probleme können teilweise aus der Ferne gelöst werden.“

Tatsächlich, so Staivelli, hat das JWST-Team blind Routineübungen geübt – was bedeutet, dass Ingenieure vor Ort nicht wissen, welches Problem sie bis zum Training lösen müssen – um Lösungen für potenzielle Probleme zu finden, die auftreten können.

Stiavelli beschrieb diese „Proben“ als einen Prozess, bei dem „Anomalien injiziert“ werden, dann beobachtet wird, wie das Team darauf reagiert und versucht, sie in Echtzeit zu beheben. „Die Mannschaft ist für solche Veranstaltungen sehr gut ausgebildet“, sagte er. „Wenn eine große Katastrophe oder etwas schief geht und es nicht wie beschrieben wiederhergestellt werden kann – wären wir in einer schlechten Verfassung.“

Wenn beispielsweise während eines JWST ein massiver Asteroid kollidiert oder explodiert, gibt es keine unmittelbare Alternative zum Observatorium. Es wird schwierig sein, wieder Mittel zu bekommen, um ein weiteres Projekt zu bauen. Darüber hinaus haben Weltraumobservatorien wie das JWST keine Versicherungspolice.

„Ein weiteres zu bauen wäre sehr teuer; einige der verwendeten Geräte sind nicht mehr verfügbar, daher wird es nicht einfach. Ich kann nicht genau sagen, wie viel ein Duplikat kosten wird, aber es wird sicherlich sehr sein.“ teuer“, sagte Staveli. „Der andere Faktor ist, dass bei so etwas, dessen Entwicklung so lange gedauert hat, viele Leute, die an einer bestimmten Komponente gearbeitet haben könnten, in den Ruhestand gegangen sind.“

Loeb stimmte zu.

Wenn das Problem schwerwiegender ist [than what can be fixed remotely]Die Astronomie-Community und die NASA müssen entscheiden, ob sie das nötige Geld investieren, um ein weiteres Projekt zu bauen.“

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