2638061

Weltraumteleskop James Webb erreicht Ziel im All: Eine Reise durch die Zeit

25.01.2022 | 14:40 Uhr | Peter Müller

Etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt hat das Deep Space Telescope der NASA seinen Einsatzort erreicht.

Das James-Webb-Teleskop hat nach einem Monat sein Ziel erreicht und wird nun in seine Umlaufbahn um den zweiten Lagrangepunkt einschwenken und seine Beobachtungen des frühen Universums aufnehmen. Es gibt in diesen Zeiten also auch noch gute Nachrichten: Bei der Reise an den Einsatzort ist entgegen dem Murphy-Gesetz nicht alles schiefgegangen, was schiefgehen konnte, sondern der über Jahrzehnte ausgetüftelte Plan ging auf. Das Sonnensegel des Teleskops ist komplett entfaltet, ohne dass es sich verhakte, der Kurs hat gestimmt. Das war in der wissenschaftlichen Raumfahrt nicht immer so: Mal zerschellte eine Sonde auf dem Mars, weil bei der Konstruktion jemand Yards mit Metern verwechselt hatte, mal war der Spiegel des Teleskops falsch geschliffen.

Hubble war anders – in vielerlei Hinsicht

Letzteres passierte dem berühmtesten Vorgänger des Webb-Teleskops, dem Hubble genannten Apparat, der zunächst recht unscharfe Bilder ferner Galaxien zur Erde funkte. Die Idee zur Lösung des Problems war so einfach wie genial: bekommt Hubble eben eine Brille. Also eine Korrekturlinse, die vor die eigentliche Optik angebracht wurde. Das ging bei Hubble aus zwei Gründen: Das Teleskop war recht nah der Erde in einer Umlaufbahn unterwegs, mit einem Space-Shuttle, das es auch dorthin gebracht hatte, konnte man eine Rettungsmission hinterherschicken und dem Teleskop eine Korrekturoptik aufsetzen. Bemerkte man bei Webb einen schwerwiegenden Fehler, ist dieser nicht mehr zu korrigieren.

Das James-Webb-Teleskop in 3D auf Spektrum.de ansehen

Den Grund hatten wir auf Macwelt und PC-Welt in der Berichterstattung der letzten Woche genannt: Das Webb-Teleskop verblieb eben nicht in Erdnähe, sondern richtet sich zur Beobachtung am zweiten Lagrangepunkt ein. Und mit einer Linse wäre eine fehlerhafte Optik auch nicht zu korrigieren, denn eine solche führt Webb gar nicht mit, bezieht man den Begriff "Optik" auf sichtbares Licht. Webb nimmt Infrarotstrahlung auf, der Detektor darf nicht wesentlich über den absoluten Nullpunkt aufwärmen, damit das funktioniert. Deshalb das Sonnensegel, das eher ein Sonnenschirm ist, gegen die verbleibende Strahlung des Zentralgestirns. Die bei L2, dem zweiten Lagrangepunkt, ohnehin nur noch schwach ist. Denn L2 liegt gewissermaßen immer im Erdschatten, 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Infrarotstrahlung von Sonne, Erde und Mond kommt aus Sicht des Teleskops aus der gleichen Richtung, ein Schirm genügt also – in der Gegenrichtung hat Webb einen freien Blick in das Universum, der weiter und damit weiter in der Zeit zurückreichen wird als je zuvor.

Ein unlösbares Problem – mit Ausnahmen

Aber warum genau L2? Weil dieser Punkt eben immer im Erdschatten liegt. Webb dreht sich gewissermaßen mit der Erde – die auch noch den Mond mitnimmt – um die Sonne und bekommt ihre Strahlung nie ab. Genau genommen steht Webb aber nicht still im All, also relativ zur Erde, sondern nimmt eine elliptische Umlaufbahn um den Lagrangepunkt an, die alle paar Woche das Kontrollzentrum auf der Erde korrigiert – sind nur fünf Lichtsekunden.

Insgesamt gibt es in einem System mit einer schweren zentralen Masse wie der Sonne und einem zweiten Körper fünf dieser Punkte, an denen vernachlässigbar schwere Körper kräftefrei mitrotieren. Auf diese Teillösung des analytisch nicht lösbaren allgemeinen Dreikörperproblems kam der Mathematiker Joseph-Louis Lagrange, der am 25. Januar 1736 in Turin zur Welt kam und der Welt der Wissenschaft nicht nur die nach ihm benannten Punkte bescherte, sondern auch Prinzipien der Numerik und der Gruppentheorie.

Dass Webb zum Lagrange-Tag den zweiten Lagrangepunkt erreicht , mag nicht so geplant gewesen sein, hat aber Charme – im Dezember hatte sich der Start um einige Tage verzögert, ehe es vor ziemlich genau einem Monat auf die weite Reise ging.

Macwelt Marktplatz

2638061