James Webb rymdteleskop (JWST). Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
Carl Zeiss Optronics, i Oberkochen, Tyskland och Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg (MPIA), utvecklar den viktigaste finmekaniska optiska tekniken för två instrument som ingår i James Webb Space Telescope (JWST). Under de kommande åtta åren, under administration av Europeiska rymdorganisationen och NASA i USA, kommer JWST (med en spegel på 6,5 meter) att bilda sig som efterträdare till det legendariska HUBBLE rymdteleskopet. Carl Zeiss och Max Planck-institutet undertecknade ett kontrakt den 29 november för att samarbeta i sitt arbete med MIRI och NIRSpec-instrumenteringen av JWST.
JAMES WEBB Space Telescope kommer att ersätta Hubble Space Telescope under de kommande decennierna som det viktigaste verktyget för astronomisk observation. Uppdragets viktigaste vetenskapliga mål är att upptäcka det första ljuset i det tidiga universum - bildandet av de första stjärnorna ur den långsamt kylande Big Bang. Ljuset från dessa första stjärnor och galaxer har förskjutits till det infraröda spektrumet eftersom dess våglängd har sträckt sig ut tjugo gånger, eftersom universum har expanderat. Den infraröda (varma) strålningen av teleskopet och dess instrument kan störa dessa svaga kosmiska signaler. För att förhindra detta måste teleskopet vara väsentligen djupfryst.
Av denna anledning kommer JWST att vara stationerad vid ”Lagrangian point L2”, 1,5 miljoner kilometer utanför jordens bana. Tyngdkrafterna från solen och jorden balanserar varandra vid L2, så JWST kan upprätthålla en synkron position med solen och jorden, permanent på jordens bortre sida från solen. Här kommer teleskopet och dess instrument att svalna till -230 grader Celsius. Den enorma höga känsligheten och upplösningen av det enorma teleskopet kommer att leda till helt nya insikter om bildandet av stjärnor och planeter i Vintergalaxen. Dessa undersökningar är endast möjliga inom det infraröda spektrumet. Till skillnad från synligt ljus kan infrarött ljus passera genom de tjocka gas- och dammmoln, i vilka planeter och stjärnor bildas, utan att det märkbart försvagas.
Teleskopet och dess instrument ställer enorma krav. De kommer att utsättas för initiala spänningar vid en acceleration som är mycket högre än jordens och kyls sedan ned till en temperatur som nästan når absolut noll (-273 grader Celsius). Efter att teleskopet har tagits i drift på sin slutliga plats kommer dess astronomiska instrument att justeras till en hög noggrannhetsnivå och måste hållas där - ungefär lika mycket som att rikta in sig på nålens punkt på en kilometer avstånd.
Rymdteleskopet har tre instrument ombord för dataregistrering: MIRI, NIRSpec och NIRCam. MIRI och NIRSpec utvecklas och byggs i Europa. Carl Zeiss och MPIA kommer att ge ett stort bidrag, som de enda europeiska företrädarna, till båda instrumenten.
För MIRI och NIRSpec kommer Carl Zeiss att leverera filter- och gitterbytningsmekanismer som gör att instrumenten kan konfigureras exakt för olika typer av observationer. MPIA kommer också att delta i deras utveckling och testning. Vidare kommer Carl Zeiss att leverera två filter- och gallermekanismer för NIRSpec-instrumentet till EADS Astrium. Avtalet som Carl Zeiss och MPIA tecknade anger att de kommer att samarbeta för att producera båda instrumenten.
MIRI- och NIRSpec-mekanismerna är liknande, relaterade projekt. Deras utveckling och testning kommer att ske under de kommande två och ett halvt åren; därefter installerar Carl Zeiss och MIPA dem. Det är planerat att under 2013 kommer en europeisk Ariane 5-raket att föra JWST till Lagrangian punkt L2. Hela operationen med MIRI och NIRSpec organiseras av European Space Agency, German Aerospace Centre och Max Planck Society.
Carl Zeiss och Max Planck Institute for Astronomy har redan arbetat framgångsrikt tillsammans för att utmana projekt som utvecklar rymdinstrument. Ett exempel är ISOPHOT, ett stort bidrag till framgången för European Infrared Space Observatory, ISO. Nyligen började de samarbeta om PACS-instrumentet från det europeiska rymdobservatoriet HERSCHEL, som skulle starta verksamheten 2008.
Carl Zeiss och MPIA har vunnit stort förtroende från internationella partners genom deras samarbete. Nu tar de två organisationerna foten på terra nova: astronomer från Heidelberg hoppas kunna observera gränserna för den kosmiska "mörka tidsåldern", innan stjärnor började bildas. Tillsammans ser de fram emot att utveckla optomekaniska system med enastående kvalitet. De garanterar både framgång för det astronomiska ”flaggskepp” -uppdraget JWST och en konkurrensfördel för alla möjliga tänkbara framtida applikationer.
Ursprungskälla: Max Planck Society
