August 12, 2022

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Bilder zeigen, dass das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA beschädigt wurde, nachdem es von einem Weltraumfelsen zerschmettert wurde

Bilder zeigen, dass das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA beschädigt wurde, nachdem es von einem Weltraumfelsen zerschmettert wurde

Neue Bilder, die in einem neuen Bericht enthüllt wurden, zeigen, dass der Schaden am Hauptspiegel des James-Webb-Teleskops durch einen kleinen Meteoriteneinschlag im Mai schlimmer ist als ursprünglich angenommen.

Papier veröffentlicht am Dienstag Akademischer Prepress-Server arxiv.org Er enthüllte im Detail über Webbs Leistung, während das Teleskop in Betrieb war, dass die meisten winzigen Meteoriteneinschläge auf den großen Webb-Spiegel geringfügigen Schaden anrichteten, aber der Einschlag Mitte Mai das Teleskop mit dauerhaften Schäden hinterließ.

„Der Einschlag eines einzelnen kleinen Meteoriten, der vom 22. bis 24. Mai 2022 UT stattfand, übertraf frühere Prognosen für Schäden, die durch einen einzelnen kleinen Meteoriten verursacht wurden, was zu weiteren Untersuchungen und Modellierungen durch das JWST-Projekt führte“, heißt es in dem Bericht.

Im Gegensatz zum Hubble-Weltraumteleskop, das den Hauptspiegel, den das Teleskop verwendet, um Licht zu sammeln und Licht auf wissenschaftliche Instrumente zu fokussieren, in einer zylindrischen Hülle umschließt, ist der 6,5-Meter-Spaltspiegel des Webb weltraumexponiert. Aber mit Blick auf Webbs Umlaufbahn um Lagrange Point 2 oder L2, eine Region des Weltraums etwa eine Million Meilen von der Erde entfernt, erwarteten die Wissenschaftler nur, dass Webb einmal im Monat auf einen kleinen, potenziell gefährlichen Meteor trifft.

Während der Inbetriebnahmezeit von Ende Januar bis Juni, in der Bodenlotsen die Spiegel und Instrumente von Webb kalibrierten, ausrichteten und testeten, wurde der Hauptspiegel sechs präzisen Meteoriteneinschlägen ausgesetzt.

Von diesen richteten fünf wenig Schaden an und verursachten einen Wellenfrontfehler von weniger als 1 nm quadratischem Mittelwert (RMS). Dies ist eine technische Art zu beschreiben, wie stark ein Webb-Spiegel das Sternenlicht verzerrt, das der Spiegel sammelt. Der größte Teil der Verzerrung, die durch diese fünf Striche außerhalb des Spiegels hinzugefügt wird, kann korrigiert werden, da die 18 Hex-Segmente, aus denen sein Gesicht besteht, individuell und präzise angepasst werden können.

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Aber der sechste Treffer, der einen Spiegelclip namens C3 traf, richtete mehr Schaden an, der vollständig behoben werden konnte. Dieser Mikrometeoreinschlag erhöhte den Wellenfrontfehler des Sektors von 56 nm auf 178 nm nach Korrektur durch Modulation des Abschnitts.

Da jeder Spiegelclip verstellbar ist, kann die Beschädigung des C3-Segments kompensiert werden und hat dem Bericht zufolge die Genauigkeit des darunter liegenden Webb-Spiegels als Ganzes nicht beeinträchtigt. Der gesamte Wellenfrontfehler des gesamten Spiegels erhöhte sich durch den Treffer um etwa 9 nm.

„Es ist noch nicht klar, ob der Einschlag von Abschnitt C3 im Mai 2022 ein seltenes Ereignis ist (d. h. ein früher unglücklicher Einschlag eines kleinen, hochkinetischen Meteors, der statistisch gesehen nur einmal alle paar Jahre auftreten kann)“, heißt es in dem Bericht ist anfälliger für Schäden durch Mikrometeoriten als frühere Startmodelle.“

Der Bericht stellt weiter fest, dass das Webb-Projektteam Maßnahmen erwägt, um zukünftige Mikrometeoriteneinschläge abzuschwächen, wie zum Beispiel die Bestimmung, wie lange das Teleskop in bekannte Richtungen gerichtet werden kann, um den Spiegel einer größeren Wahrscheinlichkeit von Mikrometeoriteneinschlägen auszusetzen.

Die Aufrechterhaltung des langfristigen Zustands des Webb-Teleskops hat für die NASA und Astronomen überall höchste Priorität.

Nach mehr als 20 Jahren und 10 Milliarden Dollar Entwicklungsaufwand wurde das Weltraumteleskop am Weihnachtstag auf einer Ariane-5-Rakete gestartet. Dieser Start war genauer als erwartet und bot Webb reichlich Motivation, um seine Flugbahn nach dem Start zu korrigieren, und verdoppelte fast die erwartete Betriebsdauer des Observatoriums – solange Weltraumfelsen seine Optik nicht beeinträchtigten.

„Vor dem Start musste der JWST ein Triebwerk für mindestens 10,5 Jahre Missionslebensdauer tragen“, heißt es in dem Bericht. „Jetzt, da sich JWST im Orbit um L2 befindet, ist klar, dass der verbleibende Treibstoff mehr als 20 Jahre der Missionsdauer aushalten wird.“

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