Erstes Instrument für Weltraumteleskop JWST fertiggestellt und an NASA übergeben

MIRI, eine innovative Kombination aus Kamera und Spektrograf, ist so empfindlich, dass es den Schein einer Kerze auf einem der Jupitermonde nachweisen könnte. Wichtige Komponenten des Instruments wurden am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg entworfen und gebaut.

Das James Webb-Weltraumteleskop (James Webb Space Telescope, JWST), der Nachfolger des deutlich kleineren Hubble-Weltraumteleskops, soll ab 2018 die Gechichte der ersten Sterne und die Entwicklung von Galaxien erkunden, Detailaufnahmen der Geburten von Sternen und Planetensystemen anfertigen und die charakteristischen Eigenschaften von Planeten bestimmen, die ferne Sterne umkreisen.

Entscheidend dafür, dass das JWST seine wissenschaftlichen Ziele erreichen kann, ist nicht nur sein für ein Weltraumteleskop gigantischer Spiegel mit 6,5 Metern Durchmesser (zum Vergleich: der Spiegel des Hubble-Teleskops hat einen Durchmesser von lediglich 2,4 Metern). Ebenso wichtig ist seine Ausstattung mit vier höchst empfindlichen Instrumenten. Jetzt ist das erste dieser Instrumente, das »Mid-Infrared Instrument« MIRI fertiggestellt worden. Heute wurde es im Rahmen einer feierlichen Zeremonie im Institute of Engineering and Technology in London an die NASA übergeben.

Thomas Henning, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) und einer der leitenden Wissenschaftler des europäischen Konsortiums, das MIRI konstruiert hat, erklärt: „MIRI ist in einem ganz bestimmten Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlung empfindlich. Strahlung solcher Wellenlängen erlaubt es uns, in das Innere von Wolken zu blicken, in denen neue Sterne und Planeten entstehen. So können wir mit MIRI kosmische Geburten so genau und detailscharf untersuchen wie nie zuvor. Sogar Details der wirbelnden Scheiben aus Gas und Staub, in denen Planeten geboren werden, sollten wir ausmachen können.“ Bei diesen Wellenlängen zwischen 5 und 28 Mikrometern wird MIRI außerdem in der Lage sein, Sternentstehungsprozesse in sehr frühen Galaxien nachzuweisen, und es wird den anderen JWST-Instrumenten dabei helfen können, die ersten Sterne im Universum zu identifizieren.

Die Konstruktion von MIRI stellte die Forscher und Ingenieure vor eine Reihe technischer Herausforderungen. Oliver Krause, Leiter der Gruppe „Infrarotastronomie mit Weltraumteleskopen“ am MPIA, nennt ein Beispiel: „Wenn es um Weltraumteleskope geht, dann ist sogar eine vergleichsweise einfache Aufgabe wie jene, einen Filter hochpräzise vor einem Detektor zu platzieren, eine beachtliche Herausforderung. Nachdem das Filterrad beim Start der Ariane 5 gehörig durchgeschüttelt wurde, muss es anschließend mehrere Jahre komplett wartungsfrei funktionieren und dabei höchste Präzision sicherstellen – und das alles bei minus 266 Grad Celsius.“ Krauses Gruppe hat dieses Problem gelöst und die Mechanik des Filterrades von MIRI konstruiert. Das MPIA war außerdem bei der Planung des elektrischen Systems des Instruments und bei diversen Funktionstests beteiligt.

Nun macht sich MIRI auf den Weg zum Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland – sorgsam eingepackt in einen maßgefertigten Container, der das Instrument vor Feuchtigkeit schützt und eine konstante Temperatur gewährleistet. In Maryland angekommen beginnt der langwierige Prozess des Zusammenbaus, bei dem MIRI mit den anderen Instrumenten und dann mit der Teleskopoptik verbunden wird. Alleine diese Integrationsphase wird Tests mit einer Gesamtdauer von zwei Jahren einschließen. Im Jahre 2018 soll das James Webb-Teleskop dann auf den Weg zu seinen Einsatzort im All gebracht werden.

MPIA / PH