Astronomisch Nieuws

James Webb telescoop bereikt zijn eindbestemming in L2

De James Webb Space Telescope heeft volgens de NASA gisteravond, 24 januari 2022, zijn eindbestemming in het Lagrangepunt L2 bereikt.

Om ongeveer 20:00 uur Nederlandse tijd vuurde de telescoop gedurende 5 minuten zijn motoren af om in het zogenaamde tweede Lagrangepunt, L2, te komen. Het ontsteken van de motoren zorgde voor een toename van de snelheid met 1,6 meter per seconde en dat was net genoeg om in een “halo”-baan rond L2 te komen. De JWST is nu ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de Aarde verwijderd.

In de zomer zal Webb aan zijn wetenschappelijke onderzoek beginnen waarbij de hooggevoelige infrarood instrumenten tot ongeveer 13,5 miljard jaar terug in de tijd kijken en zo de eerste generatie sterrenstelsels die na de Oerknal ontstonden, kunnen waarnemen.

In L2 zal de telescoop in het verlengde van de Aarde om de Zon draaien. Hierdoor kan het zonnescherm van Webb de gevoelige uitrusting beschermen tegen de hitte en het licht.

Om een effectieve bescherming te bieden heeft het zonnescherm de Zon, Aarde en Maan nodig en die moeten dan allemaal in dezelfde richting wijzen. Hierdoor kan de koude zijde van de telescoop werken bij een temperatuur van -225 °C.

Het afvuren van de motoren was de derde koerscorrectie die de Webb sinds de lancering op 25 december 2021 uitvoerde.  

De JWST op weg naar L2
Deze correctie halverwege de koers bracht Webb in de richting van zijn laatste baan rond het tweede Zon-Aarde Lagrangepunt, oftewel L2, op bijna 1,5 miljoen kilometer afstand van de Aarde. Credit: NASA

Dit was opzettelijk zo gepland want als Webb teveel snelheid van de raket had gekregen zou hij niet kunnen draaien om terug te keren naar de Aarde omdat dan de optiek aan de Zon zou worden blootgesteld. Deze zou dan oververhit raken en onherstelbaar worden beschadigd.

Daarom werd er besloten om het afvuren van de motoren van de raket te onderschatten en de eigen stuwraketten van de telescoop te gebruiken om het verschil te compenseren.

Het afvuren van de motoren ging zo goed dat Webb gemakkelijk de minimale levensduur van vijf jaar zou kunnen overschrijden. Schattingen van de hoeveelheid brandstof wijzen erop dat de telescoop ook wel tien jaar kan meegaan. Het is overigens hypothetisch mogelijk, maar nog niet voorzien, dat een toekomstige missie naar de Webb zou kunnen reizen om de telescoop bij te tanken.

Webb kost een slordige 10 miljard euro en het is een van de duurste wetenschappelijke instrumenten ooit gebouwd. Het project is vergelijkbaar met de Large Hadron Collider bij CERN en zijn voorganger, de Hubble Space Telescope.

Halo-baan

Maar terwijl Hubble om de Aarde draait, draait Webb in een gebied in de ruimte dat bekend staat als een Lagrangepunt. Dit is een punt waar de zwaartekracht van de Zon en de Aarde wordt gecompenseerd door de middelpuntvliedende kracht van het draaiende systeem.

Een object in een van deze vijf punten, voor het eerst getheoretiseerd door de Italiaans-Franse wiskundige Joseph-Louis Lagrange, zal stabiel blijven en niet in de zwaartekrachtsbron van de Zon en de Aarde vallen waardoor er slechts een klein  beetje brandstof nodig is voor aanpassingen.

L2, de bestemming van de JWST
Grafisch overzicht van Lagrangepunt 2, 1,5 miljoen kilometer verwijderd van de Aarde waar de Webb telescoop zijn rondjes zal gaan draaien. Credit: NASA.

Webb zal niet precies in L2 zitten maar er omheen gaan draaien in een soort van halo op een afstand die vergelijkbaar is met die tussen de Aarde en de Maan, waarbij de telescoop iedere zes maanden een cyclus voltooit.

Hierdoor blijft de telescoop thermisch stabiel en kunnen de zonnepanelen voldoende stroom opwekken.

Eerdere missies naar L2 waren o.a. de Herschel- en Planckmissies van de ESA en de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe van de NASA.

De positie van de Webb maakt ook een continue communicatie met de Aarde mogelijk. Hiervoor zal het Deep Space Network, drie grote antennes in Australië, Spanje en Californië, van de NASA gebruikt gaan worden.

Eerder deze maand voltooide NASA het proces van het ontvouwen van de enorme gouden spiegel van de Webb die infrarode signalen van de eerste sterren en sterrenstelsels die een paar honderd miljoen jaar nadat het heelal begon uit ter dijen, ontstonden.

Zichtbaar en ultraviolet licht dat door de allereerste lichtgevende objecten wordt uitgestraald, is uitgerekt door de uitdijing van het heelal en komt vandaag de dag aan in de vorm van infrarood licht en dat soort licht kan Webb uiterst gevoelig detecteren.

Zijn missie omvat ook de studie van verre planeten, bekend als exoplaneten, om hun oorsprong, evolutie en bewoonbaarheid te bepalen.

De volgende stappen zijn het uitlijnen van de optica van de telescoop en het kalibreren van de wetenschappelijke instrumenten. Verwacht wordt dat Webb in juni of juli zijn eerste beelden naar de Aarde zal versturen.

Eerste publicatie: 25 januari 2022
Bron: NASA