Eén van de bekendste vruchten van de samenwerking tussen NASA en het Europese ESA is de Hubble Space Telescope (HST). Deze in een baan om de aarde gestationeerde telescoop heeft geen last van verstoring van het beeld door de atmosfeer. De HST zorgde voor een stroom van haarscherpe opnamen van zeer verre objecten. Na de laatste servicebeurt is het de bedoeling Hubble tot 2014 operationeel te houden. Dan staat de lancering gepland van Hubble's opvolger: de James Webb Space Telescope (JWST), met z'n uit segmenten bestaande reuzenspiegel.

19 februari 2010

Er zijn een aantal belangrijke verschillen tussen de HST en de JWST. Bij de HST ligt het accent op opnamen in zichtbaar licht. Een voorbeeld van zo'n opname is de Hubble Ultra Deep Field opname. Het licht van de verste sterrenstelsels op deze opnamen is zo'n 13 miljard jaar naar ons onderweg geweest. De JWST is ontworpen om infrarood opnamen te maken. Infrarood licht is in feite warmtestraling. Om deze straling te kunnen waarnemen moet de JWST zelf op zo'n -230 graden celsius gehouden worden. Daarvoor is het nodig de warmtestraling van de zon en van de aarde af te schermen. De JWST wordt daartoe geparkeerd in het Lagrange 2 (L2) punt, op 1,5 miljoen km boven de nachtzijde van de aarde. In deze positie is een stabiele baan mogelijk, waarbij aarde en zon gezien vanuit de HST ongeveer in elkaars verlengde staan en dus door één stralingsschild af te schermen zijn. Dat warmteschild is in uitgeklapte toestand het grootste onderdeel van de telescoop. Het lijkt qua vorm een beetje op een boot en bestaat uit vijf lagen warmte reflecterend folie.

De HST, die op slechts 550 km hoogte boven de aarde z'n baantjes draait, heeft in totaal 5 servicebeurten gehad. De JWST staat met z'n 1,5 miljoen km afstand 4 keer zo ver weg als de maan. Servicen zal dan ook bijzonder lastig worden. Toch heeft men de telescoop een koppelingsmechanisme gegeven, waar een toekomstig ruimtevaartuig zichzelf aan vast kan maken. Dit voor het geval er ernstige problemen zijn, zoals niet uitklappen van het warmteschild. De telescoop is echter niet ontworpen om instrumenten achteraf te vervangen. Dat houdt overigens niet in dat dat nooit zal gebeuren, ook bij Hubble zijn er zaken vervangen die daar niet voor waren ontworpen.

De belangrijkste parameter van een telescoop is de diameter van de spiegel (apertuur). Een grote diameter zorgt niet alleen voor het zichtbaar worden van objecten die weinig licht uitstralen, maar ook voor een grotere theoretisch haalbare scherpte. De HST heeft een spiegeldiameter van 2,4 m en een effectief lichtvangend oppervlak van 4,5 m². De JWST heeft een spiegeldiameter van 6,5 m en een effectief lichtvangend oppervlak van 25 m². Het gaat dus echt om een instrument in een andere grootte orde dan Hubble. Theoretisch kunnen ruim 2 x zo kleine details worden waargenomen van objecten die 5 x zo weinig licht uitstralen. Deze vergelijking gaat niet helemaal op, omdat in een ander golflengtegebied wordt waargenomen en de gebruikte optische sensoren bovendien van een nieuwe generatie zijn. Wat zich in ieder geval laat vermoeden is dat de JWST voor een aantal verrassingen en voor "nieuwe kennis" zal zorgen!

JdeH

Foto: NASA, JWST