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Next Generation Space Telescope - Andreas-TAL - 27.11.2021
So langsam wird es ernst.
22. Dezember ist der aktuelle Starttermin, wenn ab jetzt alles reibungslos läuft.
Bei der gigantischen Konzeption und Komplexität ist das nicht zu erwarten, aber ein potentieller Starttermin kommt langsam näher.
https://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/james-webb-weltraumteleskop-soll-am-22-dezember-in-all-starten-a-23c12347-ab94-4261-8f93-3fa69f5a31c1-amp
Andreas.TAL
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 27.11.2021
Hallo,
irgendwann muss das Ding ja mal hoch gebracht werden. Die Angst und Nervosität ist bei diesem Teleskop besonders hoch und die Kosten sind es auch geworden. Wohl auch gerade deswegen. Von den technischen Risiken gar nicht zu reden. Es gibt ja keine Change auf eine Reparatur im All am Langrage Punkt. Quasi alles oder nix. Zu diesem Thema gab es bei der letzten online VDS Tagung wie ich schon kurz geschrieben habe einen sehr guten Vortrag.
RE: James-Webb-Teleskop - Hubert.H - 28.11.2021
Heute gab es dazu einen Bericht im DLF
Es lohnt sich, den zu hören.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 29.11.2021
Es wird auf jede Fall sehr anspannend - nach dem Aussetzen gibt es fast 200 „Entfaltungsschritte“ (178 sagt der Artikel) über 30-50 Tage hinweg. Theoretisch erscheint so ein Projekt umsetzbar, ich hoffe nicht, dass man die Grenzen der Machbarkeit arg überschritten hat.
Bei der Komplexität kann es wahrscheinlich gar nicht mehr darum gehen, dass im Projekt alles perfekt klappt, sondern eher darum, ob das was schief geht, in seinen Auswirkungen gravierend ist oder unter „ferner liefen“ abgelegt werden kann. Es ist in seiner Dynamik schon extrem hochgezüchtet, das Teil …
Da sollte man sich fast wünschen, dass das erst nach Weihnachten an den Start geht. Nicht, dass es „Frohe Weihnachten“ versemmelt. Wobei - dafür gibt es auch noch andere Kandidaten …
Andreas.TAL
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 07.12.2021
So, das Teleskop ist fertig betankt. Der nächste Schritt ist das Verpacken: Es weihnachtet sehr - hoffentlich ist das Geschenkpapier hübsch …
Andreas.TAL
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 08.12.2021
Hallo,
der Start ist schon wieder auf Januar verschoben. Wird echt spannend, wann, wie und ob das Teleskop am Langragepunkt 2 ankommt. Riesige Kosten, große Erwartungen und Bangen. Hoffen wir das beste, damit die Revolution im Infraroten beginnen kann.
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 08.12.2021
Hallo Philipp!
Hast Du eine Quelle dazu?
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 08.12.2021
Die NASA/ESA haben noch den Weihnachtstermin:
https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/countdown.html
Andreas.TAL
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 09.12.2021
Hallo Andreas,
von Harad Lesch und Josef Gassner aus der Reihe Urknall Weltall und das Leben. Guter You Tube Kanal übrigens.
https://m.youtube.com/watch?v=8o-xXAzbIuk&feature=youtu.be
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 09.12.2021
Bei 6:28 min spricht er aber auch vom „Start vor Weihnachten“. Sei’s drum, ich denke wahrscheinlich läuft es auf einen Start im Januar raus. Bei den Kosten wird man, auch wenn nur eine Mücke auf der Startrampe sitzt, den Countdown stoppen.
Der Mission-Control wäre es fast zu wünschen. Privates Weihnachten fällt wohl aus, wenn das Teil am 22.12. auf Reisen geht.
Andreas.TAL
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 10.12.2021
Hallo Andreas,
es wurde während des Videos mehrmals unten eingeblendet, dass der Start auf Anfang nächsten Jahres verschoben wird. Wahrscheinlich wurde bei dir nichts mehr eingeblendet. Wenn doch noch im Dezember, solls auch recht sein wenn dann alles klappt.
Hier noch ein aktuelles Dosier zu diesem Thema.
https://www.scinexx.de/dossier/superauge-im-all/
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 15.12.2021
Hallo!
https://twitter.com/Arianespace/status/1470913343628140546
"The NASAWebb/ESA_Webbteam is working a communication issue between the observatory and the launch vehicle system. This will delay the launch date to no earlier than Friday, Dec. 24. We will provide more information about the new launch date no later than Friday, Dec. 17."
Dann schauemermal ob es ein Christkindl wird!
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 18.12.2021
Hallo!
Jetzt ist es offiziell:
"ESA: target launch date 24 December, 12:20 GMT/13:20 CET (to be confirmed)"
Na hoffentlich wird der Start ein Weihnachtsgeschenk!
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 18.12.2021
Und jetzt ist es auch bestätigt …
Das Teleskop ist komplett verpackt in der Spitze der Ariane V und alle Funktionschecks waren positiv.
Am Dienstag wird es eine letzte Überprüfung geben und wenn alles passt, rollt die Rakete am Mittwoch langsam gen Startrampe.
So langsam wird es wirklich ernst.
Allerdings sind für den Starttermin und die ganze Woche danach Regen und Gewitter vorhergesagt. Ich denke nicht dass man, wenn sich das verfestigt, einen Start wagen wird.
Andreas. TAL
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 21.12.2021
Doppelpost
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 21.12.2021
Wie befürchtet oder erwartet: Das Wetter macht einen Strich durch den Weihnachtsstart.
Update: 4:30 p.m. EST, Dec. 21, 2021:
NASA and Arianespace successfully completed the Launch Readiness Review for the James Webb Space Telescope on Dec. 21. The team authorized the Ariane 5 rocket carrying Webb to rollout and the start of launch sequencing for the mission.
However, due to adverse weather conditions at Europe’s Spaceport in French Guiana, the flight VA256 to launch Webb – initially scheduled for Dec. 24 – is being postponed.
The new targeted launch date is Dec. 25, as early as possible within the following launch window:
[*]Between 1:20 p.m. and 1:52 p.m. Paris
In der Summe sieht das nicht gut aus. Das Wetter ist bis in Anfang Januar hinein dauerhaft mit Gewitter und Regen prognostiziert. Wenn man danach geht, werden das noch plus 7-14 Tage. Die Ariane V bleibt vorerst auch in dem Montagegebäude. Der Weg zur Startrampe dauert nur 2 Stunden und dann kann man dort mit den letzten Startvorbereitungen fortsetzen. Insofern bräuchte man wahrscheinlich nur 5-6 Stunden regen- und gewitterfreies Wetter. Ich glaube aber nicht, dass man das Risiko eingehen wird. Muss der Countdown unterbrochen werden stehen Rakete, Nutzlast und Co im Regen und das heißt in Franz.Guyana auch schonmal 50 Liter auf den Quadratmeter pro Tag
Ich glaube nicht, dass man ein solches Stück HighTech für mehrere Tage unter die Dusche stellen möchte. Von den Risiken durch einen zufälligen Blitzschlag mal ganz abgesehen.
Mein Bauch sagt: 2022! Jetzt ist´s auch schon egal ...
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 22.12.2021
Hallo Andreas,
nach so vielen Jahren des Wartens und Verschieben kommt es jetzt auf ein paar Tage oder Wochen auch nicht mehr an. Hauptsache das Ding kommt heil an seinem L2 Punkt an und funktioniert. Dafür ist schon so viel Zeit, Energie und Geld investiert worden. Hoffen wir also weiter...
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 22.12.2021
Bin jetzt echt gespannt. Für Samstag sieht es am Stadtplatz ganz passabel aus.
Geringes Gewitterrisiko am Vormittag - Nachmittag und abends noch weniger. Die darauffolgenden Tage scheiden (nach der Prognose) komplett aus.
Ist so ein Teil eigentlich wasserdicht?
Also nicht die Ladebucht, sondern die Rakete selbst? Wenn man die für drei Tage im Regen stehen lassen kann, dann könnte man am Samstag wahrscheinlich einen Start überlegen. Ich kann mir vorstellen, dass man das JWT jetzt auch nicht für zwei oder drei Wochen eingepackt stehen lassen will.
Aber wenn so eine Transportrakete an kritischen Stellen „vollläuft“ dann wird man sie eben nicht im Regen stehen lassen.
Fast 10 Milliarden €, die ballert man man nicht einfach mal so auf Verdacht gen Himmel.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 24.12.2021
Es ist entschieden - man will starten: 25.12. - 12:20 Uhr.
Die Ariane V steht auf dem LaunchPad. Das Startfenster beträgt 31 min, von 12:20 bis 12:51 Uhr. Danach wäre wieder Warten angesagt.
Wird auf jeden Fall ein Regenstart am frühen Morgen in französisch Guyana - aber scheinbar macht das nicht viel aus. Wichtiger ist wohl, dass der Wind nur schwach ist.
Dennoch tummeln sich der Prognose nach ein paar Gewitterzellen an der Küste. Na ja ... auch das wird wohl nicht so dramatisch eingeschätzt.
Wird tatsächlich ein "Geschenk" am "Christmas Day" am frühen Morgen - wenn das nicht symbolisch ist. Hoffentlich sind keine Rentiere und Schlitten in der Luft.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 25.12.2021
Nach wie vor ist alles auf Grün. Die Ariane V wird gerade betankt, nachdem Wetterbericht weiterhin passt. Ab 13:00 Uhr (unsere Zeit), viele Gewitter, aber alle im Landesinneren nicht an der Küste.
Und idealerweise ist die Ariane da schon weg …
PS: Ich hab natürlich wieder mal MEZ, im UTC, EST Und und und … Durcheinander gebracht, beziehungsweise den Zeitunterschied 1 Stunde kürzer gemacht. 13:20 +31 Minuten ist die Zeit aller Zeiten.
Dafür habe ich jetzt noch mal karibische Wetterberichte gewälzt. Alles perfekt, die Gewitter sind abgesagt … Die ESA schickt noch einige Atmosphären-Ballons (gerade jetzt) hoch, um sicher zu gehen, dass auch in den höheren Luftschichten keine starken Windbewegungen sind. Aber nichts davon ist wahrscheinlich.
Wenn es die Technik nicht stoppt, sieht alles nach einem guten Start aus.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas Paul - 25.12.2021
Hallo,
das Ding ist oben!
13:20 MEZ war der Start.
Lieber Namensvetter, vielen Dank für all die Infos!
Viele Grüße,
Andreas
"Alles, was funktionieren kann, wird auch funktionieren."
Yhprum's Law
("Murphy" rückwärts geschrieben ...)
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 25.12.2021
Hallo!
Das Teleskop ist erstmal oben!
Jetzt hoffen wir mal, dass der Rest noch laufen wird bis zum L2-Punkt!
Da kann ja noch viel schief gehen!
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 25.12.2021
Hier kann man dem Teleskop über die Schulter schauen:
https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 25.12.2021
So, 100.000 km Distanz zur Erde werden bald geschafft sein. Die Geschwindigkeit des Moduls hat schon deutlich nachgelassen - von 5 km/s auf 3km/s. Das ist immer noch zu schnell. In dem Tempo würde das Modul schon nach 10 Tagen (statt den avisierten ~29 Tagen) bei L2 - und dort auch viel zu schnell -ankommen. Die Erdgravitation wird das Stück für Stück auf rund 1 km/s und darunter reduzieren.
Morgen gegen 4:00 kommt die vorletzte zeitkritische Aktion: Eine vor drei Triebwerkszündungen zur Kurskorrektur („Midcorrection Burn 1a“). Kritisch deswegen, weil die Korrektur in einem gewissen Zeitfenster erfolgen muss. Könnte das, warum auch immer, nicht in den nächsten 48 Stunden geschehen, reicht der Treibstoff für eine optimale Flugbahn zu L2 nicht aus.
Die Steuerung des Teleskopmoduls liegt jetzt in den Händen der NASA. Grundsätzlich sind solche Steuertriebwerkszündungen keine „Rocket Science“ mehr (bestimmte Satelliten und Co. machen das regelmäßig), aber wie immer: Vielleicht ist das gerade die Herausforderung. Die Brenndauer hängt davon ab, wie optimal die Ariane V das Teleskop auf den Weg gebracht hat. Und das sieht - nach den öffentlich zugänglichen Daten - nahe am Optimimum aus. Also die Voraussetzungen sind günstig.
Die letzte zeitkritische Aktion ist das Entfalten des thermischen Schutzes (das 5fache Segel) in den Tagen 3-9. Scheinbar gibt es danach Aktionen, die durch ein eingerolltes Vlies blockiert werden.
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 25.12.2021
Hallo,
ja jetzt ist es endlich auf den Weg gebracht worden und alles sieht bis jetzt gut aus. Hoffen wir also das beste, dass es für den teueren Schützling so weiter geht. Die eigentlichen Herausforderungen kommen erst noch.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 25.12.2021
Ja, diejenigen die „unken“ haben bemerkt, dass sich das Solarpaneel 3 Minuten zu früh geöffnet hat, sozusagen Frühstart. Ich hab mal recherchiert wird: Die Entfaltung war nicht elektrisch, sondern mechanische über Federn, die per Klammern zurückgehalten wurden und (das war der elektrische Anteil) automatisiert geöffnet wurden.
Die Pessimisten sagen: Oh, die Klammern haben nicht gehalten. Das könnte bedeuten, dass es Erschütterungen über einen festgelegten Grenzwert hinaus gegeben hat. Wenn das so wäre, dann haben sich vermutlich noch Dutzende anderer Klammern an anderen Stellen bereits geöffnet, was man, da die Entfaltung an den Stellen noch gar nicht angekommen ist, einfach noch nicht bemerkt hat.
Die Optimisten sagen: Quatsch - alle Signale waren auf grün. Die Trennung von der letzten Stufe war erfolgt - dementsprechend hat die Programmroutine das „Go“ gegeben. Knapp war das aber schon, das war nur 10 oder 20 Sekunden nach der Trennung von der Endstufe.
Wir werden sehen wer Recht hat. 1/3 der Strecke zum Mond ist zurückgelegt. Ich erwarte nicht, dass die Bahnkorrektur ernsthaft Probleme macht. Im Idealfall wird weniger Treibstoff als geplant benötigt und das verlängert mitunter die Lebenszeit des Teleskops - wenn es da ankommt, wo es hin soll.
Superkritisch wird in meinen Augen das Entfalten des thermischen Schutzes. Dafür gibt es keine Blaupause und keine Erfahrungswerte. So etwas hat man noch nie gemacht. Vieles anderes (zumindest näherungsweise) schon mal irgendwie. Manches ist mit einem hohen Anteil von „Mechanik“ versehen, das scheint man bei der NASA (siehe die Marsrover) gut zu beherrschen. Das Einklappen zu einem Teleskopspiegel oder das Ausklappen der Sekundäreinheit ist spektakulär, aber bei weitem nicht so hochkomplex, wie mancher andere kleine, fieselige Schritt, der aus dem Teleskop in Windeseile einen Haufen teuer bezahlten Metallschrott machen kann.
Ich bin mir fast sicher, dass bei so überkomplexen Projekten, irgendwas nicht optimal läuft. Hoffentlich bleibt es bei Kleinigkeiten. Bleibt echt spannend.
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 26.12.2021
Hallo!
Ja, es bleibt noch die nächsten vier Wochen spannend, ob alles so funktioniert, wie erhofft, und ob JWST auch in die Bahn einschwenkt, auf die es kommen soll. Genug "Herausforderungen" gibt es jedenfalls noch zu bewältigen. Einige können zum Totalausfall der Mission werden.
Nun ist der Satellit schon fast 200.000 km von der Erde entfernt, immerhin schon 13,5% des Weges!
Die Bahnkorrektur hat heute Nacht geklappt, es ist auf dem richtigen Wege.
Ich halte dem Team von Ingenieuren jedenfalls die Daumen
- und dass am Ende auch die Optik passt und das Filterrad vor den Aufnahmechips sich dreht!
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 26.12.2021
Ja, die Bahnkorrektur hat problemlos geklappt. 65 Minuten Brenndauer - sehr nah an den Vorausberechnungen. Heute passiert nicht viel: die Hochgeschwindigkeit Antenne wird (automatisiert, ohne Funkbefehl von der Kontrollstation) ausgeklappt.
Genauso wie das Sonnenpaneel. Wird für die, die hinter dem Paneel Probleme vermutet haben eine Beruhigung sein, wenn das jetzt klappt.
Und dann steht schon die nächste Bahnkorrektur an.
Macht man deswegen so früh, weil man durch die verbleibende lange Strecke, mit kleinen, treibstoffsparenden Korrekturen, eine große Wirkung erzielen kann.
Filterrad:
Ja, ich hab gesehen, dass die tatsächlich so ein sich drehendes Filterrad verbaut haben - sieht sogar aus wie die „üblichen“ Filterräder. Sogar wir haben Rocket Science hinter unseren Teleskopen.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 26.12.2021
Bis jetzt läuft es wie am Schnürchen: Highspeed-Antenne ist ausgeklappt und der Funktionstest war erfolgreich!
Next step: Nächste Kurskorrektur und dann kommt das Hitze"schild" dran - 6 Tage lang!
PS: Temperatursensoren sind aktiv, demnächst kann man die Temperatur bei "Where is WEBB?" ablesen.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 27.12.2021
Das JWST passiert nun bald die Mondumlaufbahn - das sind schon 25% der Strecke in nur 2 Tagen. Daran merkt man was für einen „Affenzahn“ die Sonde noch hat. Der Zielpunkt einer stabilen Umlaufbahn um L2 soll ja erst in 29.5 Tagen erreicht sein.
Was ich vorher auch nicht wusste, was aber logisch ist, wenn man drüber nachdenkt: Das JWST kann nicht wirklich bremsen! Die Bremstriebwerke müssten oberhalb (also vor) den Teleskopspiegeln sein. Mit dem Effekt, dass das Teleskop genau in die Überreste der Bremszündung hineinfliegt. Aber wie putzt man einen Spiegel da draußen?
Bringt man die Triebwerke am „Basismodul“ an, ruinieren Sie die Thermofolie. Auch Quatsch.
Bringt man sie ganz weit außerhalb, jenseits der Folienfläche an gibt es Stabilitätsprobleme. Das Zeug hat zwar kein Gewicht aber Masse und Impuls, der Hebel wäre enorm.
Also wird das Modul jetzt immer langsamer, damit es auf keinen Fall zu schnell bei L2 ankommt. Die Ariane V hat es bereits mit etwas „zu geringer“ Geschwindigkeit auf seinen Kurs gebracht, die Sonnen-, Erd- und bald Mondgravitation bremsen weiter ab, die beiden Zündungen 1a und 1a korrigieren Richtung und Geschwindigkeit so, dass das JWST (wie eine Billardkugel) gaaaanz langsam, mit dem allerletzten Impuls in den Bereich L2 „hineinfällt“ und dann dort auf einer kreisförmigen Umlaufbahn ausbalanciert werden kann („hineinfällt“ passt nicht so ganz, weil ja da der Raum am allerwenigsten gekrümmt ist, weil sich die Gravitation aufhebt, aber der Vergleich mit der auslaufenden Billardkugel passt schön bildhaft).
RE: James-Webb-Teleskop - Astrokarsten - 27.12.2021
Hallo Andreas,
ja es wird durch verschiedene Schleifen im Raum wohl abgebremst.
Flugbahn
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 27.12.2021
Hallo,
hab mich vorgestern beim Start auch ein wenig gewundert, als das JWST mit rund 9 km/s den Erdorbit verlassen hatte. Normal beträgt die Fluchtgeschwindigkeit für die Erde rund 11 km/s Jetzt fällt die Geschwindigkeit konstant und liegt derzeit bei "gemütlichen" 1,24 km/s auf Mondentfernung. Da müsste doch eigentlich ein Raumfahrzeug in eine weite Umlaufbahn um die Erde oder gar Sonne einschlagen. Daher wundert es mich, dass der gerade Kurs auf L2 gehalten werden kann. So weit ich mich erinnere , liegt die Reisegeschwindigkeit für die Raumsonden zu Mars, Jupiter ect. bei min 12 oder13 km/s um aus dem Schwerefeld, der Sonne raus ins äußere Sonnensystem zu kommen.
Trotzdem erstaunlich was für komplizierte Bremsmanöver zum Erreichen von L2 noch durchzuführen sind. Sowie damals bei der Rosettamission zum Kometen Tschuri.
Jedenfalls interessant diese anspruchsvollen Flugmanöver.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 27.12.2021
Ich glaube nicht! Das Kreisen am Schluss in der Animation ist der „stabile Orbit“ von JWST um L2.
L2 bewegt sich ja auch mit der Bewegung der Erde und des Mondes. Hätte JWST einen „Stillstand“ würde es zügig den Lagrange Punkt verlassen. Also kreist es stabil „um“ oder „in“ diesem Punkt oder Bereich.
Fast so wie ein Teller auf der Stange eines Jongleurs, der nicht runterfällt, weil er rotiert - oder (anderer Vergleich, der auch hinkt), der Fahrradfahrer der nur deswegen stabil fahren kann, weil er sich bewegt.
PS - nachträglicher Einschub:
Ich habe mal recherchiert – Denkfehler meinerseits - die Sache ist viel einfacher: L2 ist tatsächlich eine große kreisrunde Bahn, auf der das JWST sich auch bewegen könnte. Ich hatte in meiner Vorstellung, dass der Lagrange Punkt eine Art Wellenlinie durch den Raum beschreibt, da Erde – Mond – Sonne immer wieder etwas anders geneigt zueinander stehen und deswegen ein „kleiner Orbit“ von JWST um L2, die bessere Lösung wäre. Die Sache ist viel einfacher: steht das Teleskop exakt an L2 verschattet die Erde die Sonne und zwar in so einem Ausmaß, dass das Teleskop über seine Solarpaneele zu wenig Strom erzeugen könnte. Außerdem würde die Sonne, als starker Radiostrahler, da sich ja zwischen L2 (JWST) – Erde – Sonne eine exakte Gerade bildet, den Datenverkehr stören. Also schickt man das Teleskop in eine Kreisbahn, so dass es immer in der Sonne ist und gleichzeitig beim Funkverkehr zwischen Teleskop und Erde, die Sonne immer knapp „verpeilt.“
Wenn ich das richtig verstehe habe, dann wird JWST jetzt immer langsamer bis es (es ist auf direktem Weg zu L2 unterwegs) in den Lagrange Bereich kommt und dann schwenkt man in den „Orbit“ ein, es kreist wie ein Halo um L2.
Das einzige Maneuver was nach den Zünden heute „Midcorrection burn 1b“ noch kommt ist der Insertion Burn L2 - ganz zum Schluss.
Und fertig isses …
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 28.12.2021
Und auch die zweite Kurskorrektur war erfolgreich. Dieses Mal hat es weniger als 10 Minuten gedauert.
Jetzt wird es spannender.
In den nächsten 6 Tagen wird schrittweise der Thermoschutz entfaltet. Es beginnt mit dem Ausklappen der beiden Strukturen vor und hinter dem Teleskopspiegel.
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 28.12.2021
Hallo Andreas!
Dein grüner Einschub zum JWST am L2 ist wunscherschön zum Nach-denken!
Jetzt habe ich es auch kapiert!
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 28.12.2021
Danke dir Christoph. Na, da warst du im Verstehen schneller als ich im Formulieren. Nicht so ganz einfach das in Worte zu packen …
Ansonsten juckt es der NASA offenbar in den Fingern: die vordere Struktur für das Thermoschild wurde bereits (4 Stunden früher als geplant) abgesenkt und der Vorgang war erfolgreich. Jetzt macht man sich zügig daran die Struktur, die das Thermoschild hinter dem Teleskop fixiert abzusenken.
Damit hat die kritische Phase der Entfaltung von JWST begonnen.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 29.12.2021
Und weiter geht es sehr fix. Das Teleskop hat „Stummelflügelchen“ bekommen. Die beiden Strukturen, die das noch eingerollte Thermoschild beinhalten, sind jetzt heruntergeklappt.
Nächste Schritt ist, dass der Teleskopspiegel (der Tower) rund 2m nach „oben“ fährt - also Abstand zur Basis bekommt. Das erinnert, etwas respektlos gesagt, an einem „Knirps“ – Regenschirm, bei dem man auf einen Knopf am Handgriff drückt und der noch gefaltete Schirm springt am Stock etwas nach oben heraus.
Die 2m Abstand dienen nochmals dazu, die „thermal issues“ zu minimieren. Außerdem braucht das Thermoschild mehr Platz beim bald anstehenden „Ausrollen“.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 29.12.2021
Die Temperaturen werden jetzt publiziert.
Heftige Bandbreite: Von +10 Grad Celsius (am „Popo“) bis -155 Grad Celsius (am „Kopf“) reichen sie aktuell.
Die Spiegelelemente haben erst -57 Grad. Da fehlt noch ein bisschen was, bis das mit dem Infrarot gut klappt (also mit weniger Störungen).
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 30.12.2021
Und weiter geht es: Sehr kontrolliert, sehr gezielt, sehr souverän …
Nach sechseinhalb Stunden war der „Tower“ (nein nicht der in London, sondern am Teleskop) ausgefahren.
Für den nächsten Tag stehen zwei Sachen an.
1) Ein mechanisches „Sonnenwind – Schild“, wird im hinteren Teil der Teleskopkonstruktion ausgeklappt: nix Elektrik, nix Motoren. Klammern lösen und Federelemente klappen das Teil hoffentlich auf und bringen es in Position. Das Teil soll dazu dienen den Druck des Sonnenwinds auf die Thermofolie zu minimieren. Die kühlt nicht nur, sondern wirkt auch wie ein Segel und der Sonnenwind hat die Tendenz das Teleskop damit aus der Bahn „zu drücken“. Das verhindert man natürlich mit Kurskorrekturen, aber je weniger man machen muss, desto länger wird die Lebenszeit des Teleskops sein. Nahe im Erdorbit war meistens das Kühlmittel (flüssiger Stickstoff?) das die Lebenszeit begrenzende Element eines IR-Teleskops. Die Kälte bekommt man jetzt geschenkt - also begrenzen jetzt die Treibstoffvorräte die Lebenszeit.
Was mich zur Frage führt: Wie ist es denn, wenn die Kurskorrekturen nicht mehr gemacht werden können (also der Treibstoff verbraucht ist ) und man doch nicht nachtanken kann? Zwangsläufig müsste das Teleskop den Lagrange Punkt 2 verlassen und wieder Richtung Erde (?), Mond (?), Sonne (?) „stürzen“, oder?
2) Man packt die Thermofolie aus. Also sie bleibt noch zusammengerollt an Ort und Stelle, aber die Rollen selbst sind nochmal (das ist ein empfindliches Gewebe) extra eingehüllt. Diese Hülle entfernt man, wenn alles nach Plan läuft.
RE: James-Webb-Teleskop - Philipp - 30.12.2021
Andreas unser JWST updater
Ich dachte, das Himmelskörper um die Langragepunkte stabil im Raum bleiben, da sich die Anziehungskräfte dort aufheben. Wie bei den Trojaner L4 und L5 jeweils 60° vor und nach der großen Halbachse auf der Jupiterbahn.
Sollte eigentlich dauerhaft um L2 kreisen.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas Paul - 30.12.2021
Hallo,
die Lagrange-Punkte 1, 2 und 3 sind nur in Tangential-Richtung stabil.
Jedoch nicht in Radialrichtung.
Lagrange 4 und 5 sind stabil. "Stabil", als dort befindliche Körper
"in der Nähe" dieser Punkte bleiben. Bei Störeinflüssen laufen
sie auf nierenförmigen Bahnen um L4 oder L5.
Bei L2 läßt man die Sonde in einer Umlaufbahn um L2 herum laufen.
Dafür wird der Begriff "Halo-Orbit" verwendet (https://de.wikipedia.org/wiki/Halo-Orbit).
Es sind ab und an Kurskorrekturen erforderlich. Wenn der Kraftstoff hierfür alle ist,
geht es entweder nach "draußen" oder nach "drinnen" (= in Richtung Erde).
Wie die Sonde jetzt im Bereich von L2 in diesen Halo-Orbit gelangt, ist mir
noch nicht ganz schlüssig. Vielen Autoren im Weltnetz wohl auch nicht ...
Ich konnte bislang keine exakte Erklärung finden.
Nachdem jedoch L2 in Tangentialrichtung stabil ist, vermute ich,
daß die Sonde bei ausreichend geringer Geschwindigkeit dort von der
Gravitation eingefangen wird und dadurch in den Halo-Orbit übergeht.
So interpretiere ich die animierte Grafik, die Karsten weiter oben verlinkt hat:
https://de.wikipedia.org/wiki/James-Webb-Weltraumteleskop#/media/Datei:Animation_of_James_Webb_Space_Telescope_trajectory_-_Polar_view.gif
Viele Grüße,
Andreas
Nachtrag:
Habe eine ESA-Seite gefunden mit erhellenden Informationen.
www.esa.int/Space_in_Member_States/Germany/Exklusiver_Beobachtungsplatz_fuer_Astronomen
"Die Welt wird immer absurder. Nur ich bin weiter Katholik und Atheist. Gott sei Dank!"
Luis Buñuel (1900 - 1983)
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 31.12.2021
Coole Erklärung - die Himmelsmechanik ist tatsächlich komplex.
Wann was stabil ist und wann nicht … aber das aktuell ausgeklappte Sonnenschild soll wohl genau das beeinflussen. Also statt Treibstoff den Sonnenwinddruck nutzen um einen Teil der „falschen“ Bewegung von JWST zu kompensieren.
Ach ja - die beiden Schritte „Schild“ und „Auspacken“ waren erfolgreich.
Morgen bekommt JWST auf einer Seite hoffentlich ein silbernes Segel.
Die NASA hatte beim Foliendesign ein paar krasse Ideen - mehr dazu morgen.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 01.01.2022
Die ersten Probleme tauchen auf. Es ist nicht so ganz klar, ob die Verpackung der Membran komplett entfernt ist. Die Sensoren der ersten Ebene zeigen kein OK, die nachfolgenden Daten weiterer Sensoren lassen vermuten, dass das doch so ist. Nach längerem Zögern setzt man jetzt die Entfaltung fort, in der Hoffnung die Schutzfolie beim Ausrollen / Herausziehen nicht zu zerreißen. Letzteres wäre das faktische Ende der Mission. Wir werden sehen - jedenfalls dicke Verzögerung …
Hoffen wir mal das Beste!
PS: Die Neujahrswünsche gingen in Erfüllung. Die seitliche, ineinander geschobene „Stange“ konnte ausgefahren werden. Danach hat man alle 107 Verriegelungen für das Thermoschild geöffnet und es ganz langsam aus seiner Verpackung heraus gezogen und die Daten zeigen, dass das offensichtlich erfolgreich war.
Damit ist die erste Hälfte des Thermoschildes draußen. Es folgt, wenn man sich vor dem Spiegel stellt, nun die „linke Seite“.
Ob sich Schäden ergeben haben, oder ob das obige Problem einfach ein fehlerhafter Sensor an der Hülle war, wird man sehen, wenn man die Thermomembran spannt. Das wird der Moment der Wahrheit. Wurde es beschädigt wird es (zumindest teilweise) reißen.
Update: Auch die andere Hälfte des Schildes ist draußen. Yeah … „nur“ noch spannen, dann ist dieser Schritt erfolgreich erfolgt.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 01.01.2022
Kleiner Exkurs:
Das Thermoschild ist, nicht nur im Handling eine sehr aufwändige Konstruktion. Irgendwie erinnert es auch an eine Art Wurfzelt - mit derselben Komplexität, wer schon mal so was in Händen hatte, die beim irdischen Verwandten aber mehr im erneuten Zusammenlegen angesiedelt ist. Nun, dass muss beim JWST nicht sein …
Eine Herausforderung war die Entwicklung der Folie. Die Grundentwicklung stammt tatsächlich aus den sechziger oder siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts, aber beim JWST musste man einiges modifizieren. Neu ist, dass die äußersten beiden Membranen (Richtung Sonne) mit Silikon „gepimpt“ sind. Silikon bietet Anwendungsmöglichkeiten in einer extremen Temperaturspanne (es gibt Spezial-Silikone, die sind bis zu 2000° C hitzestabil, tatsächlich werden teilweise Hochöfen damit „abgedichtet“) und Wärme wird gut abgeleitet.
Das Problem des Thermoschildes ist aber, dass dieses Gewebe nicht reißfest ist. Also ein Loch oder Schlitz wird sich bei Belastung ausweiten. Noch mehr bei der recht dünnen Version am JWST. Und es genügt gibt genug Mikrometeoriten, die - früher oder später-, kleine Löcher in die Folie stanzen werden. Und das Foliengewebe steht ja unter Spannung!
Was also tun, damit am Schluss kein geisterhafter, fliegender Holländer mit zerrissenen Segeln herumfliegt?
Die Lösung war eben so einfach wie komplex:
Man hat die Thermofolie erst einmal als Ganzes produziert. Danach hat man sie in kleine Teile zerschnitten. Diese kleinen Teile wurden anschließend wieder zu einem großen Stück vernäht, verklebt und verschweißt: PATCHWORK also!
Der Sinn dahinter: Ein Riss, Schlitz stoppt an der Gewebenaht und läuft nicht weiter. So werden zwar unvermeidlich Schlitze in der Folie entstehen, aber betroffen ist immer nur ein (relativ zum gesamten Teil gesehen) kleines Pattern der Folie. Also KEINE Laufmasche durch das ganze Segel …
Die fünf Schichten sind (ein weiteres Sicherheitsfeature) auch jede für sich in Dicke und Ausführung unterschiedlich. Die äußersten beiden Richtung Sonne sind mit diesem „Silikonfeature“ und haben die Funktion die Wärmestrahlung der Sonne zu stoppen und abzuleiten. Der Spalt dazwischen dient ebenfalls dazu. Nummer zwei ist außerdem die „Sicherheitsschicht“. Also wenn die äußerste Membran teilweise zerschlitzt ist, dann gibt es noch die zweite Ebene und die ermöglicht immer noch die Funktionsfähigkeit des Teleskops.
Die weiteren drei Schichten sind haben vor allem reflektierende Funktion. Sie sind nicht mehr mit Silikon+ Aluminium versehen, sondern „nur“ hochkomplex mit Aluminium kaschiert. Auch hier würden zwei Schichten genügen um das Teleskop in Betrieb zu halten. Also wenn die äußerste Schicht (Richtung Teleskopspiegel) Funktionseinschränkungen hat, genügen die unteren beiden für einen Normalbetrieb.
Erst wenn noch eine Schicht (also die zweite „Silikonebene“ oder die zweite Aluminiummembran geschädigt ist, kommt so viel Wärmestrahlung in das Teleskop, dass man langsam Probleme bekommt Signal und Rauschen zu unterscheiden. Auch das wird irgendwann passieren, also zweite Ebene geht defekt, aber da haben die Modellierer gesagt, dass das erst jenseits der zu erwartenden Lebenszeit des Teleskops sein dürfte. Das Teil geht also vorher an was anderem kaputt.
Wobei! Nach der zweiten Kurskorrektur hat man mal die verbliebene Treibstoffmenge überschlagen und man hat tatsächlich mindestens so viel übrig, dass die Treibstoffversorgung des Teleskops für zehn Jahre gesichert scheint. Es fehlt noch eine Zündung zum einschwenken in den Orbit um L2. Aber die braucht am aller wenigsten Treibstoff, da das Teleskop dort nur noch mit Weltraumschnecken – Tempo ankommen wird. Also einmal pusten und fertig!
Wie genau das von statten geht müsst ihr meinen südlichen Namensvetter fragen. Jenseits der Mondbahn fällt es mir echt schwer sowas zu denken, habe ich festgestellt.
Ah, übrigens: Halbzeit bei der Strecke, aber erst 25 % der Flugzeit zum Orbit verbraucht. Daran merkt man dass jetzt die Geschwindigkeit stark abnehmen wird. ICE ist nicht mehr, eher Regionalbahn und am Schluss wohl Draisine …
Komisch - das Teleskop wird in bestimmten Bereichen wärmer! Häää?
Das verstehe ich nicht ganz, ich könnte mir aber vorstellen dass, (die NASA Mitarbeiter betonen immer, dass die ganzen Entfaltungsschritte nur in einem bestimmten Temperaturfenster stattfinden können, also werden die jeweiligen Teile tatsächlich aufgewärmt), das Teleskop einfach in Gänze erwärmt. Nicht umsonst sind mehrere Wochen für das Auskühlen vorgesehen … was haben wir es mit unseren eigenen Teilen einfach.
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 01.01.2022
Hallo!
Damit dieser Thread nicht Bilder-los bleibt. 😉
Heute Abend konnte ich das JWST In der Sternwarte aufnehmen.
Mit einer Helligkeit von 13,9 mag war das überhaupt kein Problem. Schade dass die Durchsicht nicht für eine Visuelle Beobachtung reichte.
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 02.01.2022
Wow! Ich habe mir das schon gedacht … durch die jetzt extrem vergrößerte, glänzende Oberfläche (22m Länge!) wird die Helligkeit deutlich angestiegen sein. SUPER!
Dem Schild tut übrigens seine Arbeit: Auf der „kalten Seite“ sind die Temperaturen bereits um 40° gesunken (von -144 °C auf -182 °C), die warme Seite hat sich deutlich aufgeheizt (von +11° auf +56° C). Und das ist noch ohne Spannung der Membran. Die Zwischenräume führen ja noch mal zusätzlich dazu, dass zusätzlich Wärmestrahlung reduziert wird.
In meinem jugendlichen Leichtsinn habe ich mir gedacht, ob man nicht so ein Objekt auch flächig abbilden kann. Ist ja „ziemlich groß“ und nicht „ewig weit“ weg. Der Taschenrechner hat mich eines Besseren belehrt. Die Winkelgröße beträgt aktuell 0,005855“ und wird noch auf die Hälfte schrumpfen. Da geht nix …
Und da es zur Erde immer vollflächig sein kpl. Thermoschirm hinreckt, wird es auch nichts mit einer Lichtkurve (-> Rotation). Allerdings, wenn das Teil ins Taumeln kommt, dann wäre Christoph einer der ersten das beobachten könnte.
Apropos bilderlos! Meine Variante eines Thermoschildes. Silikonhandschuh am Gaskochfeld – kann bestätigen: Es wirkt!
Nachtrag: Die NASA vermeldet, dass die Arbeiten zum Spannen der Thermomembran um einen Tag verschoben werden. Der offizielle Grund ist, dass, durch die gestrigen Schwierigkeiten beim Ausrollen der Membran, der Arbeitsschritt wesentlich länger als geplant dauerte, so dass man eine Pause für das Team einlegen will. Ich denke aber auch, dass man die Zeit nutzt, um die Situation neu zu bewerten. Wie oben geschrieben: Das sind die zwei Tage der Wahrheit - reißt die Membran war es das mit der Mission (im ungünstigen Fall).
RE: James-Webb-Teleskop - Ulf - 02.01.2022
(01.01.2022, 21:24)Christoph schrieb: Hallo!
Damit dieser Thread nicht Bilder-los bleibt. 😉
Heute Abend konnte ich das JWST In der Sternwarte aufnehmen.
Mit einer Helligkeit von 13,9 mag war das überhaupt kein Problem. Schade dass die Durchsicht nicht für eine Visuelle Beobachtung reichte.
Hallo Christoph,
Super, habs auch schon aus Instagram gesehen, da sogar animiert.
RE: James-Webb-Teleskop - Christoph - 02.01.2022
Hallo!
Die Helligkeit ist durch das Entfalten des Thermoschildes deutlich angestiegen, wenn ich das richtig in Erinnerung habe müsste das Faktor um 10-20 sein, um die 2,5 mag heller.
Die Rotation vom JWST konnte anfangs gut beobachtet werden. Jetzt dreht und ändert sich da für uns (hoffentlich) weniger an der Helligkeit, wie Andreas es schon geschrieben hat. Der Satellit soll ja bald stabil im L2 stehen.
Die Frage nach der Größe hat mich gestern auch schon beschäftigt und ich war von der scheinbaren Kleinheit am Himmel überrascht (danke für das schonmal ausrechnen!): 0,006“!
Daraus habe ich mal versucht aus der von mir beobachteten Helligkeit (13,9 mag) das Albedo abzuschätzen.
Wegen der Kleinheit vom JWST und der Handlichkeit einer Rechnung bzgl der Entfernung habe ich mal den Vollmond genommen.
- Der Vollmond hat eine Helligkeit von -12,7 mag und ein Albedo von 0,12 bei einer Entfernung von 380.000 km
Das sind 2.544.690 Quadratbogensekunden
- JWST hat eine Helligeit von ≈14 mag bei einer Entfernung von 750.000 km
Größe ist 0,006" x 0,003" also eine Fläche von ca. 0,000018"^2
- Der Mond ist also scheinbar schlappe 140-Milliarden mal größer als JWST am Himmel, wenn es voll ausgerollt ist!
Der Faktor ist aber wohl eher größer, da JWST wahrscheinlich nicht senkrecht zu uns steht
- allerdings ist der Vollmond doppelt so nahe als JWST, was noch einen kleinen Faktor ins Spiel bringt
- Die Helligkeits-Differenz ist etwa 27 mag! Also 65-Milliardenfach
- mit der größeren Entfernung von JWST ergibt sich also etwa ein 8-fach höheres Albedo für das JWST gegenüber dem Mond
Albedo JWST am 1.1.2022 ist ungefähr ≈ 0,9!
Falls ich mich jetzt verrechnet habe
, bitte ich um Korrektur!
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas Paul - 02.01.2022
Hallo Christoph,
die Frage bezüglich der Albedo kann im Falle des James Webb Teleskops auch
anhand der Beschaffenheit der Schutzfolie beantwortet werden.
Diese soll ja möglichst viel des auftreffenden Lichts wieder reflektieren.
Die Folie ist mit Aluminium und Silizium (!) beschichtet.
Und da würde ich mal recht gechillt eine Albedo von 0,99 annehmen.
So ganz grob und pragmatisch über den Daumen gepeilt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Albedo
Die englische Sprache hält bezüglich der Beschichtung des Sonnenschildes
einen Fallstrick bereit: "Silizium" wird mit "silicon" übersetzt.
"Silikon" wiederum mit "silicone" (also mit einem "e" am Ende).
https://de.wikipedia.org/wiki/James-Webb-Weltraumteleskop#Sonnenschild
Viele Grüße,
Andreas
Nachtrag:
Wobei sich die (theoretische) Annahme vom (ca.) 0,99% und die praktische
Abschätzung von ca. 0,9 noch nichtmal widersprechen. Denn das, was wir von
der Erde aus als Albedo ermitteln können, hängt natürlich von der Ausrichtung
des Sonnenschildes ab.
Fazit: Der Unterschied zwischen Theorie und Praxis, ist in der Praxis grösser als in der Theorie.
Es gibt allerdings Unaussprechliches. Dies zeigt sich, es ist das Mystische.
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
Ludwig Wittgenstein
RE: James-Webb-Teleskop - Andreas-TAL - 02.01.2022
Und reingetappt in die englische Sprache - immer diese „e“
. Danke für die Korrektur. Jetzt muss sich mal sehen ob ich einen Siliziumhandschuh habe … statt Silikon.
Aber - trotzdem was gelernt. Dass es Hochtemperatur-Silikon gibt, dass vierstellige Temperaturen aushält, wusste ich vor meiner Recherche auch nicht …
Nachtrag: „Erst mal locker bleiben“ scheint das Motto zu sein. Das Spannen der fünf Thermofolien wurde erneut verschoben. Die Begründung: Man will erst mal Erfahrungen mit dem Teleskop und seinem Verhalten sammeln. Bisher wurde alles aus Simulationen abgeleitet, nun könne man „live“ beobachten wie sich das Teil im Raum verhält. Außerdem sollen die Motoren, die für das „Hochfahren“ und die „Spannung“ der Folien zuständig sind, im optimalen Temperaturbereich arbeiten. Wie oben schon geschrieben, erwärmt man das Teleskop in bestimmten Bereichen, damit die Entfaltungs-Technik im optimalen Temperaturfenster funktionieren kann.
Die Ansage ist: „Frühestens“ Montag … das zeigt auch, was für eine Gradwanderung dieser Schritt wird.
Nachtrag zum Nachtrag: Derweil wird das Teil immer kälter. Auf der „kalten Seite“ sind die Temperaturen nochmals um -10° bis -30° gesunken. Ein Bereich der wissenschaftliche Messtechnik (das ISIM-Modul) enthält, hat mittlerweile -192 °C, der Hauptspiegel ist auf -116° gefallen. Wenn es sich wie bei anderen Infrarot Teleskopen verhält, müsste die kalte Seite auf irgendwas zwischen -250 °C und -200 °C herunterkühlen.