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Next Generation Space Telescope
#44
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.
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Die Nacht, in der das Fürchten wohnt, hat auch die Sterne und den Mond“
                                                                                                                              (Mascha Kaléko)  
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