Leichtbau Garage #29 James Webb Teleskop @ NASA, ESA, CSA

Veröffentlicht am

Leichtbaugarage, News

27.10.2022 Luca Wilhelmy

Das Fahrzeug

Hinter diesem Geragentor steht das neuste wissenschaftliche Gerät für die Observation des Weltalls. Das James Webb Teleskop wurde am 25.12.2021 vom Raumfahrtzentrum Guayana aus, mit einem Startgewicht von 6,2 t, auf seine Reise geschickt. Nach mehreren Tagen und bei einer Höchstgeschwindigkeit von 9,90 km/s (35640 km/h) erreichte das James Webb Teleskop sein Ziel. Der Lagrange-Punkt L2 ca. 1,5 Millionen km von der Erde entfern bewegt sich das Teleskop nun im Einklang mit der Erde und der Sonne. Nach der Kalibrierung ist das James Webb Teleskop nun in der Lage einen Ringförmigen ausschnitt von ca. 39% des Himmels zu observieren.

©NASA, Modell des aufgeklappten James Webb Teleskop

Die Technologie

Das Teleskop besteht aus verschieden Baugruppen. Die erste leichtbaurelevante Baugruppe ist das 21,2 m x 14,2 m große Sonnenschild. Das Schild besteht aus 5 Lagen Kapton, einer Polyamid-Folie mit einer 100 nm dünnen Aluminium-Schicht. Abgesehen von der ersten zur Sonne Ausgerichteten Folie, sind diese gerade mal 25 μm dick. Die erste Folie ist zusätzlich noch mit einer 50 nm dicken Siliziumschicht bedeckt. Die zur Observation benötigte Energie wird durch ein 2000 W Solarmodul geliefert, das sich noch vor dem Sonnenschild befindet. Die Optik des Teleskops befindet sich auf der sonnenabgewandten Seite, um Infrarotstrahlung der Sonne und des Mondes zu reduzieren. Der Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 6,5 m, die 18 sechseckigen Segmente bilden dabei die Spiegelfläche. Auf Grund der geringen Dichte, der hohen Festigkeit und dem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei Temperaturen unterhalb von 100 K, wurde Beryllium als Material für die Segmente gewählt. Die Segmentplatten wurden so konstruiert, dass diese ausgerichtet werden und gleichzeitig Mikrometeoriten standhalten können. Die Segmente werden zusätzlich mit einer Gold-Schicht und einer Siliziumdioxid-Schicht bedampft.

©NASA, Abbildung der Klappmechanik

Der Leichtbauaspekt

Das gesamte Teleskop bietet einen imposanten Eindruck vom Leichtbau. Durch die Kombination von verschiedenen Materialien werden hier die unterschiedlichen Eigenschaften jedes Materials genutzt.  Durch die Anordnung der Bauteile können die Materialeigenschaften optimal genutzt werden. Verbunden ist alles durch eine komplexe Mechanik und Sensorik zur Kalibrierung, Lagebestimmung und Wärmeregulierung. Durch den Transport und das beschränkte Packmaß in der Rakete, müssen die Komponenten zusätzlich entfaltbar sein, was ein erhebliches Risiko darstellt. 

de_DEDeutsch