Webb’s spiegel is nu volledig uitgevouwen

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

De spiegel van de James Webb Space Telescope (JWST/Webb) is nu volledig uitgevouwen! Vrijdag 7 januari werd de zogeheten ‘port-side panel’ uitgevouwen, drie spiegels die aan de linkerzijde van Webb zaten en die door het uitvouwen samen kwamen met de twaalf zeshoekige (hexagonale) goudkleurige spiegels in het middensegment. En gisteren, zaterdag 8 januari, werd de rechterkant uitgevouwen, de ‘starboard-side panel’ – hierboven een animatie met een impressie van het uitvouwen. Daarmee is de spiegel van Webb, die een totale middellijn heeft van 6,4 meter, nu helemaal uitgevouwen en compleet. Eerder deze week werd ook al de vangspiegel (Ø 74 cm) uitgeklapt, die zich aan het uiteinde bevindt van drie poten van ruim 7 meter lengte. De primaire spiegel van Webb bestaat uit 18 elementen uit beryllium, gecoat met een laag goud. Beryllium is robuust en licht en kan inslagen van micrometeorieten weerstaan. De goudlaag dient om maximale reflectie voor infrarood te krijgen.

De zijpanelen met spiegels moesten in gevouwen toestand gelanceerd worden op 25 december j.l., want anders pasten ze niet in de laadruimte van de Ariane 5 raket. Nu de spiegels succesvol uitgevouwen zijn zijn de meeste ‘deployments’ achter de rug (zie Heidi Bemmel’s lijstje met de Webb to do List hieronder).

Het volgende dat nu op de planning staat is het uitlijnen van alle 18 spiegels met behulp van 126 kleine elektromotoren aan de achterzijde van de spiegels, de zogeheten actuatoren. Dat kan wel enkele maanden gaan duren. Ook moet de temperatuur aan de zijde van de spiegels en instrumenten afkoelen tot -223 °C, zodat het beste de infraroodwaarnemingen kunnen worden gedaan. Tevens moeten de instrumenten en spiegels gecalibreerd worden. En tenslotte vindt er nog een derde en laatste ‘mid-course correction burn’ plaats, een koerscorrectie om Webb op de juiste koers naar z’n halobaan bij Lagrangepunt 2 te krijgen, op 1,5 miljoen km afstand van de aarde. En als dat allemaal achter de rug is (hopelijk in juni) kan Webb eindelijk beginnen met z’n ambitieuze 1e cyclus van z’n waarneemprogramma. Bron: NASA.

Het zonnescherm van de Webb-ruimtetelescoop is succesvol opgespannen

Animatie van het opspannen van het zonnescherm. Dubbelklik voor de animatie. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

De NASA heeft laten weten dat het uit vijf lagen bestaande en 23 meter grote zonnescherm van de James Webb-ruimtetelescoop vandaag succesvol is opgespannen. Al op Eerste Kerstdag was men begonnen met het uitvouwen van het zonnescherm langs twee masten, maar toen waren de vijf ‘membranen’ nog dicht op elkaar gevouwen. Nu zijn de lagen, die ieder de dikte van een menselijk haar hebben, opgespannen, dat wil zeggen dat ze strak zijn getrokken en los van elkaar zijn gekomen. Daardoor zijn ze in staat om hun isolerende werking te doen, want dat is hun voornaamste taak: er voor zorgen dat de telescoop en de instrumenten gekoeld zijn tot 40 Kelvin, -233 °C. Bij die temperatuur kunnen de telescoop en de instrumenten hun werk het beste doen: het heelal waarnemen in het nabije en midden-infrarood. Aan de andere kant van het scherm, waar de zon op schijnt, wordt het zo’n 85 °C. Hieronder de tweet met het goede nieuws over de goed verlopen opspanning.

Voor het opspannen van het zonnescherm werd gebruik gemaakt van 139 van Webb’s 178 ontgrendelingsmechanismen, 70 scharnierconstructies, acht plaatsingsmotoren, ongeveer 400 katrollen en 90 afzonderlijke kabels met een lengte van ruim 400 meter. Nu is het uitvouwen van de spiegels aan de beurt, zodat de 6,5 meter grote hoofdspiegel compleet wordt, en van de vangspiegel. Bron: NASA.

Gaat Webb het “Onmogelijke Vroege Sterrenstelselsprobleem” oplossen?

Fragment uit een simulatie van klompen donkere materie in de halo van een sterrenstelsel. Credit: Shea C. Garrison-Kimmel / ELVIS

Steinhardt et al. (2016) kwam er als eerste mee aan: “The Impossibly Early Galaxy Problem”. In een notendop: volgens het gangbare ΛCDM model van het heelal zou structuur in de materie hierarchisch zijn, d.w.z. dat er eerst kleine sterrenstelsels zouden zijn, die vervolgens via botsingen en samensmeltingen zouden groeien tot grote stelsels. Je zou dan dus verwachten dat er in het vroege heelal, zeg meer dan acht miljard jaar geleden (het heelal is 13,8 miljard jaar oud), vooral veel kleine stelsels moeten voorkomen en in het huidige heelal veel grote stelsels. Maar wat zien we in de waarnemingen: dat er óók in het vroege heelal al grote sterrenstelsels voorkomen, stelsels met een superzwaar zwart gat in het centrum, iets dat ook al buiten de verwachting valt van het concordantie ΛCDM model, het model dat uitgaat van het bestaan van donkere energie (Lambda, Λ) en koude donkere materie (Engels: CDM). Hieronder de grafiek die het Onmogelijke Vroege Sterrenstelselsprobleem laat zien. In een heelal met een hierarchische structuurvorming zouden de punten (de waargenomen lichtkrachtfuncties van sterrenstelsels) de lijnen (de voorspelde lichtkrachtfuncties van sterrenstelsels) met dezelfde kleur moeten volgen.

Credit: Steinhardt et al. (2016)

Maar je ziet ’t: de punten volgen de lijnen met dezelfde kleur niet, de stelsels zijn lichtsterker dan gedacht, al groot bij grote roodverschuivingen (hoe groter de roodverschuiving z, des te verder de afstand, verder terug in de tijd). En da’s niet het enige probleem. Oók de clusters van sterrenstelsels in het vroege heelal waren groter dan voorspelt, aldus onderzoek van Jay Frank. Kortom, sterrenstelsels in het vroege heelal waren groter dan voorspelt, zwarte gaten in de centra van die stelsels waren groter dan voorspelt en de clusters waarin de stelsels groepeerden waren ook groter dan voorspelt.

Nou wil het geval dat er een alternatief is voor ΛCDM en dat is MOND, de modified Newtonian Dynamics, oorspronkelijk van Mordehai Milgrom uit 1981. MOND stelt dat donkere materie, de CDM uit het concordantiemodel, niet bestaat, maar dat de zwaartekrachtswetten van Newton iets moeten worden aangepast. In 1998 publiceerde Bob Sanders dit vakartikel, waarin hij op grond van MOND betoogde dat er in het vroege heelal eerst grote sterrenstelsels moeten ontstaan en pas dáárna de grootschalige structuren van clusters. De zogeheten L* sterrenstelsels, gemiddelde sterrenstelsels zoals onze Melkweg er eentje is, zouden al 500 miljoen jaar na de oerknal kunnen zijn ontstaan.

MOND heeft ook zijn nadelen, zoals de onlangs voorgestelde variant RelMOND laat zien, die weliswaar de pieken in de CMB kan verklaren, de pieken in het powerspectrum van de kosmische achtergrondstraling, maar in plaats van donkere materie hanteren ze dan ‘zwaartekrachtmodificerende velden’ en worden er aan de zes basisparameters van ΛCDM nog vijf extra toegevoegd. Tsja, of dat de modellen dan aannemelijker maakt vraag ik  mij af, ik ben nog altijd voorstander van het scheermes van Ockham.

Credits: NASA, J. Olmsted (STScI)

Kortom, er ligt een groot probleem in het vroege heelal, het “Onmogelijke Vroege Sterrenstelselsprobleem” en dat vraagt om een oplossing. En dat is waar Webb om de hoek komt kijken, voluit de James Webb Space Telescope, die zich nu aan het uitvouwen is en die ergens in juni als alles goed gaat z’n eerste wetenschappelijke waarnemingen gaat doen. Webb gaat vooral kijken in het nabije en midden-infrarood van het elektromagnetisch spectrum (zie de afbeelding hierboven, waarin ook het venster te zien is waarin Hubble kijkt). Dat maakt Webb dé indeale telescoop om sterrenstelsels uit het vroege heelal waar te nemen, omdat hun licht door de uitdijing van het heelal verschoven is naar het infrarode deel van het spectrum. Hopelijk gaat Webb ons dus meer veertellen over de aard van die eerste sterrenstelsels en of er een mogelijke oplossing is voor het Onmogelijke Vroege Sterrenstelselsprobleem. Maar da’s nog niet alles. Er staan namelijk meer problemen te rammelen op de poorten van het ΛCDM-gebouw, de Hubble-spanning over de expansiesnelheid van het heelal en de σ8-spanning over de mate waarin materie aan elkaar klontert. Afijn, we kijken met spanning uit naar de eerste waarnemingen van Webb in het najaar!

Bron: Triton Station.

Video: het loskoppelen van de Webb-ruimtetelescoop en het uitklappen van de zonnepanelen

Copyright: ESA/Arianespace

Afgelopen zaterdag – Eerste Kerstdag, 25 december 2021 – konden we allemaal live getuige zijn van de lancering van de James Webb Space Telescope (JWST) en van de loskoppeling buiten de atmosfeer van de JWST van de laatste trap van de Ariane 5 raket. Dat waren echter geen goede beelden, want het flikkerde aan alle kanten, de Wifi verbinding met aarde was kennelijk verre van optimaal. Maar net zag ik nieuwe  beelden binnenkomen van de loskoppeling en die zijn een stuk beter. De video is gemaakt met een camera gebouwd door de Ierse firma Réaltra Space Systems Engineering.

Op de video is ook te zien (vanaf 1:20 ongeveer) hoe de zonnepanelen van de Webb ruimtetelecoop zich uitvouwen, hetgeen 29 minuten na de lancering begon. Echt even kijken dus!

Bron: ESA.

Een mooie kerstbonus: dankzij de perfecte lancering gaat de Webb-ruimtetelescoop mogelijk langer mee dan gedacht

Credit: ESA – S. Corvaja

Zaterdag Eerste Kerstdag werd de James Webb Space Telescope (JWST) met een Ariane 5 raket gelanceerd en de ruimte in gestuwd om ‘m richting Lagrangepunt 2 te sturen, een punt dat 1,5 miljoen km van de aarde verwijderd is. Inmiddels zijn er ook twee baanmanoeuvres geweest, eerst MCC-1a die 65 minuten duurde en die een extra snelheid opleverde van 20 m/s, daarna MCC-1b, waarmee nog eens 2,8 m/s aan de snelheid werd toegevoegd. Analyse van de gegevens van de lancering laat nu zien dat door de precisie van die lancering de Webb telescoop brandstof bespaard heeft, die nodig is om ‘m op de juiste koers naar L2 te krijgen. Dat betekent dat hij mogelijk meer brandstof overhoudt om vanuit L2 te richten op de doelen die waargenomen gaan worden en om z’n baan om L2 heen te behouden. In eerste instantie ging men er van uit dat de JWST een minimale levensduur van vijf jaar zou hebben, maar dankzij de lancering zou dat wel eens het dubbele kunnen zijn – ding dong, da’s een mooie kerstbonus! De goede lancering heeft nog een ander positief resultaat opgeleverd, want de zonnepanelen konden daardoor eerder worden uitgeklapt. Dat ging automatisch en daarbij hield de ruimtetelescoop zelf z’n positie in de gaten ten opzichte van de zon. Gerekend was op uitklappen van de panelen 33 minuten na de lancering, maar doordat de ruimtelecoop eerder al de juiste positie had konden de panelen al na 29 minuten openklappen, daarmee eerder stroom genererend. Bron: ESA.

De James Webb Space Telescope (JWST) is gelanceerd!

Credit: NASA TV

Zojuist, om 13.20 uur Nederlandse tijd, is EINDELIJK de James Webb Space Telescope (JWST) gelanceerd. Dat gebeurde vanaf lanceerplatform ELA-3 op het Guiana Space Centre in Frans-Guyana en wel met een Ariane 5 raket van de ESA, die vlucht VA256 uitvoerde. De opgevouwen telescoop is inmiddels helemaal los van de raket en is nu onderweg naar Lagrangepunt L2, op 1,5 miljoen km afstand van de aarde. Later meer details over de lancering en wat er daarna allemaal in de ruimte gebeurde.

Kijk hier live naar de lancering van de James Webb Space Telescope (13.20u)

Credit: ESA/D. Ducros

Vandaag, Eerste Kerstdag 2021, is het dan eindelijk zover, de James Webb Space Telescope (JWST) wordt gelanceerd. Volgens de planning gebeurt dat om 13.20 uur Nederlandse tijd vanaf lanceerplatform ELA-3 op het Guiana Space Centre in Frans-Guyana en wel met een Ariane 5 raket van de ESA, vlucht VA256. Op dat tijdstip start het lanceervenster, dat 31 minuten duurt, dus het hoeft niet exact op 13.20 uur te gebeuren. Hieronder de streaming van de beelden waar je de lancering live kunt volgen.

Video: hoe de James Webb Space Telescope in de neuskegel van de Ariane 5 is geplaatst – Update!

Credit: ESA/CNES/Arianespace

[Update 22 december 12.40 uur] Ik lees net dat de lancering met een dag is uitgesteld vanwege de harde wind in Frans-Guyana. Planning is nu lancering van vlucht VA256 op zaterdag, eerste Kerstdag. Lanceervenster die dag is tussen 13:20–13:52 CET. Bron: Phys.org + ESA.

We krijgen er maar geen genoeg van, berichten over de James Webb Space Telescope (JWST), de ruimtetelescoop die komende vrijdag om 13.20 uur Nederlandse tijd wordt gelanceerd met een Ariane 5 raket vanaf de Europese lanceerbasis Kourou in Frans-Guyana. Interessant is de video hieronder, een timelapse waarin je ziet hoe de JWST in de neuskegel van de Ariane 5 raket is geplaatst, hetgeen op vrijdag 17 december j.l. gebeurde. Dat was best wel een secuur werkje, want het verschil in breedte is niet zo groot (de opgevouwen JWST is 4,5 meter breed, de neuskegel 5,4 meter).

Vandaag is de ‘rollout’ van de hangar naar het lanceerplatform.

Bron: ESA.

24 december online lezingen voorafgaand aan de lancering van de James Webb Ruimtetelescoop

Credit: ESA.

Ewine van Dishoeck en Bernhard Brandl geven op 24 december tussen 11.00 en 12.00 uur lezingen over de die dag te lanceren James Webb Ruimtelescoop (JWST, in het kort Webb). De lezingen worden gestreamd via YouTube (https://www.youtube.com/watch?v=dvjBHJ4ZLRg). De lancering zelf is hierna te volgen via een gezamenlijke webcast van NASA en ESA. De links staan ook op astronomie.nl/webb.

Webb wordt op vrijdag 24 december om 13.20 CET aan boord van een Europese Ariane 5-raket gelanceerd vanaf de Europese lanceerbasis Kourou in Frans-Guyana. Nederlandse ontwerpers, ingenieurs en astronomen werkten de afgelopen 25 jaar mee aan twee van de wetenschappelijke instrumenten op Webb, MIRI en NIRSpec. Het hart van de MIRI-spectrometer
is zelfs in Nederland ontworpen en gebouwd.

De James Webb Space Ruimtetelescoop is de opvolger van de Hubble Ruimtetelescoop, die ruim dertig jaar na zijn lancering nog altijd operationeel is. Hubble veranderde ons beeld van het heelal voorgoed. Waar de Hubble zijn ontdekkingen deed in zichtbaar licht, neemt Webb waar in het infrarode deel van het elektromagnetisch spectrum.

Een van de vier instrumenten aan boord van de JWST is MIRI: het Mid-InfraRed Instrument. MIRI werd deels in Nederland ontwikkeld en gebouwd onder leiding van de Optisch-Infraroodgroep van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Naast Nederlandse universiteiten droegen onder andere ook TNO, ASTRON en SRON bij aan de ontwikkeling van deze spectrometer.

JWST zit opgevouwen in de neuskegel van de raket. Na de lancering klappen de telescoop en het zonneschild in enkele weken tijd helemaal uit en vliegt Webb ver voorbij de maan naar het tweede Lagrangepunt. Het duurt maanden voordat de instrumenten helemaal zijn afgekoeld en getest kunnen worden. Medio 2022 worden de eerste resultaten verwacht.

Nederlandse astronomen hebben veel waarneemtijd gekregen op Webb. Enkelen van hen komen in dit filmpje aan het woord:

Bron: Astronomie.nl.

Als de James Webb Space Telescope vrijdag gelanceerd is, wat gebeurt er dan daarna?

Credit: ESA

Als komende vrijdag na een ziljoen vertragingen de James Webb Space Telescope (JWST) [1]Als de telescoop zo genoemd blijft worden. Er gaan stemmen op om ‘m een andere naam te geven. vanaf lanceercentrum Kourou in Frans-Guyana met een Arianne 5 raket gelanceerd is volgt er nog een half jaar voordat de opvolger van de Hubble ruimtetelescoop daadwerkelijk gaat beginnen aan z’n wetenschappelijk onderzoek. Wat er tussen de lancering en daadwerkelijke ingebruikname medio 2022 allemaal passeert zie je in de korte, maar uiterst leerzame video hieronder.

References[+]

References
1 Als de telescoop zo genoemd blijft worden. Er gaan stemmen op om ‘m een andere naam te geven.