James Webbin avaruusteleskooppi (JWST). Kuvan luotto: NASA Klikkaa suuremmaksi
Carl Zeiss Optronics, Oberkochen, Saksa, ja Max Planckin tähtitieteen instituutti Heidelbergissa (MPIA), kehittävät tärkeintä hieno mekaanista optista tekniikkaa kahdelle instrumentille ollakseen osa James Webbin avaruusteleskooppia (JWST). Seuraavan kahdeksan vuoden aikana JWST (jonka peili on 6,5 metriä) on Euroopan avaruusjärjestön ja NASA: n hallinnassa Yhdysvalloissa. Hän tulee legendaarisen HUBBLE-avaruusteleskoopin seuraajaksi. Carl Zeiss ja Max Planck -instituutti allekirjoittivat sopimuksen 29. marraskuuta yhteistyöstä JWST: n MIRI- ja NIRSpec-instrumentointiin liittyvissä töissä.
JAMES WEBB -avarusteleskooppi korvaa seuraavien vuosikymmenien aikana Hubble-avaruusteleskoopin tärkeimmäksi välineeksi tähtitieteellisessä havainnoinnissa. Tehtävän tärkein tieteellinen tavoite on löytää varhaisen maailmankaikkeuden ”ensimmäinen valo” - ensimmäisten tähtien muodostuminen hitaasti jäähtyvästä Big Bangista. Näiden ensimmäisten tähtien ja galaksien valo on siirtynyt infrapunaspektriin, koska sen aallonpituus on venynyt noin kaksikymmentä kertaa, kun maailmankaikkeus on laajentunut. Kaukoputken ja sen instrumenttien infrapunasäteily (lämmin) voisi häiritä näitä heikkoja kosmisia signaaleja. Tämän estämiseksi kaukoputki on oleellisesti pakastettu.
Tästä syystä JWST asetetaan ”Lagrangian pisteeseen L2”, 1,5 miljoonaa kilometriä maanpinnan kiertoradan ulkopuolelle. Auringon ja maan gravitaatiovoimat tasapainottavat toisiaan L2: ssa, joten JWST pystyy ylläpitämään aseman synkronisesti auringon ja maan kanssa pysyvästi maapallon kaukana puolella aurinkoa. Täällä kaukoputki ja sen instrumentit jäähtyvät -230 asteeseen. Valtavan kaukoputken erittäin korkea herkkyys ja erottelukyky johtavat aivan uusiin käsityksiin tähtien ja planeettojen muodostumisesta Linnunradan galaksissa. Nämä tutkimukset ovat mahdollisia vain infrapunaspektrissä. Toisin kuin näkyvä valo, infrapunavalo voi kulkea paksujen kaasu- ja pölypilvien läpi, joissa planeetat ja tähdet muodostuvat, ilman että heikkenevät tuntuvasti.
Teleskooppi ja sen instrumentit esittävät valtavia vaatimuksia. Ne altistuvat jännitykselle paljon suuremmalla kiihtyvyydellä kuin maan päällä, ja sitten ne jäähdytetään lämpötilaan, joka on melkein absoluuttinen nolla (-273 astetta). Kun kaukoputki on otettu käyttöön lopullisessa paikassa, sen tähtitieteelliset instrumentit säädetään korkealle tarkkuudelle ja ne on pidettävä siellä - suunnilleen yhtä paljon kuin neulan kohdistaminen yhden kilometrin etäisyydeltä.
Avarusteleskoopilla on kolme instrumenttia, jotka tallennetaan tietojen tallennukseen: MIRI, NIRSpec ja NIRCam. MIRI ja NIRSpec kehitetään ja rakennetaan Euroopassa. Carl Zeiss ja MPIA antavat merkittävän panoksen molemmissa välineissä ainoina eurooppalaisina edustajina.
MIRI: lle ja NIRSpec: lle Carl Zeiss toimittaa suodattimen ja ritilänvaihtomekanismit, joiden avulla instrumentit voidaan määrittää tarkasti erityyppisiin havaintoihin. MPIA osallistuu myös niiden kehittämiseen ja testaamiseen. Lisäksi Carl Zeiss toimittaa kaksi suodatin- ja ritilämekanismia NIRSpec-instrumentille EADS Astriumille. Carl Zeissin ja MPIA: n allekirjoittamassa sopimuksessa täsmennetään, että ne tekevät yhteistyötä molempien instrumenttien tuottamiseksi.
MIRI- ja NIRSpec-mekanismit ovat samanlaisia, toisiinsa liittyviä projekteja. Niiden kehittäminen ja testaaminen tapahtuu seuraavien kahden ja puolen vuoden aikana; sen jälkeen Carl Zeiss ja MIPA asentavat ne. On suunniteltu, että vuonna 2013 eurooppalainen Ariane 5 -rakettia tuo JWST Lagrangian pisteeseen L2. Koko operaation MIRI: n ja NIRSpec: n kanssa järjestävät Euroopan avaruusjärjestö, Saksan ilmailukeskus ja Max Planck -yhdistys.
Carl Zeiss ja Max Planckin tähtitieteen instituutti ovat jo työskennelleet yhdessä menestyksekkäästi avaruusinstrumenttien kehittämistä koskevissa haastavissa projekteissa. Yksi esimerkki on ISOPHOT, merkittävä panos Euroopan infrapunatilan seurantakeskuksen (ISO) menestykseen. Äskettäin he aloittivat yhteistyön HERSCHEL-Euroopan avaruusseurantakeskuksen PACS-instrumentin kanssa, joka on tarkoitus aloittaa toimintansa vuonna 2008.
Carl Zeiss ja MPIA ovat saavuttaneet paljon luottamusta kansainvälisiltä kumppaneilta yhteistyönsä kautta. Nyt nämä kaksi organisaatiota ovat asettamassa jalkaa terra novalle: Heidelbergin tähtitieteilijät toivovat tarkkailevansa kosmisen ”pimeiden aikakausien” rajoja, ennen kuin tähdet alkoivat muodostua. Yhdessä he odottavat kehittävänsä ennennäkemättömän laadun optomekaanisia järjestelmiä. Ne takaavat sekä menestyksen tähtitieteelliselle ”lippulaiva” -operaatiolle JWST: lle että kilpailuedun kaikenlaisille kuviteltavissa oleville tulevaisuuden sovelluksille.
Alkuperäinen lähde: Max Planck Society
