Das goldene Auge im All: Wie das James-Webb-Teleskop die Unendlichkeit eroberte
Stell dir vor, du hättest eine Zeitmaschine, mit der du fast bis zum Urknall zurückreisen könntest. Klingt nach Science-Fiction? Ist es aber nicht! Genau diese Zeitmaschine existiert wirklich, schwebt weit draußen im eiskalten Weltall und heißt „James-Webb-Weltraumteleskop“ (JWST). Es ist das größte, teuerste und komplexeste Werkzeug, das die Menschheit je gebaut hat, um das Universum zu erforschen. Aber wie ist dieses goldene Wunderwerk eigentlich entstanden? Die Geschichte hinter dem Teleskop ist ein echter Krimi voller genialer Ideen, Fast-Katastrophen und Nervenkitzel.
Alles begann in den 1990er-ahren. Damals lieferte das berühmte Hubble-Weltraumteleskop zwar fantastische Bilder, stieß aber an seine physikalischen Grenzen. Das Universum dehnt sich ununterbrochen aus. Das bedeutet: Das Licht von den allerersten Sternen und Galaxien, die kurz nach dem Urknall entstanden, ist extrem lange zu uns unterwegs. Auf dieser Reise wird das Licht durch die Dehnung des Raumes buchstäblich in die Länge gezogen. Aus normalem, sichtbarem Licht wird unsichtbare Infrarotstrahlung – ähnlich wie die Wärmestrahlung, die du von einer Herdplatte spüren kannst. Hubble konnte dieses Infrarotlicht kaum sehen. Ein neues, viel größeres Teleskop musste her. Ein Infrarot-Superauge.
Die NASA, die europäische Weltraumorganisation ESA und die kanadische Weltraumbehörde CSA taten sich zusammen. Doch schnell wurde klar: Dieses Projekt würde alles bisher Dagewesene in den Schatten stellen. Die Ingenieure standen vor unlösbar scheinenden Problemen. Das größte Problem war die Größe: Um das extrem schwache Licht aus den Tiefen des Alls einzufangen, brauchte das neue Teleskop einen riesigen Spiegel mit 6,5 Metern Durchmesser. Doch keine Rakete der Welt hatte eine Transportkapsel, die groß genug für einen solchen Spiegel war. Die geniale und verrückte Lösung der Forscher? Weltraum-Origami!
Das Teleskop musste so konstruiert werden, dass man es wie ein kunstvolles Papier-Origami zusammenfalten konnte, um es in die Spitze einer Ariane-5-Rakete zu quetschen. Erst im Weltall sollte es sich vollautomatisch entfalten. Der Hauptspiegel wurde deshalb in 18 sechseckige Segmente aufgeteilt. Hergestellt wurden sie aus Beryllium, einem ultraleichten, aber extrem stabilen Metall. Damit die Spiegel das schwache Infrarotlicht perfekt reflektieren, wurden sie mit einer hauchdünnen Schicht echtem Gold bedampft. Das Gold auf dem gesamten Riesenspiegel wiegt gerade einmal so viel wie ein Golfball, glänzt aber spektakulärer als jeder Schatz auf der Erde.
Doch das war noch nicht alles. Weil das Teleskop Infrarot- bzw. Wärmestrahlung misst, darf es selbst nicht warm sein. Wäre es warm, würde seine eigene Hitze die empfindlichen Messungen stören – so, als würde man versuchen, im hellen Scheinwerferlicht Glühwürmchen zu beobachten. James Webb musste also eiskalt werden. Die Lösung: Ein gigantischer Sonnenschild, so groß wie ein Tennisplatz! Dieser Schutzschild besteht aus fünf hauchdünnen Schichten einer Spezialfolie namens Kapton. Er trennt das Teleskop in eine heiße Seite (die der Sonne zugewandt ist und über 80 Grad heiß wird) und eine eiskalte Seite. Auf der kalten Seite herrschen unfassbare minus 233 Grad Celsius! Nur so funktionieren die Hightech-Kameras.
Über 25 Jahre tüftelten Tausende Wissenschaftler und Ingenieure an diesem gigantischen Puzzle. Die Kosten stiegen auf fast 10 Milliarden US-Dollar. Mehrfach stand das Projekt vor dem Aus, weil Fehler entdeckt wurden oder das Geld knapp wurde. Am 25. Dezember 2021 – am ersten Weihnachtsfeiertag – war es dann endlich so weit. Die Ariane-5-Rakete hob unter lautem Brüllen vom Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana ab und trug das verpackte Teleskop ins All.
Nun begann die Zitterpartie des Jahrhunderts. Während das Teleskop zu seinem Bestimmungsort, dem 1,5 Millionen Kilometer entfernten „Lagrange-Punkt 2“, flog, musste es sich Schritt für Schritt entfalten. Die NASA-Wissenschaftler nannten diese Phase die „344 Single Points of Failure“. Das bedeutete: Es gab genau 344 einzelne mechanische Schritte – wie das Ausrollen des Sonnenschilds oder das Ausklappen der Spiegel –, bei denen absolut nichts schiefgehen durfte. Hätte nur ein einziges Zahnrad geklemmt, wäre die gesamte 10-Milliarden-Dollar-Mission augenblicklich Weltraumschrott gewesen. Doch das Wunder geschah: Jeder einzelne Schritt funktionierte perfekt! Im Sommer 2022 schickte das James-Webb-Teleskop die ersten scharfen Bilder zur Erde. Sie zeigten sterbende Sterne, kosmische Kreißsäle voller Baby-Sterne und Galaxien, die kurz nach der Entstehung unseres Universums leuchteten. James Webb hat unser Bild vom Kosmos für immer verändert.
Warum stieß das Hubble-Weltraumteleskop an seine Grenzen, wenn es um die ältesten Sterne ging?
In welchen Bereich des Lichtspektrums verschiebt sich das Licht extrem weit entfernter Galaxien und warum?
Aus welchem Metall bestehen die Spiegel des James-Webb-Teleskops vor allem und womit wurden sie beschichtet?
Warum wurde der Hauptspiegel des Teleskops wie ein Origami-Kunstwerk konstruiert?
Welche wichtige Aufgabe hat der riesige Sonnenschild des Teleskops?
Wie groß ist der Sonnenschild ungefähr und aus wie vielen Schichten besteht er?
Wie kalt muss die schattige Seite des Teleskops sein, damit die Instrumente richtig arbeiten können?
Wann und mit welchem Raketentyp startete das Teleskop ins Weltall?
Was meinten die Wissenschaftler mit den ‘344 Single Points of Failure’?
Wo genau im All befindet sich das James-Webb-Teleskop heute (Name des Ortes und Entfernung zur Erde)?
Antworten zu den Fragen: https://podcreator.dbutton.rocks/answers/37
