Na jaren van ontwikkeling en testen is op 25 december 2021 de meest geavanceerde ruimtetelescoop ooit, de James Webb Space Telescope, succesvol in de ruimte gebracht. De 6,2 ton zware ruimtetelescoop werd in de ruimte gebracht met een krachtige Europese Ariane 5 raket vanop de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana. De telescoop is gebouwd door NASA, het Europees ruimtevaartagentschap ESA en het Canadese ruimtevaartagentschap CSA en is de grootste ruimtetelescoop ooit die de ruimte werd ingestuurd. Astronomen willen met de James Webb Space Telescope de diepste geheimen van ons universum ontrafelen.
Jarenlange ontwikkeling
De ontwikkeling en de bouw van de James Webb Space Telescope verliep niet bepaald volgens planning en vlekkeloos. Zo had deze ruimtetelescoop eigenlijk al in 2007 moeten gelanceerd worden maar problemen met de ontwikkeling van de wetenschappelijke instrumenten en het testen van de vele onderdelen zorgden steeds voor uitstel. Uiteindelijk ging men er lang van uit dat de ruimtetelescoop in juni 2019 zou kunnen gelanceerd worden maar ook dit lanceervenster werd niet gehaald doordat het integreren van de verschillende onderdelen meer tijd in beslag nam. In 2020 liet NASA's programmadirecteur van de James Webb Space Telescope ook weten dat er problemen waren met schroeven en sluitringen die tijdens tests waren losgekomen. Dit en extra vertragingen als gevolg van het coronavirus (COVID-19) leidde tot nieuw uitstel waardoor de lancering nu is voorzien voor oktober 2021. Al dit uitstel zorgde er ook voor dat het prijskaartje van de James Webb Space Telescope steeds opnieuw de hoogte werd ingejaagd waardoor het project steeds vaker ter discussie kwam. Terwijl men er oorspronkelijk van uitging dat deze ruimtetelescoop ongeveer een half miljard dollar zou kosten, bedraagt het prijskaartje momenteel al 8,8 miljard dollar. En dit voor alleen de ontwikkeling van de ruimtetelescoop. Wanneer we daar ook de kostprijs voor de lancering en voor het operationeel houden van de ruimtetelescoop bij rekenen, schat men dat dit project een totale kostprijs heeft van 9,8 miljard dollar. De 9,8 James Webb Space Telescope arriveerde uiteindelijk op 12 oktober 2021 per schip op de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana, Zuid-Amerika. De ruimtetelescoop werd meteen overgebracht naar een cleanroom waar het ruimtevaartuig de laatste tests en controles onderging. Uiteindelijk begon men op 25 november 2021 met het vullen van de brandstoftanks van de ruimtetelescoop. Dit nam ongeveer tien dagen in beslag. NASA en het Europese lanceerbedrijf Arianespace maakten op 14 december 2021 bekend dat er een probleem was ontstaan ("a communication issue between the observatory and the launch vehicle system") waardoor de geplande lancering met enkele dagen werd uitgesteld. Uiteindelijk bracht de Europese Ariane 5 raket de ruimtetelescoop op 25 december 2021 probleemloos in de ruimte.
Meest geavanceerde ruimtetelescoop ooit
De James Webb Space Telescope is een optische infraroodtelescoop met een hoofdspiegel die een diameter heeft van 6,5 meter waarmee astronomen onder andere licht willen opvangen van sterren en sterrenstelsels die kort na de oerknal werden gevormd. Deze ambitieuze ruimtetelescoop werd ontworpen en gebouwd door NASA met belangrijke bijdragen van Europa (ESA) en Canada (CSA). Ook al wordt de James Webb Space Telescope vaak de opvolger genoemd van de Hubble Space Telescope toch lijkt deze er helemaal niet op. Zo ziet de James Webb Space Telescope er helemaal anders uit aangezien deze telescoop een open ontwerp heeft terwijl het ontwerp van de Hubble Space Telescope kan vergeleken worden met dat van een klassieke telescoop. De primaire spiegel van de James Webb Space Telescope heeft in totaal een diameter van 6,5 meter en 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 dan weer om maximale reflectie voor infrarood te krijgen. Doordat een hoofdspiegel met een diameter van 6,5 meter te groot is om in één geheel te lanceren, werd er gekozen om dit bij de lancering in te klappen en dit in de ruimte op het juiste moment te laten openvouwen. Terwijl de Hubble Space Telescope ontworpen werd om te kijken naar golflengten in het ultraviolet, zichtbare en nabij-infrarode deel van het spectrum gaat de James Webb Space Telescope waarnemingen verrichten in het infrarood gedeelte van het elektromagnetisch spectrum. Voor astronomen is infraroodsterrenkunde zeer belangrijk aangezien koude hemellichamen zoals bijvoorbeeld bruine dwergen of protosterren die diep in een moleculaire wolk liggen de meeste energie uitstralen in het infrarood. Aangezien onze eigen ster, de zon, ook infraroodstraling uitzendt, zal de James Webb Space Telescope steeds van de zon en ook de aarde afgewend blijven. Met de James Webb Space Telescope hopen astronomen uiteindelijk licht te kunnen opvangen van sterren en sterrenstelsels die kort na de oerknal zijn gevormd. Daarnaast wil men met deze nieuwe ruimtetelescoop ook de vorming van nieuwe sterrenstelsels observeren en de fysische en chemische samenstelling van verre sterrenstelsels meten. Verder moet deze nieuwe ruimtetelescoop de zoektocht naar buitenaards leven een impuls geven door in de atmosfeer van exoplaneten te zoeken naar sporen van leven.
Werken op 1,5 miljoen kilometer van de aarde
In tegenstelling tot de Hubble Space Telescope komt de James Webb Space Telescope niet in een lage baan om de aarde te hangen op een hoogte van ongeveer 540 kilometer. De James Webb Space Telescope moet in de ruimte gepositioneerd worden nabij het tweede Lagrangepunt (L2). In een Lagrangepunt kan een klein object zoals een ruimtetelescoop een vaste relatieve positie behouden ten opzichte van twee hemellichamen die rond een gezamenlijk zwaartepunt draaien. Lagrangepunt L2 ligt op de as tussen aarde en zon, maar nu verder van de zon dan de aarde. Dergelijke positie in de ruimte heeft als voordelen dat een ruimtetelescoop geen last heeft van verstoringen door de atmosfeer van de aarde en dat het er op deze locatie koel is wat essentieel is wanneer je aan infraroodastronomie wil doen. Het tweede Lagrangepunt wordt vaak gebruikt voor ruimteobservaties omdat een object in L2 dezelfde positie behoudt ten opzichte van de zon en de aarde, waardoor kalibratie eenvoudiger is. Een ruimtegerichte ruimtetelescoop op dit punt heeft altijd de zon, de aarde en de maan achter zich, zodat afscherming eenvoudiger is, en observaties rond de klok kunnen doorgaan. Het Lagrangepunt 2 bevindt zich op een afstand van 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Helaas kent een positie in de ruimte zoals het Lagrangepunt 2 ook enkele grote nadelen. Zo geraak je er niet even snel als in een lage baan om de aarde en indien er iets mis is met de ruimtetelescoop is de kans op een herstelling dan ook bijzonder klein. Om tot bij deze positie te geraken, bracht een Europese Ariane 5 raket vanuit Frans-Guyana de James Webb Space Telescope in de ruimte waarna deze verschillende cruciale koerscorrecties moet uitvoeren. Tijdens de reis naar het tweede Lagrangepunt moeten verschillende onderdelen van deze ruimtetelescoop worden uitgeklapt en mogen de gevoelige instrumenten aan boord van de nieuwe ruimtetelescoop in geen geval gericht worden naar de zon. Geschat wordt dat de ruimtetelescoop zes maanden na zijn lancering klaar zal zijn voor de eerste waarnemingen.
