Ein neuer Blick ins All

Das Hubble-Teleskop prägt mit seinen Weltraum-Aufnahmen unser Bild vom Universum. Doch es wird nicht ewig Bilder zur Erde schicken. Sein Nachfolger ist im Bau: Das James-Webb-Teleskop soll noch tiefer in unsere kosmische Vergangenheit blicken.

NASA-Ingenieur untersucht Elemente des Weltraumteleskops James Webb

Bildlegende: Sechs von insgesamt 18 Spiegel-Elementen auf dem Prüfstand: Das James-Webb-Teleskop soll die Grenzen des Kosmos verschieben. NASA/NSFC/David Higginbotham

Wissen Sie, wie eine Galaxie aussieht? Diese riesigen, leuchtenden, spiralförmigen Gebilde im pechschwarzen All? Das Bild, das sie vor Ihrem geistigen Auge haben, ist mit allerhöchster Wahrscheinlichkeit eine Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops. Seit nunmehr 25 Jahren ist Hubble unser Auge ins Weltall.

In dreieinhalb Jahren soll das James-Webb-Teleskop das alternde Gerät ersetzen. Das neue Auge ins Weltall entsteht in Zusammenarbeit der US-amerikanischen Weltraumagentur Nasa mit der europäischen Esa und der kanadischen CSA – und soll sogar noch weiter sehen können als Hubble.

Illustration des James-Webb-Weltraumteleskops

Bildlegende: Das James-Webb-Teleskop im Modell: Ab Herbst 2018 soll es die Grenzen des sichtbaren Kosmos verschieben. Northrop Grumman

Neue Grenzen des sichtbaren Kosmos

Einer der Väter des James-Webb-Teleskops ist der Astronom Simon Lilly von der ETH Zürich. Lilly gehörte zu den ersten, die mit dem Hubble-Teleskop arbeiten durften. Und er war Mitglied des Komitees, das sich schon Mitte der 1990er-Jahre überlegte, welche Fragen das Hubble-Teleskop ziemlich sicher nicht beantworten würde. «So haben wir dann ein Teleskop entworfen, das deutlich grösser ist als Hubble», sagt der Astronom.

Im Gegensatz zu seinem Vorgänger soll das James-Webb-Teleskop infrarotes Licht einfangen. Es sieht damit kühlere Objekte als das Hubble-Teleskop, also ferne Planeten sowie kalte Gase und Staubwolken, aus denen Sterne entstehen. Denn diese geben alle langwelligeres – und damit «röteres» – Licht ab als wärmere Objekte. Lilly geht davon aus, dass man auch jene Galaxien untersuchen könne, die in Raum und Zeit am weitesten von uns entfernt sind. Im Klartext: «Wir verschieben die Grenzen dessen, was uns vom Kosmos zugänglich ist.»

Zu gross für alle Raketen

Dieses Licht von weit weg ist allerdings extrem schwach. Deshalb hat das James-Webb-Teleskop eine mehr als doppelt so grosse Spiegelkonstruktion wie das Hubble-Teleskop. Denn: Je grösser der gewölbte Spiegel eines Teleskops ist, desto mehr Licht sammelt er. Auch das Licht bisher unbekannter Galaxien kann so eingefangen werden.

Grössenvergleich der Weltraumteleskope Hubble und James Webb

Bildlegende: Deutlich grösser als der Vorgänger: Der Spiegel des James-Webb-Teleskops kann auch schwaches Licht von weit entfernt empfangen. NASA

Doch der Spiegel des neuen Teleskops stellt seine Entwickler mit einem Durchmesser von 6,5 Metern vor Herausforderungen: Damit er in die Rakete passt, kann er nur zusammengefaltet ins Weltall transportiert werden – und wird sich erst im Weltall entfalten. Ausserdem muss das Teleskop in seiner ganzen Grösse auf gut minus 200 Grad Celsius gekühlt werden. Sonst gibt es selbst zu viel Strahlung ab und stört so die Aufnahme.

Kühlen heisst, dass man das ganze Teleskop vom Licht der Sonne, der Erde und des Mondes abschirmen muss. Der Spiegel sitzt hinter einem Schutzschild, das so gross ist wie ein Tennisplatz. Auch die Schichten dieses Schutzschildes müssen beim Start in die Rakete hineingefaltet werden. Es werde eine grosse technische Herausforderung, sie im All zu entfalten, sagt Simon Lilly. Er ist nervös, dass etwas schief gehen könnte.

Diesmal muss alles perfekt sein

Diese Angst ist nicht verwunderlich, denn auch die Inbetriebnahme des Hubble-Teleskops lief nicht ohne Panne. Kurz nach seinem Start vor 25 Jahren zeigte sich, dass sein Spiegel die falsche Krümmung hatte. Das Problem hätte fast zum Totalausfall des Teleskops geführt. Doch ein Team von Astronauten, darunter der Schweizer Claude Nicollier, konnte Hubble doch noch flicken.

Beim James-Webb-Teleskop wäre so eine Reparatur nicht möglich. Denn seine Position im All ist vier Mal weiter entfernt von der Erde als der Mond – und damit ausserhalb der Reichweite einer bemannten Raumfähre. Ein Fehler wäre verheerend. So prüfen die Ingenieure jedes Bauteil doppelt und dreifach.

«Das Teleskop, das die Astronomie verschlungen hat»

Rund acht Milliarden Dollar wird das neue Teleskop kosten – und ist damit vier Mal so teuer wie einst geplant. Fast hätte der amerikanische Kongress dem Projekt sogar den Geldhahn zugedreht. Und einige andere Weltraummissionen mussten wegen des Riesenprojekts gestrichen werden. Kritiker nennen es deshalb auch «das Teleskop, das die Astronomie verschlungen hat».

Lilly relativiert diese Kritik: «Das ist ein typisches Merkmal solcher Missionen. Die Nasa und die Esa haben schon immer Flagschiffe gebraucht, denn solche Flagschiffe bringen uns spektakuläre Bilder vom Weltall und berühren damit die Politiker und die breite Bevölkerung.» Die Bilder des Hubble-Teleskops sind also auch PR für die Astronomie. Und Ähnliches erhofft man sich vom neuen James-Webb-Teleskop. Sein Start ist momentan im Herbst 2018 geplant – vorausgesetzt, beim Zusammenbau läuft alles glatt.

Das legendäre Weltraumteleskop und seine Geschichte:

Sendungsbeitrag zu diesem Artikel

  • Das Hubble-Weltraumteleskop, gesehen vom Atlantis Space Shuttle her.

    Schichtwechsel im Weltall

    Aus Wissenschaftsmagazin vom 18.4.2015

    Das Hubble-Teleskop prägt mit seinen Bildern von Galaxien und Nebelschwaden unser Bild vom Universum. Nun ist es bald am Ende seiner Lebenszeit angekommen. Deshalb bauen Ingenieure zurzeit den Nachfolger zusammen, das James-Webb-Teleskop.

    Dieses soll noch weiter in unsere kosmische Vergangenheit blicken und uns noch mehr spektakuläre Bilder vom Weltall liefern. Ein Besuch bei Simon Lilly, einem Astronomen an der ETH Zürich, der bei beiden Teleskopen stark involviert ist.

    Hanna Wick