Tidslinje: James Webb-teleskopets rejse fra skitse til kredsløb

Allerede i 1980’erne pusler tankerne om et fremtidigt kæmpeteleskop på gangene hos Nasa.

Visionerne tager særligt fart efter rumteleskopet Hubble i 1990 bliver opsendt med et defekt hovedspejl. Selvom problemet i 1993 bliver løst, har tanken om et langt større rumteleskop slået rod.

I 1996 foreslår en komité, at Nasa påbegynder udviklingen af the Next Generation Space Telescope, der skal kunne se infrarødt lys fra de tidligste galaksers fødsel.

Op gennem 1990’erne opererer Nasa under mantraet ”hurtigere, bedre og billigere”, og ambitiøse planer om et rumteleskop med et spejl på otte meter, et prisskilt på blot 500 millioner dollar og en opsendelse i det kommende årti tager form.

Ved årtusindeskiftet står det dog allerede klart, at hverken tidsplan eller budgetramme bliver overholdt.

Webb-teleskopets konstruktionsfase går først i gang i 2008. På daværende tidspunkt skal opsendelsen ske i 2014.

Teleskopet består overordnet af to store komponenter:

• En instrumentpakke og hovedspejl på 6,5 meter i diameter sammensat af 18 mindre, bevægelige segmenter
• En solskærm på størrelse med en tennisbane, der blokerer for stråling fra både Solen og Jorden.

Selvom 75 procent af komponenterne er ved at blive bygget, og milliarder af dollar er brugt, vælger en komité i Repræsentanternes Hus i juli 2011 at droppe Webb-teleskopet grundet massive budgetskred. Dengang vurderes den endelige pris for rumteleskopet at lande på 6,5 milliarder dollar.

Beslutningen bliver i november omstødt i Kongressen efter massivt offentligt pres.

Først i 2011 ved Nasa, om et rumfartøj i Webb-teleskopets størrelse kan konstrueres med tilpas lav vægt, som ifølge beregninger i 1990’erne var nødvendig for opsendelse.

I 2011 gennemgår JWST en revisionsfase, der viser at vejen til den endelige konstruktionsfase – Fase C – er banet for rumteleskopet.

Undervejs har udviklingen medført adskillige rumteknologiske nybrud. Fx har de infrarøde kamerasensorer, Webb-teleskopet skal bruge til at opfange lys, allerede forbedret teleskoper her på Jorden.

Opsendelsesdatoen bliver yderligere udskudt til 2018.

Et teleskop, der skal opsendes til det såkaldte Lagrange-punkt 2 – L2 – 1,5 millioner kilometer fra Jorden, er ikke muligt at opdatere eller servicere. Hvis JWST fejler som Hubble-teleskopet, vil konsekvenserne være katastrofale og fiaskoen komplet.

I november 2016 står Webb-teleskopet færdigt, men af frygt for fejl går Nasa minutiøst hver komponent i teleskopet igennem.

Forskerne finder 344 potentielt fatale fejl. Da en test i 2018 river flænger i solsejlet, må JWST tilbage på tegnebrættet og opsendelsen skubbes ad flere omgange.

De sidste fejl udbedres 15. december, og endelig – 14 år senere end planlagt – letter Webb-teleskopet fra Jorden 25. december 2021 i snuden på en Ariane 5-løfteraket.

På dette tidspunkt vurderes Webb-teleskopets samlede pris for hele levetiden at ende på 9,7 milliarder dollar.

Straks efter teleskopet er frakoblet fra løfterakettens sidste trin, begynder det strømproducerede solcellepanel automatisk at udfolde sig.

Opsendelsen går ifølge Nasa problemfrit, og teleskopet sendes afsted i en perfekt bane. Tre gange undervejs tænder teleskopet motorerne for at holde kursen mod sit endemål L2.

En upræcis opsendelse ville have været katastrofal, da teleskopets bagside altid skal vende mod Solen for at skærme de følsomme instrumenter.

VIDEO: Se Webb-teleskopets fejlfri opsendelse

På vej mod L2 udfolder Webb-teleskopet sit hovedspejl, der som sommerfuglevinger har været klappet op. 8. januar er processen færdig.

Over ti dage aktiverer Nasa møjsommeligt spejlene enkeltvis. Hver af de 18 segmenter skal ved hjælp af 126 mikromotorer flyttes 12,5 mm i bittesmå ryk fra deres sikre transportposition.

Hver dag flytter et segment sig ca. 1 mm mod et nulpunkt, hvor alle segmenter fungerer som ét stort. Kun ét segment kan flyttes ad gangen.

Nasas rumforskere 1,5 millioner km borte kan fjernstyre motorerne, så de flytter sig en milliardende-del af en meter. Når teleskopet bliver aktivt, vil en justering være nødvendig med ca. fem dages mellemrum.

En lille måned efter opsendelsen når JWST frem til Lagrange-punktet L2, hvor tyngdekraften fra Solen og Jorden udligner centrifugalkraften fra et mindre, tredje objekt, som her et teleskop.

Webb-teleskopet kan parkeres i et såkaldt gloriekredsløb rundt om L2, og holde placeringen med et minimalt brændstofforbrug.

Ydermere kan teleskopet i L2 konstant vende ryggen til lyskilder som Solen, Jorden og sågar Månen, der kan forstyrre observationerne.

Når spejlene er nulstillet, begynder finjusteringen, der varer tre måneder. Her skal samtlige spejle og instrumenter testes og optimeres ét efter ét.

Webb-teleskopet er bygget til at tage skarpe billeder af usynligt, infrarødt lys – særligt med bølgelængder på omkring 2 mikrometer. Hvis teleskopet virker optimalt her, vil den også tage udmærkede billeder i den øvrige del af det infrarøde spektrum, som JWST dækker.

Efter omkring fire måneder er alle instrumenter klar, og JWST er klar til første gang at rette blikket mod stjernerne. De første observationer – såkaldt first light – vil være slørede, fordi justeringen pågår.

Nasa spår, at de første skarpe billeder kommer omkring 24. april.

Ca. seks måneder efter opsendelse begynder Nasas milliardinvestering at betale sig tilbage, når den videnskabelige mission begynder.

JWST kan levere mindst fem gange skarpere billeder, end infrarøde teleskoper på Jorden kan frembringe.

Webb-teleskopets indledende videnskabelige mission er berammet til at vare indtil 2027. Til den tid håber astronomer, at teleskopet har opklaret nogle af de største gåder i og udenfor vores galakse.

Fx skal JWST undersøge, hvornår de første galakser opstod i tiden efter Big Bang og opsnuse spor af liv på fjerne planeter.

Da JWST løbende skal bruge brændstof for at holde sig på plads, bestemmer brændstoføkonomien teleskopets egentlige levetid.

Fordi opsendelsen forløb upåklageligt og krævede mindre brændstof end beregnet, forventer Nasa, at kæmpeteleskopet kan fortsætte de skelsættende observationer i mindst ti år – og formentlig meget længere.