Het duurste en misschien wel meest complexe vouwwerkje ooit moet vandaag voltooid worden.
Het is zonder twijfel het belangrijkste onderdeel van de James Webb-telescoop: de 6,5 meter brede hoofdspiegel. Geen wonder dat we met enigszins ongezonde spanning uitzien naar vanmiddag. Want dan hoopt NASA deze hoofdspiegel volledig te ontvouwen. Het is de laatste – en misschien wel de meest zenuwslopende – stap die gezet moet worden om van James Webb een goed functionerende ruimtetelescoop te kunnen maken.
Opgevouwen
De hoofdspiegel van James Webb is opgebouwd uit 18 kleinere, met echt goud bedekte segmenten. Voorafgaand aan de lancering zijn de zes segmenten die zich aan weerszijden van de hoofdspiegel bevinden voorzichtig naar achteren gevouwen. Dat was noodzakelijk, omdat de hoofdspiegel anders niet in de Ariane 5-raket zou passen.
Gisteren
Inmiddels is het alweer twee weken geleden dat James Webb zich uit die krappe lanceerraket bevrijd heeft en is het tijd om de hoofdspiegel weer in ere te herstellen door de zes spiegels naar voren te vouwen. Een eerste belangrijke stap in die richting werd gisteren al gezet. Toen werd het linker zijpaneel – met daarop drie van de zes naar achteren gevouwen spiegelsegmenten – met succes naar voren gevouwen. En vandaag volgt het zijpaneel met daarop de laatste drie spiegels, dat zich aan de rechterzijde bevindt.
On Jan. 8, @NASAWebb will fully deploy its primary mirror, marking the end of the most complex space telescope deployment in history. Watch live coverage from mission control starting at ~9am ET (14:00 UTC): https://t.co/dL35eaHD44
Drop expert questions below!#UnfoldTheUniverse pic.twitter.com/iU1JAD1Tlx
— NASA (@NASA) January 7, 2022
Vandaag
Het klinkt allemaal misschien tamelijk eenvoudig. Maar het is een behoorlijk complexe en tijdrovende onderneming die – afgaand op wat we gisteren hebben gezien – zeker enkele uren in beslag zal nemen. Allereerst moeten engineers ervoor zorgen dat de mechanismen die het zijpaneel naar achteren gevouwen houden, loskomen. Als dat gelukt is, zullen motoren aan boord van de telescoop opdracht krijgen om het zijpaneel naar voren te vouwen. Dat duurt ongeveer vijf minuten. Vervolgens hebben de engineers nog eens zo’n twee uur nodig om het zijpaneel vast te zetten. En dat alles gebeurt terwijl James Webb meer dan 1 miljoen kilometer van de aarde verwijderd is en zich met een snelheid van meer dan 1400 kilometer per uur door de ruimte beweegt.
Spannende twee weken
Het is een huzarenstukje. En veel ruimte voor foutjes of tegenslag is er niet; technici of astronauten kunnen niet – zoals bijvoorbeeld eerder met de Hubble-telescoop wel gebeurde – even naar James Webb afreizen om een foutje te herstellen of wat reparatiewerkzaamheden uit te voeren. Het maakt elke stap die gezet wordt om van James Webb een goed functionerende ruimtetelescoop te maken, ongelofelijk spannend. Sterker nog: wie de missie een warm hart toedraagt, zit eigenlijk al sinds de lancering, vandaag precies twee weken geleden, in spanning. Want niet alleen de hoofdspiegel moest worden opgevouwen om in de Ariane 5-raket te passen; talloze andere onderdelen werden voorafgaand aan de lancering ook ingeklapt en opgevouwen en in de afgelopen twee weken werden ze stuk voor stuk uitgeklapt en uitgevouwen. Zonnepanelen, een antenne, het zonneschild, de secundaire spiegel; we hebben de telescoop de afgelopen dagen gaandeweg vorm zien krijgen. Het uitvouwen van de hoofdspiegel is de laatste grote stap in dat uiterst complexe plan en dat betekent dat James Webb – als alles meezit – vandaag nog volledig uitgevouwen kan zijn.
Live
En daar hoef je niets van te missen, want vanaf vanmiddag 15.00 uur (Nederlandse tijd) zendt NASA het uitvouwen van het laatste zijpaneel van de hoofdspiegel live uit. Spectaculaire beelden, gemaakt vanaf de telescoop hoef je niet te verwachten (zie kader). Maar je krijgt ongetwijfeld een kijkje in de controlekamer – waar de spanning natuurlijk hoog oploopt – en er zijn animaties van het proces.
Het is de afgelopen weken een veelgehoorde vraag: waarom zijn er geen camera’s aan boord van James Webb, die het uitvouwen van de verschillende onderdelen voor ons vast kunnen leggen? Natuurlijk heeft het team achter James Webb wel overwogen om dergelijke camera’s aan de telescoop toe te voegen. Maar daar is uiteindelijk toch van afgezien. En daar zijn meerdere goede redenen voor. Allereerst moeten we niet vergeten dat James Webb een grote telescoop is; de hoofdspiegel is 6,5 meter breed en het zonneschild is zelfs net zo groot als een tennisveld. Om het uitvouwen van dergelijke onderdelen goed te kunnen volgen, heb je dan ook een camera met een groot gezichtsveld nodig. De inzet daarvan zou weinig gedetailleerde beelden opleveren en is voor engineers dan ook niet zo heel interessant. De inzet van heel veel camera’s met een beperkt gezichtsveld is nuttiger, maar een stuk complexer. En voor de inzet van beide varianten geldt dat de benodigde bedrading weer voor extra risico’s zou zorgen. Daarnaast is Webb heel glimmend, dus zeker aan de kant die op de zon gericht is, zou je op beelden nauwelijks iets zien. En aan de zijde die niet op de zon gericht is, is het dan weer te donker voor goede beelden. Ook liggen de temperaturen er – dankzij dat zonneschild – zo laag dat ‘gewone’ camera’s er eigenlijk niet kunnen functioneren. Natuurlijk wil de afwezigheid van camera’s niet zeggen dat engineers geen idee hebben wat er aan boord van de telescoop gebeurt. “Webbs ingebouwde tastzin (bijvoorbeeld knoppen en verschillende mechanische en elektrische sensoren en temperatuursensoren) voorzien ons van veel nuttigere informatie dan surveillancecamera’s,” aldus Paul Geithner, lid van het James Webb-team.
Als het paneel aan de zijkant van de hoofspiegel is uitgeklapt, is James Webb dus officieel af. Maar de eerste beelden van de krachtigste ruimtetelescoop die ooit is gebouwd, laten nog wel even op zich wachten. Want James Webb is nog niet op zijn bestemming: naar verwachting heeft de telescoop nog zo’n twee weken nodig om het Lagrangepunt 2 te bereiken. En vervolgens is er nog zo’n vijf maanden nodig om de instrumenten te kalibreren en de spiegelsegmenten zo uit te lijnen dat ze samen als één grote spiegel gaan functioneren. Ook is die tijd nodig om de telescoop verder af te laten koelen; de telescoop moet heel koud zijn om in staat te zijn om het infrarode licht van lichtzwakke, verre objecten waar te nemen. Nog even geduld dus!
