Ein Instrument an Bord der James-Webb-Weltraumteleskop hat seine endgültige Betriebstemperatur erreicht – minus 266 Grad Celsius, sagten NASA-Beamte.Zusammen mit drei anderen Instrumenten an Bord WebbMid-Infrared Instrument (MIRI) – eine gemeinsame Entwicklung von NASA und ESA (European Space Agency) – kühlte zunächst im Schatten der tennisplatzgroßen Sonnenblende des Teleskops ab und fiel auf etwa minus 183 °C. Aber es erreichte das Finale Ziel am 7. April.
Eine niedrige Temperatur ist notwendig, da alle vier Instrumente von Webb Infrarotlicht erkennen – Wellenlängen, die etwas länger sind als die, die das menschliche Auge sehen kann. Entfernte Galaxien, in Staubkokons verborgene Sterne und Planeten außerhalb unseres Sonnensystems senden Infrarotlicht aus.Das Abkühlen der Detektoren der vier Instrumente und der umgebenden Hardware unterdrückt diese Infrarotemissionen. MIRI erkennt längere Infrarotwellenlängen als die anderen drei Instrumente, was bedeutet, dass es noch kälter sein muss, sagte das Team.Ein weiterer Grund, warum Webbs Detektoren kalt sein müssen, ist die Unterdrückung von sogenanntem Dunkelstrom oder elektrischem Strom, der durch die Vibration von Atomen in den Detektoren selbst erzeugt wird.Dunkelstrom ahmt ein echtes Signal in den Detektoren nach und erweckt den falschen Eindruck, dass sie von Licht einer externen Quelle getroffen wurden. Diese falschen Signale können die echten Signale übertönen, die Astronomen finden wollen. Da die Temperatur ein Maß dafür ist, wie schnell die Atome im Detektor vibrieren, bedeutet eine Reduzierung der Temperatur weniger Vibration, was wiederum weniger Dunkelstrom bedeutet.Die Fähigkeit von MIRI, längere Infrarotwellenlängen zu erkennen, macht es auch empfindlicher für Dunkelstrom, sodass es kälter sein muss als die anderen Instrumente, um diesen Effekt vollständig zu beseitigen. Mit jedem Grad, an dem die Instrumententemperatur steigt, steigt der Dunkelstrom um etwa den Faktor 10 an.Als MIRI frostige minus 267 °C erreichte, begannen die Wissenschaftler mit einer Reihe von Überprüfungen, um sicherzustellen, dass die Detektoren wie erwartet funktionierten.„Wir haben jahrelang für diesen Moment geübt, indem wir die Befehle und Prüfungen durchgegangen sind, die wir an MIRI durchgeführt haben“, sagte Mike Ressler, Projektwissenschaftler für MIRI am JPL.„Es war wie ein Drehbuch für einen Film: Alles, was wir tun sollten, wurde aufgeschrieben und geprobt. Als die Testdaten eintrafen, war ich begeistert zu sehen, dass sie genauso aussahen wie erwartet und dass wir ein gesundes Instrument haben“, fügte Ressler hinzu .Es gibt noch weitere Herausforderungen, denen sich das Team stellen muss, bevor MIRI seine wissenschaftliche Mission beginnen kann.Nachdem das Instrument nun auf Betriebstemperatur ist, werden die Teammitglieder Testbilder von Sternen und anderen bekannten Objekten aufnehmen, die zur Kalibrierung und zur Überprüfung des Betriebs und der Funktionalität des Instruments verwendet werden können.Das Team wird diese Vorbereitungen zusammen mit der Kalibrierung der anderen drei Instrumente durchführen und in diesem Sommer Webbs erste wissenschaftliche Bilder liefern.Das James Webb Space Telescope ist ein internationales Programm, das von der NASA mit ihren Partnern ESA und der Canadian Space Agency geleitet wird.