1996 – Webb-teleskopets grunnriss tegnes
Allerede på 1980-tallet pusler folk i Nasa med tanker om et framtidig kjempeteleskop.
Visjonene skyter fart etter at romteleskopet Hubble i 1990 blir sendt opp med et defekt hovedspeil. Selv om problemet blir løst i 1993, har tanken om et mye større romteleskop slått rot.
I 1996 foreslår en komité at Nasa begynner på utviklingen av The Next Generation Space Telescope, som skal kunne se infrarødt lys fra de første galaksenes fødsel.
James Webb-teleskopets endelige form er allerede gjenkjennelig i de tidlige skissene fra 1996.
2007 – Det opprinnelige oppskytingstidspunktet glipper
Opp gjennom 1990-tallet opererer Nasa under mantraet «raskere, bedre og billigere», og ambisiøse planer om et romteleskop med et speil på åtte meter, en prislapp i bare 500 millioner dollar og en oppskyting i det kommende tiåret tar form.
Ved årtusenskiftet står det imidlertid allerede klart at verken tidsplan eller budsjettramme blir overholdt.
I september 2002 blir det prosjekterte romteleskopet oppkalt etter James E. Webb (nederst til venstre), som sto i spissen for Nasas måneferder på 1960-tallet. Navnet får kritikk i 2021 fordi administratoren beskyldes for å ha tatt del i statlige masseoppsigelser av homofile. Nasa kaller beskyldningene grunnløse.
Når den opprinnelige oppskytingsdatoen kommer i 2007, har James Webb Space Telescope (JWST), som den offisielle tittelen lyder, allerede overskredet det opprinnelige budsjettet med en halv milliard dollar – og byggingen har ikke engang begynt.
2008 – Byggingen av verdens største romteleskop begynner
Webb-teleskopets konstruksjonsfase går først i gang i 2008. Planen er en oppskyting i 2014.
Teleskopet består overordnet av to store komponenter:
- En instrumentpakke og hovedspeil på 6,5 meter i diameter satt sammen av 18 mindre, bevegelige segmenter
- En solskjerm på størrelse med en tennisbane som blokkerer stråling fra både solen og jorden.
Speil fanger usynlig lys fra universet
Når Webb-teleskopet er foldet ut og på plass, begynner oppdraget for alvor. Hovedspeilet fanger opp infrarødt lys – altså varmestråling – fra fjerne himmellegemer, og via det sekundære speilet sendes det videre til instrumentene i teleskopet.
1. Gullspeil samler strålingen
Hovedspeilet består av 18 sekskantede speil av det sterke lettmetallet beryllium. Speilene er slipt med en presisjon på 20 milliondeler av en millimeter og belagt med gull, som reflekterer infrarød stråling veldig godt.
2. Instrumenter analyserer lyset
Instrumentpakken bak speilet inneholder infrarøde kameraer og spektrografer. Spektrografene analyserer bølgelengdene som avslører både temperatur og kjemisk sammensetning i de gjenstandene teleskopet rettes mot.
3. Solskjerm senker temperaturen
Instrumentene tåler ikke varme, og en 150 kvadratmeter stor solskjerm beskytter dem mot solstråling. Skjermen består av fem lag plastfilm som reflekterer strålingen og holder temperaturen under –225 °C.
2011 – Representantenes hus dropper Webb-teleskopet
Selv om 75 prosent av komponentene holder på å bli bygget, og milliarder av dollar er brukt, velger en komité i Representantenes hus i juli 2011 å droppe Webb-teleskopet på grunn av massive budsjettoverskridelse. Den gangen vurderes den endelige prisen for romteleskopet til å lande på 6,5 milliarder dollar.
Beslutningen blir i november omgjort i Kongressen etter massivt offentlig press.
2011 – Konstruksjonsfasen nærmer seg slutten
Først i 2011 vet Nasa om et romfartøy i Webb-teleskopets størrelse kan konstrueres med lav så lav vekt som ifølge beregninger fra 1990-tallet var nødvendig for oppskyting.
I 2011 gjennomgår JWST en revisjonsfase som viser at veien til den endelige konstruksjonsfasen – Fase C – er klar.
Underveis har utviklingen medført mange romteknologiske nyvinninger. For eksempel har de infrarøde kamerasensorene Webb-teleskopet trenger for å fange opp lys, allerede forbedret teleskoper her på jorden.
Oppskytingsdatoen blir ytterligere utsatt til 2018.
I testfasen blir speilene til kjempeteleskopet blant annet testet i ekstremt lave temperaturer.
2016–2021 – Testfase avslører alvorlig feil
Et teleskop som skal sendes opp til det såkalte Lagrange-punktet L2 – 1,5 millioner kilometer fra jorden, er ikke mulig å oppdatere eller reparere. Hvis JWST ikke fungerer, som Hubble-teleskopet, vil konsekvensene være katastrofale og fiaskoen komplett.
I november 2016 står Webb-teleskopet ferdig, men av frykt for feil går Nasa nøye igjennom hver eneste komponent i teleskopet.
Forskerne finner 344 potensielt ødeleggende feil. Når en test i 2018 river opp solseilet, må JWST tilbake på tegnebrettet og oppskytingen utsettes i flere omganger.
25. desember 2021 – Verdens største romteleskop letter fra jorden
De siste feilene utbedres 15. desember, og endelig – 14 år senere enn planlagt – letter Webb-teleskopet fra jorden 25. desember 2021 på toppen av en Ariane 5-løfterakett.
På dette tidspunktet anslås Webb-teleskopets samlede pris for hele levetiden til 9,7 milliarder dollar.
Like etter at teleskopet er frakoblet fra løfterakettens siste trinn, begynner det strømproduserende solcellepanelet automatisk å folde seg ut.
Oppskytingen går ifølge Nasa problemfritt, og teleskopet sendes av sted i en perfekt bane. Tre ganger underveis antenner teleskopet motorene for å holde kursen mot målet: L2.
En upresis oppskyting ville ha vært katastrofal siden teleskopets bakside alltid må snu mot solen for å skjerme de følsomme instrumentene.
VIDEO: Se Webb-teleskopets feilfrie oppskyting
- desember begynner den beskyttende solskjermen å folde seg ut.
8. januar 2022 – Gullspeil folder seg ut som en sommerfugl
På vei mot L2 folder Webb-teleskopet ut hovedspeilet sitt som sommerfuglevinger. 8. januar er prosessen ferdig.
Teleskopet folder seg ut på reisen
1. Teleskopet slipper raketten
En halv time etter avgang har den mektige Ariane 5-raketten klart jobben med å sende romteleskopet av sted mot sin endelige bane. Øverste rakettrinn frigjøres fra teleskopet, som klarer resten av turen på egen hånd.
2. Solskjermen ruller seg ut
Etter tre døgn har teleskopet passert månen og begynner nå å folde ut den 150 kvadratmeterne store solskjermen. Det tar et par døgn å få den spent ut slik at det er den rette avstanden mellom de fem lagene skjermen består av.
3. Speilene settes på plass
11 døgn etter oppskytingen skal speilsystemet på plass. Først utløses bommen med det sekundære speilet. Deretter foldes hovedspeilet ut, slik at alle de 18 speildelene ender med å sitte helt tett og utgjøre et stort speil.
Speilet er bygget opp av 18 sekskantede segmenter i en bikakestruktur.
Hvert segment består av beryllium kledt med et tynt lag gull som effektivt reflekterer infrarødt lys. Baksiden er hul for å redusere vekten. Speilet veier bare en tiendedel av det Hubble-teleskopets speil veier, per kubikkcentimeter.
12.-22. januar 2022 – Hvert speil gjøres klar enkeltvis
Over ti dager aktiverer Nasa møysommelig hvert av speilene. Hver av de 18 segmentene skal ved hjelp av 126 mikromotorer flyttes 12,5 millimeter i bitte små rykk fra sin sikre transportposisjon.
Hver dag flytter et segment seg om lag 1 millimeter mot et nullpunkt der alle segmenter fungerer som ett stort speil. Bare ett segment kan flyttes av gangen.
Nasas romforsker, som er 1,5 millioner kilometer unna, kan fjernstyre motorene slik at de flytter seg en milliarddel av en meter. Når teleskopet blir aktivt, vil en justering være nødvendig med om lag fem dagers mellomrom.
Teleskopets speil foldes ut i to trinn. Først skyves det sekundære speilet ut fra hovedspeilet. Deretter foldes de to store klaffene i hovedspeilet ut.
Ikke noe tidligere teleskop har hatt et segmentert hovedspeil, men for JWST er konstruksjonen nødvendig for å få plass til teleskopet i oppskytingsraketten.
23. januar 2022 – Webb-teleskopet går i bane rundt fikspunkt
En liten måned etter oppskytingen når JWST fram til Lagrangepunktet L2 der tyngdekraften fra solen og jorden utlikner sentrifugalkraften fra et mindre, tredje objekt, som her et teleskop.
Webb-teleskopet kan parkeres i et såkalt gloriekretsløp rundt L2, og holde plasseringen med et minimalt forbruk av drivstoff.
Dessuten kan teleskopet i L2 hele tiden vende ryggen til lyskilder som solen, jorden og til og med månen, som kan forstyrre observasjonene.
Lagrange-punktet L2, som Webb-teleskopet befinner seg i, ligger nesten fire ganger så langt unna som månen.
Januar-april 2022 – Kjølesystem avslører det usynlige universet
Når speilene er nullstilt, begynner finjusteringen, som varer i tre måneder. Her skal samtlige speil og instrumenter testes og forbedres et etter et.
Webb-teleskopet er bygget til å ta skarpe bilder av usynlig, infrarødt lys – spesielt med bølgelengder på rundt 2 mikrometer. Hvis teleskopet virker optimalt her, vil den også ta utmerkede bilder i den andre delen av det infrarøde spektrumet som JWST dekker.
JWST kan se infrarødt lys i en stor del av det spektrumet andre romteleskoper ikke fanger opp.
Infrarød stråling kalles ofte varmestråling, og for å utføre presise målinger av strålingen, er James Webb-teleskopet avhengig av at temperaturen holdes ekstremt lavt. Fra januar til april blir instrumentene derfor gradvis kjølt ned til -223 grader eller under dette ved hjelp av et heliumbasert kjølesystem om bord.
Instrumentet MIRI som observerer lys i bølgelengder fra 5–27 mikrometer, må for eksempel holdes nedkjølt til -267 grader for å fungere.
Med sitt store speil og sine infrarøde kameraer (t.h.) vil James Webb-teleskopet blant annet kunne se gjennom stjernetåker og oppdage stjerner som er usynlige med vanlige teleskoper (t.v.).
24. april 2022 – Kjempeteleskop åpner øynene første gang
Etter omkring fire måneder er alle instrumenter klare, og JWST er klar til å rette blikket mot stjernene for første gang. De første observasjonene – såkalt first light – vil være uklare fordi justeringen pågår.
Nasa spår at de første skarpe bildene kommer rundt 24. april.
De første gjenstandene Webb-teleskopet undersøker, ligger i Den store magellanske sky – en nærliggende dverggalakse.
25. juni 2022 – Webb-teleskopet går i gang
Om lag seks måneder etter oppskyting begynner det vitenskapelig vitenskapelige arbeidet, og Nasa får valuta for milliardene sine.
JWST kan levere minst fem ganger skarpere bilder enn infrarøde teleskoper på jorden klarer.
2027 – Vitenskapelig oppdrag varer foreløpig fem år
Webb-teleskopets innledende vitenskapelige oppdrag er berammet til å vare fram til 2027. Da håper astronomer at teleskopet har oppklart noen av de største gåtene i og utenfor galaksen vår.
For eksempel skal JWST undersøke når de første galaksene oppsto i tiden etter Big Bang og snuse opp spor av liv på fjerne planeter.
5 gåter venter på Webb-teleskopet
Tusenvis av astrofysikere drømmer om å få lov til å bruke Webb-teleskopet til observasjonene sine. Alle håper å få svar på noen av de største spørsmålene innenfor astronomien.
1. Når oppsto de første galaksene?
Universet har utvidet seg kontinuerlig gjennom 13,8 milliarder år, og de aller første stjernene og galaksene er nå milliarder av lysår unna. Lyset fra dem er i dag forvandlet til infrarøde bølgelengder som Webb-teleskopet kan se.
2. Kan eksoplaneter ha liv?
Webb-teleskopet kan fotografere eksoplaneter og måle om atmosfæren inneholder oksygen, metan, vanndamp eller andre gasser som kan være tegn på liv. Det gjelder for eksempel på planetene rundt stjernen TRAPPIST-1.
3. Hvordan dannes nye solsystemer?
Forskerne mener at stjerner og planeter dannes når en sky av hydrogenmolekyler og støv kollapser. Webb-teleskopet kan vise om de har rett, for teleskopet kan se gjennom de stjernetåkene hvor det foregår.
4. Hva er Neptun og Uranus lagd av?
Webb-teleskopet vil gi oss mer kunnskap om de to ytterste planetene i solsystemet, Uranus og Neptun. Teleskopet skal blant annet ta temperaturen på dem og kartlegge den kjemiske sammensetningen av de ytterste lagene.
5. Hvordan fordeler den mørke materien seg?
Brorparten av materien i universet er usynlig, siden den verken sender ut eller absorberer lys. Men den mørke materien bøyer av lysets bane, og den effekten kan Webb-teleskopet observere.
+2032 – Feilfri oppskyting forlenger levetiden
Siden JWST trenger drivstoff for å holde seg på plass, bestemmer brennstofføkonomien teleskopets levetid.
Fordi oppskytingen forløp upåklagelig og krevde mindre drivstoff enn beregnet, forventer Nasa at kjempeteleskopet kan fortsette observasjonene sine i minst ti år – og antagelig mye lenger.