De Ariane 5-raket is een werkpaard om satellieten en andere ladingen in een baan om de aarde te brengen, maar door de James Webb-ruimtetelescoop (JWST) erin te plaatsen, worden de grenzen van de mogelijkheden van de Ariane 5 verlegd en wordt ons ontwerp van ruimteobservatoria tegelijkertijd verbeterd.
De Ariane 5 is het modernste ontwerp in de Ariane-raketserie van ESA. Het is verantwoordelijk voor het afleveren van zaken als Rosetta, de Herschel Space Observatory en de Planck Observatory in de ruimte. De ESA levert een Ariane 5 aan de JWST-missie en met de geplande lanceringsdatum voor die missie minder dan drie jaar verderop, is het een goed moment om in te checken bij de Ariane 5 en de JWST.
De Ariane 5 heeft een lange staat van dienst met succes, waarbij vaak meerdere satellieten in één baan om de aarde worden gebracht. Dit is de meest recente lancering, op 27 januari vanuit de ESA-ruimtehaven in Frans-Guyana. Dit is de 70e succesvolle lancering van Ariane 5 op rij.
Maar satellieten in een baan om de aarde brengen, hoewel nog steeds een geweldige prestatie, wordt een oude hoed voor raketten. 70 succesvolle lanceringen op rij vertellen ons dat. De Ariane 5 kan zelfs meerdere satellieten in één missie lanceren. Maar de lancering van de James Webb wordt de grootste uitdaging van Ariane.
Het ding over satellieten is dat ze in veel gevallen zelfs kleiner worden. Maar de JWST is enorm, althans qua afmetingen. De massa van de JWST - 6.500 kg (14.300 lb) - valt net binnen de limieten van de Ariane 5. De echte truc was het ontwerpen en bouwen van de JWST zodat deze in de cilindrische ruimte bovenop een Ariane 5 zou passen, en vervolgens 'ontvouwen' ”In zijn uiteindelijke vorm na scheiding van de raket. Deze video laat zien hoe de JWST zichzelf zal inzetten.
De JWST is als een grote, raar uitziende kever. Het met goud beklede, gesegmenteerde spiegelsysteem ziet eruit als veelzijdige insectenogen. Het hitteschild ter grootte van een tennisbaan is als een insectenschaal. Of zoiets. Al die stukken opgevouwen in de neus van de Ariane 5-raket proppen is een echte uitdaging.
Omdat de JWST zijn 10-jarige (hopelijk) missie op L2 zal uitvoeren, in plaats van in een baan rond de aarde, heeft hij dit enorme schild nodig om zichzelf tegen de zon te beschermen. De instrumenten op de James Webb moeten koel worden gehouden om goed te kunnen functioneren. De enige manier om dit te bereiken is door het hitteschild in de raket op te vouwen voor lancering en later uit te klappen. Dat is een heel lastige manoeuvre.
Maar er is meer.
Het hart van de James Webb is het gesegmenteerde spiegelsysteem. Deze groep van 18 met goud beklede berylliumspiegels moet ook worden opgevouwen om in de Ariane 5 te passen en vervolgens uitgevouwen zodra deze van de raket is gescheiden. Dit is een stuk lastiger dan het lanceren van zaken als de Hubble, die vanuit de spaceshuttle werd ingezet.
Iets anders maakt al dit vouwen en uitvouwen erg lastig. De Hubble, de voorganger van James Webb, bevindt zich in een baan om de aarde. Dat betekent dat astronauten op shuttle-missies de Hubble hebben kunnen repareren en onderhouden. Maar de James Webb zal ver weg zijn op L2, dus hij kan op geen enkele manier worden onderhouden. We hebben één kans om het goed te doen.
Op dit moment is de James Webb nog in aanbouw in de 'Clean Room' in het Goddard Space Flight Center van NASA. Een nauwkeurig robotarmsysteem monteert Webb's 18 spiegels zorgvuldig.
Er is nog meer dan twee jaar tot de lanceringsdatum van oktober 2018 en tot die tijd zijn er veel test- en montagewerkzaamheden aan de gang. We zullen niet alleen goed opletten om te zien of de lancering verloopt zoals gepland, maar ook om te zien of de James Webb - de vreemd uitziende kever - zijn metamorfose met succes kan voltooien.
