James Webb ruimtetelescoop kijkt straks verder terug in de tijd dan ooit
Hij kost bijna tien miljard euro, is zo groot als een tennisveld en komt met veertien jaar vertraging. Maar als alles volgens plan gaat, gaat om 13.20 uur de James Webb ruimtetelescoop eindelijk de ruimte in. Opgevouwen in de neus van een Ariane 5-raket wordt hij gelanceerd vanaf de Europese ruimtebasis in Kourou, Frans-Guyana. De opvolger van de beroemde Hubble-telescoop uit 1990 kan nog dieper de ruimte in kijken.
Hoewel dit type raket al vaak is gebruikt, kan er altijd iets misgaan. Wetenschappers zijn vooral zenuwachtig over de '30 angstige dagen' na de lancering. In die periode moet de telescoop zich uitvouwen èn twee keer zijn koers wijzigen om de bestemming op liefst 1,5 miljoen kilometer van de aarde te bereiken.
De nieuwe telescoop staat veel verder weg dan Hubble, die rondjes draait op 547 kilometer hoogte. Het voordeel van de verre bestemming van Webb is dat het verder verwijderd is van de storende hittestraling en atmosfeer van de aarde. Op zijn eindbestemming komen daarnaast diverse krachten samen en heffen elkaar zo op. Daardoor hoeft de Webb-telescoop maar weinig brandstof te gebruiken om op zijn plek te blijven. De telescoop gaat in het slechtste geval minimaal 5 jaar mee, maar hopelijk 10 jaar of zelfs langer.
Er is ook een nadeel: Hubble werd meermaals gerepareerd door astronauten, maar bij de Webb-telescoop is dat door de afstand onmogelijk. "Er is geen back-up. Het moet in één keer goed zijn", zegt sterrenkundige Lucas Ellerbroek.
'Er hangen carrières vanaf'
Onderweg moet Webb zich ook nog eens uitklappen. De telescoop is zo groot dat hij slechts opgevouwen als origami in de raket past. Zo bestaat de spiegel uit 18 zeshoeken die op de micrometer precies moeten worden afgesteld om scherp beeld te krijgen.
Verder heeft Webb een hitteschild met vijf lagen isolerend materiaal om zonnestralen tegen te houden. Dat moet zonder scheuren worden gespannen. Webb kijkt vooral naar infrarood licht, of warmtestraling, die mensen niet kunnen zien. Om dat nauwkeurig te doen moet het apparaat kouder dan 223 graden Celsius onder nul zijn.
ESA heeft een impressie van de reis gemaakt:
Omdat één foutje fataal kan zijn, laten de ingenieurs niets aan het toeval over. Alles is uitentreuren en tot het laatst getest. Mede hierdoor werd de missie vaak uitgesteld. "Er hangen carrières vanaf," benadrukt Peter Rumler, projectleider James Webb bij ESA, vanuit Frans Guyana. "Mensen hebben hier een flink deel van hun leven aan gewerkt."
'Zo'n stap voorwaarts heb je maar eens in de 30 jaar'
Webbs spiegel heeft een doorsnede van 6,5 meter, bijna drie keer zo wijd als de Hubble. Daarmee kan de telescoop scherper en gevoeliger kijken. Aan boord zijn vier instrumenten die het opgevangen licht analyseren, waaronder het deels Nederlandse MIRI.
"Zo'n stap voorwaarts heb je één keer in de dertig jaar", zegt Ewine van Dishoeck, hoogleraar moleculaire astrofysica aan de Universiteit van Leiden, die al 24 jaar aan het project meewerkt. "Deze telescoop bouwen we niet alleen voor onszelf maar voor nieuwe generaties onderzoekers, mijn wetenschappelijke kinderen en kleinkinderen."
Webb gaat dieper het heelal in kijken dan ooit tevoren. "Hubble heeft al een keer een extreme deep field-foto gemaakt", zegt sterrenkundige Lucas Ellerbroek. "Je richt de telescoop dan op een saai stukje ruimte waar niets te zien is. Als je dan lang genoeg wacht komen er allemaal sterrenstelsels tevoorschijn." Deze stelsels zijn 13,2 miljard jaar oud en komen uit de begintijd van het heelal. Webb kijkt nog verder, en dus verder terug in de tijd. "Naar echt het oudste licht uit het jonge heelal."
Planeten buiten ons zonnestelsel
Ook wetenschappers die planeten buiten ons zonnestelsel - zogenaamde exoplaneten - onderzoeken zijn enthousiast. Met James Webb willen ze meer ontdekken over deze werelden. Wat voor atmosfeer hebben ze? Hoe warm is het er?
Je kunt dit ontdekken door te kijken naar sterrenlicht dat door de atmosfeer van een planeet is gegaan. Als daar water of koolstofdioxide is, nemen die stoffen bepaalde golflengtes licht op, die vervolgens ontbreken. Vanaf de aarde is dat alleen te onderzoeken voor de allergrootste planeten. Met Webb zou het mogelijk moeten zijn te kijken naar kleinere werelden die meer lijken op de aarde.
Twintig jaar wakker liggen
Wetenschappers hebben nog veel vragen over exoplaneten. Zijn er continenten of bouwstenen voor leven? Webb kan daar hoogstens indirecte aanwijzingen voor vinden. "In mijn leven gaan we nooit een echte foto maken van een exoplaneet, we zien niet meer dan een lichtpuntje", zegt Ignas Snellen, hoogleraar observationele astrofysica aan de Universiteit Leiden. Wel denkt hij dat steeds duidelijker zal worden of ons zonnestelsel bijzonder of juist doodgewoon is.
Maar eerst is het nog nagelbijten. Tal van zaken kunnen de missie nog doen mislukken. "Daarover hebben we twintig jaar wakker gelegen", zegt hoogleraar Van Dishoeck. Zelf zal ze de wolken onderzoeken waaruit sterren en planeten ontstaan. "De eerste keer dat je gegevens krijgt, is altijd een bijzonder moment. Het maakt me niet uit wat het is, dat is gewoon een cadeautje en een verrassing als je het openmaakt."
