JWST - James Webb Space Telescope

Guten Morgen

Danke Gertrud. Leider verstehe ich die Mikroshutter noch nicht gut.

Für einfache Spektroskopie leite ich das Licht des gesamten Sternfeldes
in der Bildebene durch ein Prisma oder Gitter und schaue mir die Spektren
aller Objekte gemeinsam an. Das ist zwar nicht genau und die Spektren
überlagern sich auch. Aber es reicht oft für einen ersten Eindruck und
ich sehe in dem Chaos die besonders interessante Objekte.

Mein Eindruck ist, dass mit den Shuttern eine universelle Lochplatte gebaut wurde
um das Chaos zu verkleinern und nur die interessanten Objekte zu analysieren.

Nochmals Danke GERTRUD von Matjes

Hallo Matjes,

leider hatte ich nicht alles vollständig wiedergegeben.
Auch jetzt erfolgt nur der mittlere Teil des Berichtes der NASA.

Jetzt habe ich nochmal den Bericht nachgelesen.
https://webb.nasa.gov/content/about/innovations/microshutters.html

Ja, du liegst richtig, dein Eindruck täuscht dich nicht.
Nach meinem laienhaften Verständniss verhindern die Microshutter das Chaos.

Durch einen Magnetarm werden mit einen elektrisches Signal nur die Öffnung hergestellt, die für ein ausgewähltes Ziel benötigt wird. Alles andere, um das Ziel bleibt geschlossen und es kann kein unerwünschtes Licht von anderen Objekten die Beobachtung stören.
So wird die Erforschung genauer verlaufen.

Die gesamte Mikroverschlußvorrichtung besteht aus etwa 250.000 einzelnen Fenstern mit Verschlüssen, die in einem waffelartigen Gitter angeordnet sind.

Details

Bild: NASA

Der erklärende Text aus dem Bericht:

Die technische Herausforderungen.

Bei der Entwicklung dieser Mikroverschlüsse gab es einige technische Herausforderungen, darunter die Tatsache, dass die Betriebstemperatur von NIRSpec kryogenisch ist, so dass das Gerät auch bei extrem kalten Temperaturen funktionieren muss.
Eine weitere Herausforderung bestand darin, Shutter zu entwickeln, die sich wiederholt und ohne Ermüdung öffnen und schließen, einzeln öffnen und weit genug öffnen lassen, um die wissenschaftlichen Anforderungen des Instruments zu erfüllen. (Wegen seiner hohen Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit wurde Siliziumnitrid als Material für die Mikroverschlüsse gewählt).

Vor einer Beobachtung wird jeder einzelne Mikroverschluss geöffnet oder geschlossen, wenn ein Magnetarm vorbeifährt, je nachdem, ob er ein elektrisches Signal empfängt oder nicht, das ihm sagt, dass er geöffnet oder geschlossen werden soll. Ein geöffneter Shutter lässt das Licht eines ausgewählten Ziels in einem bestimmten Teil des Himmels durch NIRSpec hindurch, während ein geschlossener Shutter unerwünschtes Licht von Objekten blockiert, die die Wissenschaftler nicht beobachten wollen. Dank dieser programmierbaren Steuerbarkeit ist das Instrument in der Lage, von einer Beobachtung zur nächsten gleichzeitig so viele verschiedene ausgewählte Objekte zu spektroskopieren.
Der MikroShutter kann viele Objekte in einer Betrachtung für gleichzeitige hochauflösende Beobachtung auswählen, was bedeutet,  NIRSpec wird die Spektren des Lichts von weit entfernten Objekten aufzeichnen. (Spektroskopie ist einfach die Wissenschaft der Messung der Intensität von Licht bei verschiedenen Wellenlängen. Die grafischen Darstellungen dieser Messungen werden als Spektren bezeichnet.)

Murzy Jhabvala, Chefingenieur der Goddard Instrument Technology and Systems Division sagte, sie haben über sechs Jahre lang an diesem Design gearbeitet und die winzigen Klappen zehntausende Male geöffnet und geschlossen, um die Technologie zu perfektionieren.

Quelle:
https://webb.nasa.gov/content/about/innovations/microshutters.html

Danke Dir Matjes sehr für Deine Anerkennung.
Es hatte mich auch neugierig gemacht und wollte es anderen Mitlesern auch nahe bringen.
Leider lesen viele nicht gerne lange Beiträge. So habe ich nicht alles gebracht.

Beste Grüße Gertrud

Das Kalibrierungsbild des Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec).

Das Bild wurde während der Tests des Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec) aufgenommen, der Teil des ESA-Beitrags zu der internationalen Sternwarte ist. NIRSpec wird zur Untersuchung astronomischer Objekte eingesetzt und konzentriert sich auf sehr weit entfernte Galaxien. Dazu wird es deren Licht in Spektren aufspalten. Die Aufspaltung des Lichts in seine Bestandteile ermöglicht es den Wissenschaftlern zu untersuchen, woraus diese Objekte bestehen.

Das Bild wurde mit einer der internen Kalibrierungslampen des Instruments als Lichtquelle erstellt und zeigt viele Spektren als horizontale Streifen, die von zwei Detektoren aufgezeichnet wurden. Die Wellenlängen sind von links nach rechts verteilt; das Muster der dunklen Streifen, Absorptionslinien genannt, ist charakteristisch für die Lichtquelle, ähnlich wie ein Fingerabdruck.

Das Bild wurde erzeugt, indem Befehle zum Öffnen von über 100 Mikroshutter des Instruments gesendet wurden, winzige Fenster von der Breite eines menschlichen Haares, die zur gleichzeitigen Untersuchung von Hunderten von Himmelsobjekten verwendet werden. Die dünnen Streifen im oberen und unteren Teil des Bildes sind Spektren, die von Licht erzeugt wurden, das durch die Mikroklappen hindurchging, während die dickeren Bänder in der Mitte des Bildes von Licht erzeugt wurden, das durch fünf Schlitze in der Mitte in das Instrument eintritt.

Im Weltraum werden die Mikroshutter je nach der Verteilung der Sterne und Galaxien am Himmel geöffnet oder geschlossen.

Dieses Kalibrierungsbild wurde 2017 bei Tests in der riesigen thermischen Vakuumkammer im Johnson Space Center der NASA in Houston, Texas, aufgenommen. Die Tests zeigten, dass die kombinierte Struktur, bestehend aus dem Webb-Teleskop und seinen vier wissenschaftlichen Instrumenten, bei Temperaturen von etwa -233 °C, ähnlich denen im Weltraum, einwandfrei funktioniert.

Details

Kredit: ESA/SOT Team
https://webb.nasa.gov/content/about/innovations/microshutters.html
https://www.flickr.com/photos/nasawebbtelescope/sets/72157624436752374/

Mit besten Grüßen Gertrud

https://mobile.twitter.com/NASAWebb/status/1489319970324496386?cxt=HHwWhICywemnkKspAAAA
Die Detektoren des NIRCam Instruments haben die ersten Licht-Photonen "gesehen".
Damit wurde der 3monatige Prozess der Ausrichtung der Spiegel gestartet.

Der gesamte Prozess der mehrstufigen  Spiegelkalibrierung wird hier sehr ausführlich beschrieben:
https://blogs.nasa.gov/webb/2022/02/03/photons-incoming-webb-team-begins-aligning-the-telescope/

Das Selfie von JWST.

Dieses "Selfie" wurde mit einer speziellen pupil imaging lens im Inneren des NIRCam-Instruments erstellt, die für die Aufnahme von Bildern der Primärspiegelsegmente anstelle von Bildern des Weltraums konzipiert wurde. Diese Konfiguration wird im wissenschaftlichen Betrieb nicht verwendet und dient ausschließlich zu technischen und Ausrichtungszwecken.
In diesem Fall war das helle Segment auf einen hellen Stern gerichtet, während die anderen Segmente derzeit nicht in der gleichen Ausrichtung sind. Dieses Bild gab einen ersten Hinweis auf die Ausrichtung des Hauptspiegels auf das Instrument.

Details

Kredit: NASA

JWST sieht seinen ersten Stern - 18 Mal.
Dieses Bildmosaik wurde erstellt, indem das Teleskop auf einen hellen, isolierten Stern im Sternbild Ursa Major, bekannt als HD 84406, gerichtet wurde. Dieser Stern wurde ausgewählt, weil er leicht zu erkennen ist und nicht von anderen Sternen mit ähnlicher Helligkeit überfüllt ist, was dazu beiträgt, die Verwirrung im Hintergrund zu verringern.
Jeder Punkt im Mosaik ist mit dem entsprechenden Segment des Hauptspiegels, der ihn aufgenommen hat, gekennzeichnet. Diese ersten Ergebnisse entsprechen weitgehend den Erwartungen und Simulationen.
In den nächsten 3 Monaten wird das Team jedes Spiegelsegment einzeln so ausrichten, dass alle 18 Reflexe dieses Sterns präzise überlagert werden, bis das Teleskop nur noch einen einzigen, fokussierten Stern sieht.

Details

Kredit: NASA

Das James-Webb-Weltraumteleskop steht kurz vor dem Abschluss der ersten Phase des monatelangen Prozesses der Ausrichtung des Hauptspiegels des Observatoriums mit Hilfe des Nahinfrarotkamera-Instruments (NIRCam).

Das Team stand vor einer doppelten Herausforderung, zum einen musste bestätigt werden, dass die NIRCam in der Lage ist, Licht von Himmelsobjekten zu sammeln, und zum anderen musste das Sternenlicht desselben Sterns in jedem der 18 Hauptspiegelsegmente identifiziert werden. Das Ergebnis ist ein Bildmosaik aus 18 zufällig angeordneten Sternenlichtpunkten, die das Ergebnis der nicht ausgerichteten Spiegelsegmente von Webb sind, die alle das Licht desselben Sterns zurück auf den Sekundärspiegel von Webb und in die Detektoren von NIRCam reflektieren.


https://www.youtube.com/watch?v=QlwatKpla8s
Music Kredit: Universal Production Music -Transitions Instrumental by Cotton Niblett
Kredit: NASA's Goddard Space Flight Center
Quelle:
https://blogs.nasa.gov/webb/2022/02/11/photons-received-webb-sees-its-first-star-18-times/

Beste Grüße Gertrud

Sehr interessant, danke.

Ich frag mich nur, wie sie das eigentlich machen, die 18 Segmente zu identifizieren. Bewegen sie zum Beispiel vor jedem Einzelbild für das Mosaik jeweils ein anderes Segment ein bisschen?

Was für ein Projekt! Wird man ständig nachjustieren müssen oder kann man das irgendwie feststellen?

Was für ein Projekt! Wird man ständig nachjustieren müssen oder kann man das irgendwie feststellen?

Im Blogeintrag, welcher die aktuellen Arbeiten beschreibt, stand, dass zumindest das sogenannte "Fine Phasing"  regelmäßig auch nach der Kalibrierung durchgeführt werden soll. Dabei werden allerdings nicht die Spiegel selbst justiert, sondern entsprechende optische Vorrichtungen in den jeweiligen Instrumenten selbst.

Quelle: https://blogs.nasa.gov/webb/2022/02/03/photons-incoming-webb-team-begins-aligning-the-telescope/

Der erste (5) der 9 Temperatur-Durchschnittswerte ist jetzt bei - 230 °C angekommen.

Sehr interessant, danke.

Ich frag mich nur, wie sie das eigentlich machen, die 18 Segmente zu identifizieren. Bewegen sie zum Beispiel vor jedem Einzelbild für das Mosaik jeweils ein anderes Segment ein bisschen?

Bestimmt. Oder sie könnten jeweils die Hälfte der Segmente bewegen, und wenn sie sie entsprechend gruppieren, mit log2(18)=4.17, also 5 Messungen auskommen. Oder sie kennen den Zusammenhang zwischen Bewegung des Segments und Bewegung des Bildes, dann noch weniger, indem sie sie in verschiedene Richtungen bewegen.

Also z.B. sie bewegen 6 nach oben, 6 nach unten, 6 gar nicht. Dann haben sie 3 bekannte Gruppen. Beim nächsten mal werden innerhalb jeder Gruppe jeweils 2 nach oben, zwei nach unten, zwei gar nicht bewegt. Dann müssen sie bei der dritten Messung von den nun bekannten 2er-Gruppen nur noch jeweils ein Segment bewegen und eins nicht, und wissen dann Bescheid.

/errsu

Die Segmente wurden vor einigen Wochen aus der Wartestellung auf diese Grundeinstellung bewegt. Das ging über mehrere Tage. Dabei wird man sicherlich viele Fotos gemacht haben. Somit gab es bereits ausreichend Zeit, für eine Identifizierung.

First Light?

Spiegel ausrichten dauert halt noch.

https://twitter.com/CuriousTerran/status/1492174314011037699

Ich finde das sieht schon mal sehr gut aus.

Das Ausrichten der Spiegel schreitet voran.

https://twitter.com/bmac_astro/status/1494812369813315584

Nach der Fertigstellung des Bildfeldes hat das Team nun die zweite Phase der Ausrichtung begonnen: "Segment-Ausrichtung". In dieser Phase wird das Team große Positionierungsfehler der Spiegelsegmente korrigieren und die Ausrichtung des Sekundärspiegels aktualisieren, damit jeder einzelne Punkt des Sternenlichts besser fokussiert wird. Wenn diese "globale Ausrichtung" abgeschlossen ist, beginnt das Team mit der dritten Phase, dem so genannten "Image Stacking", bei dem die 18 Lichtpunkte übereinandergelegt werden.

"Wir lenken die Segmentpunkte in diese Anordnung, so dass sie die gleichen relativen Positionen haben wie die physischen Spiegel", sagt Matthew Lallo, Systemwissenschaftler und Leiter der Teleskopabteilung am Space Telescope Science Institute. "Während der globalen Ausrichtung und des Image Stacking gibt diese vertraute Anordnung dem Wellenfrontteam eine intuitive und natürliche Möglichkeit, Änderungen der Segmentspots im Kontext des gesamten Primärspiegels zu visualisieren. Wir können nun tatsächlich beobachten, wie sich der Hauptspiegel langsam in seine präzise, beabsichtigte Form bringt!"

Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)

Die Durchschnitte der Temperaturmesspunkte sinken auch langsam, aber beständig. Einige sind schon kälter als - 230 °C.

"Vorher" und "Nachher" der Ausrichtung

Nachdem das Team 18 streuenden Punkte des Sternenlichts in die charakteristische hexagonale Formation von JWST  verschoben hatte, verfeinerte das Team das Bild jedes Spiegelsegments durch geringfügige Anpassungen und gleichzeitig die Ausrichtung des Sekundärspiegels von JWST.                                                              Quelle: NASA/JWST


Das GIF-Bild zeigt das "Vorher" und "Nachher" der Ausrichtung             Bild: NASA

Gruß, HausD

Und noch mal nachher:

https://twitter.com/ThePlanetaryGuy/status/1497250926603636737

Hier ist etwas für Sie, Freunde.

Der #JWST hat jetzt alle 18 Segmente seines Hauptspiegels so ausgerichtet, dass sein Zielstern jetzt ein einziges Bild ist – und nicht 18, wie es zuvor war.

Bei weiterer Feinabstimmung der Spiegelsegmente wird das Bild noch schärfer!

Günther Hasinger: Wie das James Webb Space Teleskop unser Universum enträtselt


https://www.youtube.com/watch?v=4jDOuU00Fes

Gruß   Pirx

Ist die Temperatur im Messpunkt 1, die hier https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?units=metric angegeben ist, aktuell noch zu "hoch"?

Man bekommt ja eigentlich während der bisherigen Mission nur mit, dass alles nominal, eher sogar besser verläuft.
Die Wärmewerte a und b auf der Sonnenseite sind konstant,
Die Werte c, d, 2, 3, 4 und 5 sinken peu a peu mit Werten zwischen 36 K und 46 K langsam ab.
Der Wert 1 von MIRI wundert mich wegen des deutlichen Abstands bei 100 K auch, war aber immer so, die nominal operating temperature soll dann später auf nur 7 K liegen.

Am Mittwoch 16.03. gibts zu Mittag EDT eine virtuelle Pressekonferenz welche direkt übertragen wid.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-discuss-progress-as-webb-telescope-s-mirrors-align

Hallo

Habe mir die PK angesehen. War aber langweilig.

Matjes

Habe mir die PK angesehen. War aber langweilig.

Das ist ja eigentlich alles was man will beim JWST - je näher am Plan desto langweiliger. 

/errsu

Hallo,

das erste Bild mit kalibrierten Spiegeln sieht aber sehr gut aus.

https://twitter.com/kainoeske/status/1504135049926647816

Gruß

Mario

Alles Complette.

https://twitter.com/NASARoman/status/1504170657692758026

 .
Alle beteiligte Menschen haben so gute Arbeit abgeliefert.
Sie haben nach den vielen negativen Erlenissen und Kommentaren
die Früchte der harten Arbeit sehr verdient.
Herzlichen Glückwunsch zu dem guten Gelingen.

Auf spannende Ergebisse freut sich Gertrud

Bin auch schwer beeindruckt!
Und die beteiligten Wissenschaftler auch, sie haben so gute Bilder gar nicht erwartet!

https://space.com/james-webb-space-telescope-better-than-expected-image