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Countdown bis 2013 - Entwicklung des Weltraumteleskops James Webb

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Wenn das James Webb Teleskop auf seine Millionen von Kilometer lange Reise ins All geschickt wird, kann es dank etwa 200.000 Zeilen Softwarecode von der Erde aus gesteuert werden. Eines der Ziele dieser Reise ist, nach Spuren von Infrarotlicht zu suchen, damit wir mehr über die Entstehung des Universums erfahren. Da bei einem Systemfehler eine Raumfähre zur Reparatur ins All geschickt werden müsste, muss die Software auf Anhieb funktionieren.

Die NASA entschied sich für eine IBM Rational-Lösung für die Systementwicklung, die bei der Entwicklung des Teleskops von den drei internationalen Raumfahrtbehörden, mit denen die NASA zusammenarbeitet, verwendet werden sollte. Diese Lösung dient als Entwurf für das gesamte, auf mehrere Jahrzehnte angelegte Projekt. Die unterschiedlichen Entwicklungsabteilungen haben hierbei die Möglichkeit, den Softwarecode per Drag-and-Drop direkt in den Entwurf einzufügen, und von dort aus wird er automatisch für das gesamte Projekt übernommen. Diese Art der Modellerstellung beschleunigt die Softwareentwicklung um fast 30 Prozent, wobei in jeder Phase Qualitätsprüfungen vorgesehen sind.

Die Entwicklung des Hubble-Teleskops liegt nun schon fast 20 Jahre zurück. Hubble war eine Kombination aus mehreren proprietären Anwendungen. Sobald eine Programmkorrektur erforderlich war, mussten die Entwickler nicht nur ermitteln, mit welcher Softwareanwendung der Fehler behoben werden konnte, sondern in einigen Fällen auch noch herausfinden, welcher Entwickler Jahre zuvor den ursprünglichen Code geschrieben hatte.


Einzelheiten zum James Webb Weltraumteleskop (Quelle: http://www.jwst.nasa.gov)

Was ist das James Webb Weltraumteleskop?

Es ist ein großes Infrarot-Weltraumteleskop, das im Jahr 2013 anstelle des Hubble-Weltraumteleskops ins All geschickt werden soll. Das neue Teleskop soll für Tausende von Astronomen auf der ganzen Welt im Lauf der nächsten zehn Jahre als wichtigstes Observatorium dienen. Es wird nach Spuren von sichtbarem Licht und von Infrarotlicht von den am weitesten entfernten Planeten suchen und soll damit neue Anhaltspunkte über die Entstehung des Universums liefern.

Wie unterscheiden sich die Weltraumteleskope Webb und Hubble?

Es gibt natürlich einige Ähnlichkeiten – z. B. wurden beide Teleskope für den Einsatz im All konzipiert. Beide sollen uns zu einem besseren Verständnis bestimmter Prozesse, z. B. die Entstehung von Planeten und die Entwicklung von Galaxien, verhelfen. Aber es gibt auch viele Unterschiede.

Das Webb-Teleskop sucht im All hauptsächlich im Infrarotbereich, während Hubble mit Wellenlängen im optischen und ultravioletten Bereich arbeitet. Webb hat außerdem einen viel größeren Spiegel als Hubble. Dank dieser größeren Fläche, um das Licht einzufangen, kann es in weiter zurückliegende Zeiten vordringen als Hubble. Hubble befindet sich auf einer Umlaufbahn nahe der Erde, während Webb in etwa 1,7 Millionen Kilometer Entfernung am zweiten Lagrange-Punkt (L2) zum Einsatz kommt.

Die Primärspiegel von Hubble und JWST im Vergleich

Welche Aufgaben wird das Webb-Teleskop haben?

Es sollen vier wissenschaftliche Ziele erreicht werden:

Das Ende der Dunkelheit: Erstes Licht und Reionisierung – Identifizierung der ersten hellen Objekte, die in den Anfängen unseres Universums entstanden, und Nachvollziehen des Ionisierungsprozesses.

Die Entstehung von Galaxien – Ermittlung der Bedeutung von Galaxien und Dunkelheit, z. B. Gase, Sterne und aktive Atomkerne, die bis zum heutigen Tag entstanden.

Die Entstehung von Sternen und protoplanetaren Systemen – Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Entstehung und den frühen Entwicklungsstadien von Sternen und Planeten.

Planetensysteme und die Entstehung des Lebens – Erforschung der physischen und chemischen Eigenschaften von Sonnensystemen (einschließlich unseres eigenen).

Auf welcher Umlaufbahn wird es sich befinden?

Das Webb-Teleskop soll an den zweiten Lagrange-Punkt (L2) unseres Sonnensystems gebracht werden, der etwa 1,7 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Die Anziehungskraft der Sonne und der Erde reichen an diesem Punkt für ein Raumschiff aus, und es sind nur relativ geringe Schubkräfte nötig, um ein Raumschiff in der Nähe des zweiten Lagrange-Punkts zu halten. Die niedrigen und stabilen Temperaturen an diesem Punkt ermöglichen es, die erforderlichen, äußerst sensiblen Infrarotbeobachtungen durchzuführen.

Umlaufbahn des JWST

Wie groß ist das Teleskop?

Webb ist etwa so groß wie ein Reisebus und hat einen Spiegel mit einem Durchmesser von 6,5 Metern und eine Sonnenblende von der Größe eines Tennisplatzes. Eine einzige Raumfähre würde für den Transport von Spiegel und Sonnenblende nicht ausreichen. Beide Teile werden daher erst entfaltet und geöffnet, wenn sich das Teleskop im All befindet.

Wer ist an der Entwicklung des Teleskops beteiligt?

Das Webb-Teleskop wird im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA, der der europäischen Weltraumbehörde ESA, und der kanadischen Weltraumbehörde CSA entwickelt. Die Gesamtverantwortung für das Projekt liegt bei der NASA, und das Goddard Space Flight Center der NASA koordiniert die Entwicklung. An diesem Projekt arbeiten mehr als 1.000 Personen in mehr als 17 Ländern mit.

Wer ist James Webb und weshalb wird das Teleskop nach ihm benannt?

James Webb ist ein ehemaliger leitender Angestellter bei der NASA, der die Voraussetzungen für die Apollo-Missionen zum Mond schuf.


Highlights zu den Beiträgen von IBM für die internationale Raumfahrt:

1944
IBM arbeitet an der Konzeption und der Entwicklung des Automatic Sequence Controlled Calculator (US) für die Harvard-Universität mit. Er wird von Wissenschaftlern der US-Navy zur Vorbereitung ballistischer Tabellen verwendet.

1957
Zwei IBM 704-Computer (US) werden bei der Suche nach der sowjetischen Sputnik I eingesetzt, dem weltweit ersten künstlichen Satelliten.

1959
Die USA treiben ihr Programm zum Entsenden von Satelliten voran, wie z. B. den ersten US-Raumflug ins All mit zwei Affen an Bord (Able und Baker). Hierbei wird das Datenverarbeitungssystem IBM 709 (US) eingesetzt.

1962
Der Astronaut John Glenn, der bereits am Mercury-Programm teilgenommen hatte, umkreist im Rahmen der Mission Friendship 7 als erster Amerikaner die Erde in einem Raumschiff. Der historische vierstündige Flug, bei dem er die Erde dreimal umkreist, wird in Echtzeit von IBM Computern überwacht.

1968
Eine von IBM montierte, zwei Tonnen schwere und ca. 1 m hohe Instrumenteneinheit (US) mit einem Durchmesser von ca. 6,5 m leitet die Astronauten der Apollo 8 bei der ersten bemannten Mondumkreisung.

1969
Den Astronauten der Apollo 11 gelingt die erste Landung auf dem Mond mit Hilfe von IBM Computern.

1970
IBM Computer in Houston unterstützen die Mitarbeiter der Flugüberwachung bei der dramatischen Rettungsaktion der Astronauten der Apollo 13.

1971
IBM Computer werden bei den Mondlandungen von Apollo 14 und Apollo 15 mit eingesetzt. Die Qualität der von Mariner 9 aufgenommenen Fotos – der ersten Raumsonde, die den Mars umkreiste – wird mit Hilfe von IBM Computern verbessert.

1982—85
IBM Technologie wird auf den erfolgreichen Flügen der Raumfähren Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis und Endeavour ins All eingesetzt.

1993
Der IBM ThinkPad 750C (US) wird als erstes modernes Notebook auf einen Flug ins All mitgenommen, und zwar an Bord der Raumfähre Endeavour auf ihrem Flug zur Reparatur des Hubble-Weltraumteleskops.

1997
Pathfinder, dessen Computer an Bord auf der IBM RS/6000-Technologie basiert, landet auf dem Mars.

2002
IBM arbeitet während der für das Jahr 2003 geplanten Mars Exploration Rover-Expeditionen (MER) mit Wissenschaftlern der NASA an der Analyse der Daten ferngesteuerter Roboter.

2006
Die NASA setzt für die Entwicklung der Software und Systeme, die die Grundlage des Weltraumteleskops James Webb bilden, IBM Software ein. Mit diesem Teleskop wird es möglich sein, weiter als je zuvor in die Entstehungsgeschichte zurückzublicken und Informationen zur Entstehung der ersten Galaxien zu sammeln.

NASA Website
Erfahren Sie mehr über das James Webb Weltraum-Teleskop (in Englisch)
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