Inslagen van micrometeoroïden zijn een onvermijdelijk aspect van het besturen van een ruimtevaartuig, dat routinematig veel effecten ondervindt tijdens lange en productieve wetenschappelijke missies in de ruimte. Tussen 23 en 25 mei heeft NASA's James Webb Space Telescope een impact op een van zijn primaire spiegelsegmenten opgelopen. Na eerste beoordelingen ontdekte het team dat de telescoop nog steeds presteert op een niveau dat alle missievereisten overtreft, ondanks een marginaal detecteerbaar effect in de gegevens.

Grondige analyse en metingen zijn aan de gang. Effecten zullen blijven optreden gedurende de gehele levensduur van Webb in de ruimte; dergelijke gebeurtenissen werden verwacht bij het bouwen en testen van de spiegel op de grond. Na een succesvolle lancering, implementatie en uitlijning van de telescoop, zijn de prestaties van Webb aan het begin van de levensduur nog steeds ruim boven verwachting en is het observatorium volledig in staat om de wetenschap uit te voeren waarvoor het is ontworpen.

De spiegel van Webb is ontworpen om bestand te zijn tegen bombardementen vanuit de micrometeoroïde omgeving in zijn baan rond zon-aarde L2 van stofdeeltjes die met extreme snelheden vliegen. Terwijl de telescoop werd gebouwd, gebruikten ingenieurs een combinatie van simulaties en daadwerkelijke testeffecten op spiegelmonsters om een ​​duidelijker idee te krijgen van hoe het observatorium kan worden versterkt voor gebruik in een baan om de aarde. Deze meest recente impact was groter dan was gemodelleerd, en verder dan wat het team op de grond had kunnen testen.

"We wisten altijd dat Webb de ruimteomgeving zou moeten doorstaan, waaronder hard ultraviolet licht en geladen deeltjes van de zon, kosmische straling van exotische bronnen in de melkweg en incidentele inslagen door micrometeoroïden in ons zonnestelsel", zei Paul Geithner, technisch plaatsvervangend projectmanager bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "We hebben Webb ontworpen en gebouwd met prestatiemarge - optisch, thermisch, elektrisch, mechanisch - om ervoor te zorgen dat het zijn ambitieuze wetenschappelijke missie kan uitvoeren, zelfs na vele jaren in de ruimte." Door het zorgvuldige werk van de teams op de lanceerplaats werd de optiek van Webb bijvoorbeeld op de grond schoner gehouden dan nodig was; hun ongerepte reinheid verbetert de algehele reflectiviteit en doorvoer, waardoor de totale gevoeligheid wordt verbeterd. Deze en andere prestatiemarges maken Webb's wetenschappelijke capaciteiten robuust tegen mogelijke degradaties in de loop van de tijd.

Bovendien maakt het vermogen van Webb om spiegelposities te detecteren en aan te passen, een gedeeltelijke correctie mogelijk voor het resultaat van botsingen. Door de positie van het betreffende segment aan te passen, kunnen technici een deel van de vervorming opheffen. Dit minimaliseert het effect van eventuele impact, hoewel niet alle degradatie op deze manier kan worden opgeheven. Ingenieurs hebben al een eerste dergelijke aanpassing uitgevoerd voor het recent getroffen segment C3, en aanvullende geplande spiegelaanpassingen zullen deze correctie blijven verfijnen. Deze stappen zullen indien nodig worden herhaald als reactie op toekomstige gebeurtenissen als onderdeel van de monitoring en het onderhoud van de telescoop tijdens de missie.

Om Webb in een baan om de aarde te beschermen, kunnen vluchtteams beschermende manoeuvres gebruiken die de optica opzettelijk wegdraaien van bekende meteorenregens voordat ze zich voordoen. Deze meest recente hit was niet het gevolg van een meteorenregen en wordt momenteel beschouwd als een onvermijdelijke toevallige gebeurtenis. Als gevolg van deze impact is een gespecialiseerd team van ingenieurs gevormd om te kijken naar manieren om de effecten van verdere micrometeoroïde-hits van deze omvang te verminderen. Na verloop van tijd zal het team gegevens van onschatbare waarde verzamelen en samenwerken met experts op het gebied van micrometeoroïde voorspellingen in het Marshall Space Flight Center van NASA om beter te kunnen voorspellen hoe de prestaties kunnen veranderen, rekening houdend met het feit dat de initiële prestaties van de telescoop beter zijn dan verwacht. De enorme omvang en gevoeligheid van Webb maken het een zeer gevoelige detector van micrometeorieten; na verloop van tijd zal Webb helpen de kennis van de stofdeeltjesomgeving van het zonnestelsel op L2 te verbeteren, voor deze en toekomstige missies.

"Met Webb's spiegels blootgesteld aan de ruimte, verwachtten we dat incidentele micrometeoroïde-impacts de prestaties van de telescoop in de loop van de tijd gracieus zouden verslechteren", zegt Lee Feinberg, Webb-manager optische telescoopelementen bij NASA Goddard. "Sinds de lancering hebben we vier kleinere meetbare micrometeoroid-aanvallen gehad die in overeenstemming waren met de verwachtingen en deze is recenter groter dan onze degradatievoorspellingen veronderstelden. We zullen deze vluchtgegevens gebruiken om onze analyse van prestaties in de loop van de tijd bij te werken en ook operationele benaderingen te ontwikkelen om ervoor te zorgen dat we de beeldprestaties van Webb de komende jaren zo goed mogelijk maximaliseren."

Deze recente impact veroorzaakte geen verandering in het operatieschema van Webb, terwijl het team de observatiemodi van de wetenschappelijke instrumenten blijft bekijken en zich voorbereidt op de release van Webb's eerste afbeeldingen en de start van wetenschappelijke operaties. + Verder verkennen

NASA's Webb-telescoop is nu in volledige focus, klaar voor ingebruikname van het instrument