James Webb: Astronomisk satsning er ramt af en byge af problemer
ANALYSE: Det store rumteleskop James Webb er så kompliceret, at det har givet enorme udfordringer bare at afprøve det.
James Webb teleskop test NASA rumfart

6 ud af de 18 spejle på James Webb-teleskopet bliver temperaturtestet. (Foto: NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given)

6 ud af de 18 spejle på James Webb-teleskopet bliver temperaturtestet. (Foto: NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given)

Nu er det sket igen – det store rumteleskop James Webb er blevet ramt af problemer, som har udskudt opsendelsen til tidligst maj 2020. Det er 13 år senere, end det oprindeligt var planlagt til.

Samtidig er prisen for projektet steget voldsomt, så det nu er oppe på 8,8 milliarder dollar.

Under en ny afprøvning tabte rumteleskopet nogle skruer. Det kunne man endda leve med, men uheldet kommer efter en serie af problemer, hvoraf de fleste skyldes menneskelige fejl. Problemerne har blandt andet inkluderet, at der har været anvendt et forkert rensemiddel, og at elektronisk udstyr er sat til en forkert spænding.

Hubbles ambitiøse afløser

Det er nu flere år siden, at James Webb-teleskopet blev valgt som det store projekt, der skulle afløse Hubble. Det lød meget logisk: Hubble har med sit bare 2,5 meter store spejl været en enorm succes – så ved at bygge et nyt rumteleskop med et 6,5 meter spejl, ville astronomien kunne tage et nyt kæmpespring frem.

Om artiklens forfattere

Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.

I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.

De står bag bøgerne 'Det levende Univers' samt 'Rejsen ud i rummet - de første 50 år' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.

Teleskopet er opkaldt efter James Webb, som var leder af NASA fra 1961-1968. Han var en stærk fortaler for, at det amerikanske rumprogram ikke bare skulle handle om månekapløbet, men at videnskab skulle være en vigtig del.

NASA, ESA og Canada blev enige om, at man skulle satse på dette meget store teleskop. Men så begyndte problemerne at vise sig.

Da James Webb blev vedtaget, lød det hele ganske overskueligt. Første gang projektet blev foreslået i 1997, regnede man med, at teleskopet kunne opsendes i 2007 og det til en pris på bare en halv milliard dollar.

Nu skriver vi 2018, prisen er steget til 8,8 milliarder dollar, og tekniske problemer har udskudt opsendelsen til maj 2020. James Webb er dermed blevet et projekt, som er 'too big to fail'.

Der er nemlig investeret alt for meget i James Webb, til at projektet kan opgives. Og det er et problem for et område som astronomi at investere så mange penge i et enkelt projekt.

Konsekvensen kan blive, at andre projekter er i fare for enten at blive opgivet, forsinket eller nedskåret til mindre satellitter.

Store ambitioner kan give store problemer

Der er meget at lære ved at se på James Webb-teleskopet – måske først og fremmest, hvor farligt det kan være at have for store ambitioner.

Nu skulle James Webb jo være et stort skridt fremad, så spejlet skulle derfor også være så stort, at man virkelig kunne mærke forskellen. 

Men et spejl på 6,5 meter er for stort til at sidde i næsen på selv en stor raket som Ariane 5, der til sin tid skal opsende teleskopet. Derfor bliver spejlet opbygget af 18 mindre spejle, som så skal klikkes på plads, når teleskopet er nået frem til sin endelige bane 1,5 millioner kilometer fra Jorden.

Det er en ny, uprøvet og dristig teknik – især da banen befinder sig 1,5 millioner kilometer fra Jorden. Det er så langt borte, at teleskopet ikke som Hubble-teleskopet kan repareres af astronauter. Til gengæld er udsigten til universet meget bedre, da Jorden ikke skygger for halvdelen af himlen.

Som mange nok husker, så opdagede man lige efter, at Hubble var blevet opsendt og var gået i bane om Jorden, at spejlet var slebet forkert. Dengang kunne et hold astronauter sendes op med rumfærgen og udbedre skaden ved så at sige at forsyne teleskopet med et par briller. Uden denne mulighed havde Hubble været uanvendelig.

Men den mulighed har man altså ikke med James Webb-teleskopet – det skal bare virke.

Teleskopet sidder på et kæmpe solskjold

For at virke skal instrumenterne køles ned til meget lave temperaturer. Derfor er hele teleskopet monteret på et solskjold, der i udfoldet tilstand er på størrelse med en tennisbane – cirka 21 meter langt og 14 meter bredt.

Men solskjoldet er naturligvis for stort til Ariane, så det skal foldes ikke mindre end 12 gange før opsendelsen. Og det skal så, ligesom spejlet, pænt folde sig ud langt borte fra Jorden. Det er kompliceret, for solskjoldet består af flere lag. Der er mange – måske for mange – muligheder for, at noget går galt.

Da man ved en afprøvning skulle folde solskjoldet ud, regnede man med, at det ville tage en uge at folde det ud, og en måned at pakke det sammen igen. Det tog den dobbelte tid, og samtidig kom der flænger i solskjoldet. Det tog syv måneder og mange penge at løse problemerne.

At stemningen ikke er alt for god, fremgår af, at NASA har været ude og beskylde leverandøren, firmaet Northrop Grumman, for 'avoidable errors' – altså fejl, som burde være undgået.

James Webb teleskop test NASA rumfart

Her ses en fremstilling af, hvordan det vil se ud, når James Webb-teleskopet – forhåbentligt – bliver flyvende. (Illustration: Northrop Grumman)

Vi har prøvet det før

Man skal ikke have meget kendskab til rumfartens historie for at vide, at vi på en måde har prøvet det før.

Da rumfærgen blev vedtaget, lød det hele så overbevisende: Rumfærgerne ville nedsætte prisen for en opsendelse til en brøkdel, og de ville kunne flyve en gang om ugen.

Det troede man så på en tid, men virkeligheden var, at rumfærgerne ikke opfyldte nogle af de gyldne løfter:

  • Rumfærgen var ikke billigere end almindelige raketter.
  • Det tog måneder og ikke dage at gøre en rumfærge klar til start.
  • Rumfærgen var ikke pålidelig.

Igen ser vi, at det er meget svært at overskue udfordringerne ved at udvikle et særdeles kompliceret system – det minder lidt om de IT-skandaler, vi kender alt for godt.

Ved Challenger-ulykken i 1986 var man allerede ved at udfase de gode gamle raketter, som i princippet nu skulle være totalt forældede. Men så reagerede både militæret og de kommercielle brugere.

Erfaringen havde jo vist, at man kun kunne opsende fem til otte rumfærger om året, og det var slet ikke nok til en hurtig og sikker adgang til rummet. Derfor blev raketproduktionen genoptaget med store omkostninger.

Fra PowerPoint til Darwin

Sandheden er, at det er meget farligt at lade sig lokke af en PowerPoint-præsentation, hvor tingene ser enkle og smarte ud. Den tekniske udvikling følger lige så meget Darwins lære, som dyr og planter gør det.

Det er på forhånd næsten umuligt at sige, hvilken konstruktion der bedst løser en bestemt opgave. Men hvis man kan vælge mellem flere gennemprøvede konstruktioner og se, hvilken der fungerer bedst, kan man vælge ud fra det.

Det var præcis det, man ikke gjorde med rumfærgen. Der var aldrig bygget en rumfærge før, men alligevel valgte man at gå direkte fra en konstruktionstegning til et enormt projekt, hvor det hele bare skulle fungere.

Med James Webb gentager historien sig desværre. Det kan naturligvis gå godt uden de store problemer. Mere sandsynligt er det dog, at der hele tiden vil dukke store og små problemer op, som presser budgetterne, og måske nedsætter teleskopets ydeevne.

Det svarer til, at det amerikanske rumprogram 1981-2011 også var præget at, at rumfærgerne aldrig kom til at yde det, som oprindelig var lovet.

James Webb teleskop test NASA rumfart

Teleskopets spejle. (Image Credit: NASA/Chris Gunn)

En anden vej

Der er ikke noget i vejen med at satse stort, som det er sket med James Webb-teleskopet. Man skal bare undgå at bruge så mange penge på et enkelt projekt, at en fiasko får alt for store konsekvenser.

Måske havde det været en bedre og mere sikker vej for astronomien at nøjes med et lidt mindre teleskop med et spejl på tre til fire meter. Sådan et teleskop kan naturligvis ikke løse de samme storslåede opgaver som James Webb, men så havde der været bedre råd til andre og lige så vigtige teleskoper.

I dag observerer astronomien i mange forskellige bølgelængder – lige fra røntgen og gammastråling til infrarødt lys. Det er vigtigt for astronomerne at observere et fænomen i alle de bølgelængder, der er til rådighed, og det kræver mange forskellige satellitter.

Det vigtigste er dog, at astronomien kan tåle et af de uheld, som altid forekommer. Svigter James Webb, så betyder det jo nærmest alt eller intet, og astronomien får et lige så stort problem, som rumfarten fik, da man blev klar over, at rumfærgerne ikke var svaret på alle slags opsendelser. 

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om blandt andet det mikroskopfoto, som du kan se herunder.


Annonce:

Det sker