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Astronomie => Technik & Wissenschaft: Astronomie => Thema gestartet von: Terminus am 08. Dezember 2017, 07:47:42

Titel: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Terminus am 08. Dezember 2017, 07:47:42
Wichtig ist doch aber, dass das Teleskop später einwandfrei funktioniert, dafür ist eine etwas längere Wartezeit doch hinnehmbar.

Auf jeden Fall! Man bedenke nur mal, wie lange Hubble jetzt schon aktiv ist - 27 Jahre! Einer der dienstältesten "Satelliten"...

Dennoch bringt es mich auf folgende Überlegung. Mal angenommen, für das JWST würde man auch irgendwann mal Wartungs- und gar Reparaturmissionen erwägen. Das Teleskop ist dann aber nicht im Erdorbit, sondern am Lagrangepunkt, also schon etwas weiter weg. Aber jetzt mal vorausgesetzt, man hätte die erforderliche Rakete und Raumkapsel(n) dafür, wäre das dann SO eine große Herausforderung, da hinzufliegen und an dem Teleskop zu arbeiten? Die Lichtverhältnisse dürften schließlich ähnliche sein wie im Erdorbit, die Funksprüche zur Erde dauern auch nur unwesentlich länger, und dass Menschen es wochenlang im All aushalten, wissen wir auch schon lange.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: MpunktApunkt am 08. Dezember 2017, 08:53:16
Wichtig ist doch aber, dass das Teleskop später einwandfrei funktioniert, dafür ist eine etwas längere Wartezeit doch hinnehmbar.

Auf jeden Fall! Man bedenke nur mal, wie lange Hubble jetzt schon aktiv ist - 27 Jahre! Einer der dienstältesten "Satelliten"...

Dennoch bringt es mich auf folgende Überlegung. Mal angenommen, für das JWST würde man auch irgendwann mal Wartungs- und gar Reparaturmissionen erwägen. Das Teleskop ist dann aber nicht im Erdorbit, sondern am Lagrangepunkt, also schon etwas weiter weg. Aber jetzt mal vorausgesetzt, man hätte die erforderliche Rakete und Raumkapsel(n) dafür, wäre das dann SO eine große Herausforderung, da hinzufliegen und an dem Teleskop zu arbeiten? Die Lichtverhältnisse dürften schließlich ähnliche sein wie im Erdorbit, die Funksprüche zur Erde dauern auch nur unwesentlich länger, und dass Menschen es wochenlang im All aushalten, wissen wir auch schon lange.

Dann muss Elon Musk entweder was großes interplanetarisches aus dem "boring hat" zaubern, ;) oder das SLS bekommt doch noch eine prestigeträchtige Mission, wie damals das Shuttle bei den Hubble Reparaturen.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 08. Dezember 2017, 09:00:38
Das JWST ist meines Wissens nach nicht für Wartung ausgelegt, jedenfalls nicht in dem Maße wie es Hubble ist/war.
Es kann lediglich durch eine Robotermission nachgetankt werden. Die Treibstoffmenge ist für 10 Jahre Orbit-Stabilisierung ausgelegt. Durch so eine unbemannte Auftank-Aktion könnte die Missionsdauer dann verlängert werden.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Pham am 08. Dezember 2017, 09:21:25
Bei der Konzeption des JWST ist man wohl nicht davon ausgegangen, dass man entsprechende bemannte Fahrzeuge hat, welche das JWST auch erreichen können.
Mit Orion und/oder Dragon stünden diese ggf. zur Verfügung. Insofern hätte man auf der verzweifelten Suche nach Sinn des SLS/Orion doch noch ein Ziel gefunden, dass man dort alle 5 bis 10 Jahre mal hinfliegt.
Und das wäre definitiv BEO.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Nitro am 08. Dezember 2017, 09:57:55
Bei der Konzeption des JWST ist man wohl nicht davon ausgegangen, dass man entsprechende bemannte Fahrzeuge hat, welche das JWST auch erreichen können.
Mit Orion und/oder Dragon stünden diese ggf. zur Verfügung. Insofern hätte man auf der verzweifelten Suche nach Sinn des SLS/Orion doch noch ein Ziel gefunden, dass man dort alle 5 bis 10 Jahre mal hinfliegt.
Und das wäre definitiv BEO.

Es war or einiger Zeit mal wirklich angedacht JWST mit einem Docking-Adapter fuer Orion auszustatten. Man hat sich aber dann doch wieder dagegen entschieden, wahrscheinlich aus Kostengruenden.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: -eumel- am 08. Dezember 2017, 16:25:16
Vielleicht eher, weil Orion dazu unfähig ist.
Das ist eben kein Space Shuttle.

Für eine Service Mission müsste das Teleskop ja erstmal eingefangen und irgendwie befestigt werden.
Raumfahrer müssten beim Außenbordeinsatz irgendwo fixiert sein - etwa auf den Roboterarm.

Orion hat eigentlich gar nichts:
- keinen Roboterarm
- keinen Frachtraum
- keine Luftschleuse
- keine Außenbord-Kameras zur Überwachung der Arbeitsschritte

Damit kann das JWST wohl nicht gewartet, repariert oder betankt werden.

Sie sollten am besten gleich anfangen, ein neues Teleskop zu bauen, damit das in zehn Jahren dann fertig ist.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Sensei am 08. Dezember 2017, 16:36:32
Damit würde ich allerdings eindeutig erst einmal warten bis ersichtlich ist, ob die neuen Schwerlastraketen fertig werden und sicher fliegen.

Und bis die Untersuchungen zu den gründen der Kostenexplosionen fertig sind...
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Steppenwolf am 09. Dezember 2017, 17:23:49
Ein 10Mrd Teleskop dieser Bauart sollte nicht gestartet werden ohne Möglichkeit zur Wartung. Die Mechanik beim JWST ist, nun ja "einzigartig". Es gibt einfach zu viele Showstopper welche die Mission killen können. Eine Antenne oder sonst ein Teil das sich nicht voll entfaltet und game over. Die Vergangenheit ist voller Beispiele. Aber wer weiß, vielleicht kommt eine bemannte Dragon auf einer FH hier noch zu ihrem großen Auftritt ;)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: websquid am 09. Dezember 2017, 18:16:52
Ein 10Mrd Teleskop dieser Bauart sollte nicht gestartet werden ohne Möglichkeit zur Wartung. Die Mechanik beim JWST ist, nun ja "einzigartig". Es gibt einfach zu viele Showstopper welche die Mission killen können. Eine Antenne oder sonst ein Teil das sich nicht voll entfaltet und game over. Die Vergangenheit ist voller Beispiele. Aber wer weiß, vielleicht kommt eine bemannte Dragon auf einer FH hier noch zu ihrem großen Auftritt ;)
Stellt sich die Frage wie viel teurer das Teil noch wäre, wenn es darauf ausgelegt wäre, im All gewartet zu werden. Und wenn man dann noch überlegt, was die eigentliche Wartungsmission kosten würde...

Ein großer Teil der Kosten ist schließlich die Entwicklung - wenn was schiefgeht, wäre ein (eventuell leicht korrigierter) Nachbau günstiger zu starten, als von Anfang an auf Wartung auszulegen und das auch tatsächlich tun zu müssen.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Steppenwolf am 09. Dezember 2017, 18:30:41
[Stellt sich die Frage wie viel teurer das Teil noch wäre, wenn es darauf ausgelegt wäre, im All gewartet zu werden. Und wenn man dann noch überlegt, was die eigentliche Wartungsmission kosten würde...

Ein großer Teil der Kosten ist schließlich die Entwicklung - wenn was schiefgeht, wäre ein (eventuell leicht korrigierter) Nachbau günstiger zu starten, als von Anfang an auf Wartung auszulegen und das auch tatsächlich tun zu müssen.

Bei der ISS erinnere ich mich an mechanische Probleme beim Entfalten von Solarpanels ,die durch menschliche Einwirkung gelöst werden konnten. Solch ein Szenario kann beim JWST verdammt schnell aktuell werden. Ene Dragon "Rettungsmission" dürfte dagegen billig ausfallen, selbst mit den dafür notwendigen Änderungen an Kapsel und Oberstufe.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: -eumel- am 09. Dezember 2017, 23:20:11
Dragon hat im Unterschied zu Orion wenigstens noch den Trunk, in dem Ersatzteile und Werkzeuge transportiert werden könnten.
Aber auch Dragon ist kein Space Shuttle.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 10. Dezember 2017, 09:49:46
Dann muss Elon Musk entweder was großes interplanetarisches aus dem "boring hat" zaubern, ;) oder das SLS bekommt doch noch eine prestigeträchtige Mission, wie damals das Shuttle bei den Hubble Reparaturen.

Nur kostet das fast soviel pro mission wie ein neues JWST.
Eher noch eine DragonV2 auf einer langen Mission mit einer FH. ;-)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: christiankrause6 am 11. Dezember 2017, 19:53:43
Gibt es eigentlich Backup-Bauteile wie z.B. ein zweiter Spiegel bei Hubble um bei einen evtl. Ausfall des JWST schnell ein neues modifiziertes Teleskop zu fertigen?
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Duncan Idaho am 11. Dezember 2017, 20:01:14
Wenn wir uns um was sorgen machen müssen, sind das die Stabilisationskreisel.
Ich denke nicht das die austauschbar sind, somit ist der Drops dann ehe gelutscht.

Wie viele "Gyro´s" hat das JWST mit?
Hubble hat 6 (auch ausgetauschte), und da gabs nicht wenige Ausfälle!
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 11. Dezember 2017, 20:15:11
Spätestens seit Kepler wird man doch wohl versuchen, die Gyros für so ein wichtiges und (fast) nicht wartungs-fähiges Teleskop langlebiger bzw. redundanter zu machen?
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: christiankrause6 am 11. Dezember 2017, 20:40:08
Ich meine mal gelesen zu haben, das die Gyros an der Position L2 kaum oder extrem viel weniger benutzt werden, da sich das JWST im Gegensatz zum Hubble so gut wie gar nicht bewegt und sich im freien Drift befindet. Hubbles Optik muss auf Grund der geringen Umlaufbahn ständig über die Drallräder kontrolliert mitgeführt werden um nicht das Bild zu verlieren.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Duncan Idaho am 11. Dezember 2017, 21:28:04
Ich meine mal gelesen zu haben, das die Gyros an der Position L2 kaum oder extrem viel weniger benutzt werden, da sich das JWST im Gegensatz zum Hubble so gut wie gar nicht bewegt und sich im freien Drift befindet. Hubbles Optik muss auf Grund der geringen Umlaufbahn ständig über die Drallräder kontrolliert mitgeführt werden um nicht das Bild zu verlieren.

Das würde mich schon mal sehr beruhigen.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 11. Dezember 2017, 23:52:09
Hubble ist damit nicht vergleichbar und ein Extremfall aufgrund des (LEO) Orbits um die Erde.
Aber für Kepler gilt ja ähnliches wir für das JWST. Es muß sich auch nicht quasi alle 90 Minuten komplett drehen.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 12. Dezember 2017, 11:00:35
Ich meine mal gelesen zu haben, das die Gyros an der Position L2 kaum oder extrem viel weniger benutzt werden, da sich das JWST im Gegensatz zum Hubble so gut wie gar nicht bewegt und sich im freien Drift befindet. Hubbles Optik muss auf Grund der geringen Umlaufbahn ständig über die Drallräder kontrolliert mitgeführt werden um nicht das Bild zu verlieren.

Da muss ich doch nochmal drauf eingehen. Warum sollte man die Gyros brauchen um beim Hubble einen fixen Punkt am Himmel halten zu können? Das sich das Teleskop um die Erde dreht ist irrelevant. Einem Objekt im Orbit muss man nur einen Impuls geben, dann dreht es sich in irgend eine Richtung und zwar so lange, bis es einen Impuls in eine andere Richtung erhält. Das Hubble (wie auch das JWST) muss nur so getrimmt sein, dass es immer auf den gleichen Punkt "starrt". Nur weil z.B. die ISS so getrimmt ist, dass die Erde immer "unten" ist, heißt das nicht, dass keine anderen Modis möglich sind. Bei der ISS ist die Eigendrehung der Station so gewählt, das die Station einmal pro Erdumlauf auch einen "Purzelbaum" in Flugrichtung macht. Sie dreht sich also in 90 Minuten nicht nur einmal um die Erde, sondern auch einmal um sich selbst. Dazu müssen die Gyros aber auch nicht immer eingesetzt werden. Die Drehung der Station muss nur einmal initiiert werden. Danach müssen die Gyros nur noch die Abweichungen ausgleichen. Das ist aber beim Hubble und beim JWST nicht anders.

Die ISS (wie jedes Objekt im Orbit) kann aber auch andere Modis fliegen. Wenn man den Purzelbaum weglässt, sich die ISS also nicht einmal pro Orbit auch selbst dreht, dann sind die Sterne (von der ISS aus gesehen) auch immer am gleichen Platz, nur die Erde ist dann nicht mehr immer "unten".


Mane
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 12. Dezember 2017, 11:07:47
Auch ja, ganz vergessen: Warum braucht man dann überhaupt die Gyros so dringend? Ganz einfach. Man will sowohl bei Hubble als auch beim JWST ja immer wieder andere Objekte ansehen. Die Teleskopzeit beim Hubble ist sauteuer und beim JWST wirds sicherlich nicht billiger werden. Die Teleskope müssen also ständig neu ausgerichtet werden. Alleine schon deshalb, weil man immer andere Objekte ansehen will. Klar, die Gyros gleichen auch die Abweichungen aus. Das ist schon richtig. Aber das ständige Neuausrichten belastet auf jeden Fall wesentlich mehr.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 12. Dezember 2017, 14:16:06
Die Drehung der Station muss nur einmal initiiert werden.
Speziell bei der ISS ist das sicherlich nicht so einfach, da die ständige Drehung der Solarpanels (auf der Tagesseite immer optimal auf die Sonne ausgerichtet, auf der Nachtseite für minimale Athmosphärenbremsung) doch wohl einen größeren Impuls bewirkt? Muß da nicht permanent gegengesteuert werden, um die Station selbst immer zur Erde hin auszurichten?

Danach müssen die Gyros nur noch die Abweichungen ausgleichen. Das ist aber beim Hubble und beim JWST nicht anders. [...] Die Teleskope müssen also ständig neu ausgerichtet werden. Alleine schon deshalb, weil man immer andere Objekte ansehen will. Klar, die Gyros gleichen auch die Abweichungen aus. Das ist schon richtig. Aber das ständige Neuausrichten belastet auf jeden Fall wesentlich mehr.
Stimmt, danke, das leuchtet ein. Ob die Gyros bei Kepler dann recht schwach (zu unrobust) ausgelegt waren, weil Kepler ja jahrelang immer nur auf die selben 100.000 Sterne gestarrt hat und lediglich die Sonnenumrundung ausgleichen mußten?
Wie gesagt frage ich mich halt, ob so eine Panne wie bei Kepler für das JWST wesentlich unwahrscheinlicher ist.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 12. Dezember 2017, 14:42:01
Die Drehung der Station muss nur einmal initiiert werden.
Speziell bei der ISS ist das sicherlich nicht so einfach, da die ständige Drehung der Solarpanels (auf der Tagesseite immer optimal auf die Sonne ausgerichtet, auf der Nachtseite für minimale Athmosphärenbremsung) doch wohl einen größeren Impuls bewirkt? Muß da nicht permanent gegengesteuert werden, um die Station selbst immer zur Erde hin auszurichten?

Hm, eigentlich nicht. Man könnte die Station doch idealisiert als drei unabhängige Teile sehen. Die Solarflächen links (also alles ab dem Drehgelenk links), den zentralen Bereich (Druckmodule und mittlere Gitterstruktur) und die Solarflächen rechts (also alles ab dem Drehgelenk rechts). In einer idealen Welt könnten diese drei Teile doch mit nur jeweils einem Zentimeter Abstand nebeneinander herfliegen, nur dass der Zentralbereich einmal pro Erdumrundung eine Eigendrehung macht, während die beiden Solarbereiche das nicht machen. Solange die Drehungen KONSTANT sind, würde doch jedes Element für sich genau das machen was wir wollen, ohne das man in irgendeinerweise gegensteuern müsste. Klar, wir leben in keiner idealen Welt. Die Drehgelenke haben Reibung. Die Solarflächen selbst haben einen anderen Widerstand als der Zentralbereich. Das alle muss ausgegleichen werden. Aber es ist meines Erachtens nicht so, dass die Gyros ständig gegen die Drehung der Solarbereiche "ankämpfen" müssten.


Danach müssen die Gyros nur noch die Abweichungen ausgleichen. Das ist aber beim Hubble und beim JWST nicht anders. [...] Die Teleskope müssen also ständig neu ausgerichtet werden. Alleine schon deshalb, weil man immer andere Objekte ansehen will. Klar, die Gyros gleichen auch die Abweichungen aus. Das ist schon richtig. Aber das ständige Neuausrichten belastet auf jeden Fall wesentlich mehr.
Stimmt, danke, das leuchtet ein. Ob die Gyros bei Kepler dann recht schwach (zu unrobust) ausgelegt waren, weil Kepler ja jahrelang immer nur auf die selben 100.000 Sterne gestarrt hat und lediglich die Sonnenumrundung ausgleichen mußten?
Wie gesagt frage ich mich halt, ob so eine Panne wie bei Kepler für das JWST wesentlich unwahrscheinlicher ist.

Sicherlich sind die Gyros bei Kepler für dessen starren Blick optimiert. Ich würde allerdings nicht sagen, dass sie ZU SCHWACH ausgelegt waren. Kepler wurde für eine gewisse Einsatzzeit konzipiert. Für die K2 Mission war Kepler nicht ausgelegt. Ich würde es also nicht als Panne bezeichnen, im Gegenteil. Kepler hat seine Mission mit Bravur erfüllt und leistet in einer erweiterten Mission noch wichtige Beiträge bei der Erforschung des Universums.

Was das JWST betrifft ist auch dieses Teleskop für eine bestimmte Missionszeit (5,5 bis 10 Jahre) ausgelegt. Alles über dieser Zeit ist ein Plus das man natürlich gerne mitnimmt. Aber wenn im 15. Jahr was kaputt geht, dann steht das dem Teleskop sozusagen zu.


Mane
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 12. Dezember 2017, 15:05:14
Stimmt, Kepler war ja ursprünglich nur für 3,5 Jahre ausgelegt, da haben die Gyros sogar länger gehalten als geplant, ich nehm alles zurück :)

Solange die Drehungen KONSTANT sind, würde doch jedes Element für sich genau das machen was wir wollen, ohne das man in irgendeinerweise gegensteuern müsste.
Die Drehung der Panele ist meines Wissens nach ja nicht konstant wegen der unterschiedlichen Tag- (Sonnennachführung) und Nachtseiten- (starr in "schnittiger" Stellung) Ausrichtung, die ca. alle 45 Minuten abwechselt. Aber ok, jetzt wird's off-topic.
*EDIT* Siehe auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Night_Glider_mode (https://de.wikipedia.org/wiki/Night_Glider_mode)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Duncan Idaho am 12. Dezember 2017, 15:22:42
Ich musste mich jetzt schlau machen. Lässt mir nämlich schon lange keine Ruhe.

m.Hecht hat vollkommen Recht.

Im L2 richtet man einfach viel weniger neu aus.
Hubble ist ja in einem LEO und somit sind die meisten Objekte der Beobachtung nach 40 Minuten wieder weg.

Zitat
Das Hubble-Teleskop umkreist hingegen die Erde, weshalb die maximale Belichtungszeit etwa 40 Minuten beträgt, da beobachtete Sterne danach – vom Hubble-Teleskop aus gesehen – unter dem Erdhorizont verschwindet.
Quelle: Wiki

Der JWST-Bus beinhaltet 6 "Drallräder" (Gyros, Stabilisationskreisel).
Und da haben wir unsere "Verschleißteile".  >:(
Ich hoffe sie halten ewig.

Ach ja, man hat die sogar schon mal ausgetauscht. Oxidation an den Leiterbahnen oder so.  :(
Edit: Das war beim HST (Hubble)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 12. Dezember 2017, 15:33:31
Solange die Drehungen KONSTANT sind, würde doch jedes Element für sich genau das machen was wir wollen, ohne das man in irgendeinerweise gegensteuern müsste.
Die Drehung der Panele ist meines Wissens nach ja nicht konstant wegen der unterschiedlichen Tag- (Sonnennachführung) und Nachtseiten- (starr in "schnittiger" Stellung) Ausrichtung, die ca. alle 45 Minuten abwechselt. Aber ok, jetzt wird's off-topic.
*EDIT* Siehe auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Night_Glider_mode (https://de.wikipedia.org/wiki/Night_Glider_mode)

Hier ist das OT. Deshalb hab ich im ISS Thread geantwortet.

https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3793.msg408564#msg408564 (https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3793.msg408564#msg408564)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Duncan Idaho am 12. Dezember 2017, 15:59:56
Zitat
Docking ring
Orion capsule

In 2007, NASA said that JWST will also have a docking ring which would be attached to the telescope to support JWST being visited by an Orion spacecraft if such a mission became viable.[47] An example of a mission was if everything worked but an antenna did not fold out.[47]
https://en.wikipedia.org/wiki/Spacecraft_Bus_(JWST) (https://en.wikipedia.org/wiki/Spacecraft_Bus_(JWST))

Gut, ich denk mal mit der Orion und so einem "Docking Ring" wird des wirklich nix.
Aber eigentlich braucht man nur etwas woran man sich festhalten kann.
Die Kanadier können so was, hab ich mal gehört.  ;)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Terminus am 12. Dezember 2017, 20:42:46
Was das JWST betrifft ist auch dieses Teleskop für eine bestimmte Missionszeit (5,5 bis 10 Jahre) ausgelegt.

Was, nur so kurz :o :( ?? Für wie lange war denn Hubble ausgelegt?
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 12. Dezember 2017, 21:16:20
Ja, nur so kurz!!

Tja das mit Hubble ist ganz was anderes. Hubble ist ein optisches Teleskop. Die Instrumente müssen nicht auf -230 Grad gekühlt werden damit sie funktionieren. Das James Webb ist ein Infrarot-Teleskop, denn man will ja ganz tief in den Raum (und somit ganz weit zurück in der Zeit) beobachten können. Licht, das so weit/lang unterwegs war ist aber stark ins Rote (also ins Infrarote) verschoben. Das ist ja der Grund, warum das James Webb so anders aussieht wie Hubble. Und es ist auch der Grund, warum es zum L2 geschickt wird und nicht um die Erde kreist. Jedes bisschen Infrarot-Strahlung das nicht vom Beobachtungsobjekt kommt, stört. Und das ist viel. Die Sonne, die Erde, der Mond. All diese Objekte strahlen im Infraroten. Deshalb hat das James Webb diesen aufwendigen, mehrschichtigen Hitzeschild unter dem eigentlichen Teleskop. Vom L2 aus gesehen ist die Erde und die Sonne immer auf einer Linie und das Teleskop wird immer so ausgerichtet sein, dass der Hitzeschild die Instrumente vor der Strahlung der Sonne (und Erde) schützt.

Die Instrumente selbst müssen mit Helium aktiv auf -230 Grad gekühlt werden um das thermische Rauschen in der Elektronik selbst zu unterdrücken. Wenn das Kühlmittel irgendwann verbraucht ist, werden die Instrumente warm und man kann nichts mehr "sehen". Spätestens dann ist das James Webb tot.

Hubble hat all diese Probleme nicht! Aber mit Hubble kann man auch bei weitem nicht so tief in den Raum sehen wie das James Webb es können wird. In den geplanten 5,5 bis 10 Jahren wird uns das James Webb Daten liefern, die anders nicht möglich gewesen wären. Deshalb ist es schon ok, es trotz dieser relativ kurzen Betriebszeit zu bauen.


Mane
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: -eumel- am 12. Dezember 2017, 22:33:37
Und wenn nach zehn Jahren ein Tanker vorbei kommt und den Helium-Tank wieder auffüllt?
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 12. Dezember 2017, 22:34:57
...dann kann er auch gleich noch die Gyros tauschen!   ;)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 12. Dezember 2017, 23:38:39
Mir war bisher nicht gewußt, daß das JWST wie z.B. Spitzer eine aktive Helium-Kühlung hat. Eigentlich soll es ja durch den mehrschichtigen Schirm komplett passiv gekühlt werden.
Siehe hier etwas weiter unten in der Vergleichstabelle:
https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Comparisons (https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Comparisons)
Dort steht beim JWST: "Passive + Cryo-cooler (MIRI)"
Beim Abschnitt für MIRI ( https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Scientific_instruments (https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Scientific_instruments) ) steht allerdings auch, daß Helium verwendet wird, wird das dabei auch verbraucht? Zumindest wird es in dem Artikel so dargestellt, daß das JWST weit weniger von einer aktiven Helium-Kühlung abhängig ist als andere Infrarot-Weltraumteleskope.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: jdark am 13. Dezember 2017, 08:57:30
...dann kann er auch gleich noch die Gyros tauschen!   ;)

Sie müssen es nur umetikettieren, dann verlängert sich die Haltbarkeit um weitere 5-10 Jahre... ;)
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Nitro am 13. Dezember 2017, 09:16:09
Mir war bisher nicht gewußt, daß das JWST wie z.B. Spitzer eine aktive Helium-Kühlung hat. Eigentlich soll es ja durch den mehrschichtigen Schirm komplett passiv gekühlt werden.
Siehe hier etwas weiter unten in der Vergleichstabelle:
https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Comparisons (https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Comparisons)
Dort steht beim JWST: "Passive + Cryo-cooler (MIRI)"
Beim Abschnitt für MIRI ( https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Scientific_instruments (https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Scientific_instruments) ) steht allerdings auch, daß Helium verwendet wird, wird das dabei auch verbraucht? Zumindest wird es in dem Artikel so dargestellt, daß das JWST weit weniger von einer aktiven Helium-Kühlung abhängig ist als andere Infrarot-Weltraumteleskope.

So hatte ich das auch im Kopf. Ich kann mir gut vorstellen dass es aehnlich wie bei Spitzer ist. Wenn das Helium verdampft ist kann man das MIRI immer noch verwenden aber nicht mehr so effektiv wie vorher. Nicht wie bei Herschel oder Planck wo man die Mission beenden musste nachdem das Helium verbraucht war.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Calapine am 15. Dezember 2017, 19:13:35
Was das JWST betrifft ist auch dieses Teleskop für eine bestimmte Missionszeit (5,5 bis 10 Jahre) ausgelegt.

Was, nur so kurz :o :( ?? Für wie lange war denn Hubble ausgelegt?

Design Life beim Hubble war 15 Jahre.

Beim JWST ist der Treibstoff der limitierende Faktor. Es wird genug für 10 Jahre+Reserve haben, ich denk mir die NASA wird da noch mehr rausholen können.

lg Cala
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Dominic am 27. Januar 2018, 12:34:18
Was das JWST betrifft ist auch dieses Teleskop für eine bestimmte Missionszeit (5,5 bis 10 Jahre) ausgelegt.

Was, nur so kurz :o :( ?? Für wie lange war denn Hubble ausgelegt?

Design Life beim Hubble war 15 Jahre.

Beim JWST ist der Treibstoff der limitierende Faktor. Es wird genug für 10 Jahre+Reserve haben, ich denk mir die NASA wird da noch mehr rausholen können.

lg Cala

Ohne die Servicemissionen hätte Hubble auch kaum länger als 15 Jahre gelebt, selbst wenn es den Fehler mit dem Spiegel nicht gegeben hätte.

Am L2 sind Servicemissionen viel aufwendiger als im LEO; so aufwendiger das es wohl fallweise wirtschaftlicher ist das JWST nach 15 Jahren zu ersetzen als es zu reparieren. Aber mal sehen; niemand weiß was ein neues, gleich gutes oder besseres Teleskop in den 2030ern kosten wird, niemand weiß wie teuer dann eine Servicemission wäre.

Problematisch bei Servicemissionen ist auch das das JWST nicht wartungsfreundlich ausgelegt wurde, der Tausch von Instrumenten ist also im Gegensatz zu Hubble nicht vorgesehen und nur schwer möglich.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: AndiJe am 27. Januar 2018, 16:36:47
Ich weiss nicht, ob man ein Reparaturteam in den L2-Punkt überhaupt hinschicken könnte. Vielleicht mit dem BFS?
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 27. Januar 2018, 18:00:07
Das Hubble fliegt 800km über der Erdoberfläche, das JWST wird mehr als 440.000km von der Erde entfernt sein. Das ist ein kleiner Unterschied. Das Hubble wurde dafür gebaut, mit einem (bemannten) Shuttle transportiert und gewartet zu werden, das JWST definitiv nicht. Aktuell haben weder die Amerikaner und natürlich auch nicht die Europäer überhaupt einen eigenen Zugang zum Weltraum, geschweige denn einen um bis zum Mond und darüber hinaus zu kommen. Selbst wenn Orion (und das SLS) mal irgendwann fertig wird, ist dieses Ding eine Kapsel. Da gibts keine Ladebucht, keinen Robotarm, keine Luftschleuse. Es ist ne Kapsel! Ob das BFR/BFS jemals gebaut wird, wissen wir nicht. Ich persönlich hoffe das sehr, aber sicher ist das ganz und gar nicht. Und wenn es gebaut wird, wird es sicherlich nicht so aussehen wie auf heutigen Zeichenbrettern zu sehen ist.

Ein bemannter Flug zum L2 ist (Stand 2018) reine SiFi, geschweige denn eine hochkomplexe Wartungsmission.

Ich schlage deshalb vor, wir lassen das mit der Diskussion über eine JWST Wartung, bis das BFS flugbereit ist oder Orion die fehlenden Fähigkeiten "dazugelernt" hat. Auch ja, bevor jemand auf die Idee kommt, die CrewDragon mit der FH zum L2 zu schicken. Die CrewDragon ist auch ne Kapsel und hat die gleichen Probleme wie Orion.


Mane
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: AndiJe am 27. Januar 2018, 18:20:57
Deswegen hab ich ja das BFS genommen. Das hat ja schon eine Ladebucht, zumindest auf dem Reissbrett... vermutlich einen Ladekran, und da das große Falcon Shuttle sogar bis zum Mars fliegen soll, dürfte es die 1,5 Mio Kilometer zum L2 auch packen. Wäre ne grandiose Übung für den Mars. Vermutlich 2 Wochen Flugzeit, würde ich sagen...
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Prodatron am 27. Januar 2018, 18:25:08
Das Hubble fliegt 800km über der Erdoberfläche, das JWST wird mehr als 440.000km von der Erde entfernt sein.
Es sind eher sogar 1,5 Millionen km.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: m.hecht am 27. Januar 2018, 18:28:49
Das Hubble fliegt 800km über der Erdoberfläche, das JWST wird mehr als 440.000km von der Erde entfernt sein.
Es sind eher sogar 1,5 Millionen km.

Ha, ja stimmt. Es gibt ja mehrere L2 Punkte. Der L2 vom Erde-Mond System ist 449.000km entfernt. Das JWST soll aber zum L2 des Sonne-Erde-Systems. Da hast du mit den 1,5 Mio km natürlich Recht. Danke für die Klarstellung. Was meine Argumentation aber nur noch mehr unterstreicht.


Mane
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Dominic am 27. Januar 2018, 19:18:29
Mit dem SLS und Orion sollte es möglich sein eine Wartungsmission zum L2 zu schicken, Ersatzteile und Treibstoff könnten in einem Container untergebracht werden der analog zu einer Mondfähre mit Orion verbunden werden könnte.

Eventuell könnte man das Teleskop auch mit einem SEP-Weltraumschlepper in den LEO schleppen, dort reparieren und wieder zurück zum L2 bringen.

Insgesamt ist aber fraglich ob sich solche aufwendigen Aktionen im Vergleich zu einem Ersatz auszahlen. Erschwerend kommt, wie gesagt, hinzu das das Teleskop nicht darauf ausgelegt ist repariert zu werden, Wartungsarbeiten sind daher -selbst wenn man mal vor Ort ist- erwartungsgemäß vergleichsweise schwierig und dauern vergleichsweise lange.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Schneefüchsin am 28. Januar 2018, 00:03:54
Wartungsarbeiten hängen von der Technologie und den Kosten des besagten Zeitpunktes ab.
Nicht nur für die Wartungsmission, sondern auch für einen möglichen Ersatz.

Was bei einem Ersatz das Problem ist, ist wenn man sich das aktuelle JWST ansieht. 9 oder 10 Milliarden an Kosten (Will mir wirklich nicht ganz in den Kopf) Und viele Jahre Entwicklung und Bau.
Wenn man es ersetzen will kann man sich zwar die Entwicklung sparen und es neu bauen und das ist dann wohl auch günstiger. Aber wenn man über Ersetzen spricht, kommt sofort der Wunsch nach besser und dies öffnet die Box der Pandora, in Form von wieder riesigen Kosten und vor allem langer Entwicklungs- und Herstellungszeit.

PS.: Wenn hier es hier auch wieder einen Knick in der Optik gibt, haben wir nun aber auch die Rechenpower das Größtenteils wenigstens zu bereinigen. Eine Wartung wäre also wenn erst in ca. 10 Jahren und bis dahin kann noch viel passieren und sind einige Systeme die möglich sind geplant oder noch nicht mal bekannt. das jetzt schon zu planen ist etwas übereilt wohl.

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Stefan307 am 28. Januar 2018, 12:09:01
Das mit dem Nachbau funktioniert praktisch ja auch nur gleichzeitig bzw. kurz nach dem "Prototyp" alles andere artet dann ja meist doch in eine Neukonstruktion aus da sich viele Teile nicht mehr beschaffen lassen. Leider sind die "Doppelmissionen" aus der Mode gekommen, hier war das Verhältnis aus Entwicklungs- und Baukosten zur Sicherheit einer erfolgreichen Mission in meinen Augen optimal!

Konkret für das JWST würde das bedeuten man baut die Hardware 2x hält das Backup zur Sicherheit zurück bis das Erstexemplar sich im Regulären Betrieb bewährt hat, danach könnte man z.b. überlegen ob es sich Macht 2 Exemplare am L2 zu haben, oder z.b das 2. mit SLS noch "weiter raus" zu stationieren. Das aufheben über 10-15 Jahre als Nachfolger macht sicher keinen Sinn da es dann Technologisch überholt ist...

MFG S
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 28. Januar 2018, 14:49:16
Ein bemannter Flug zum L2 ist (Stand 2018) reine SiFi, geschweige denn eine hochkomplexe Wartungsmission.

Etwas möchte ich aber hinzufügen, wenn die BFS fliegt ist es ziemlich blöde Idee nur das JWST zu reparieren, mit der BFS hätte man wesentlich höhere Nutzlasten zur Verfügung, da ergibt es vermutlich mehr Sinn einfach ein größeres und nicht hochkomplexes Teleskop ( im Sinne des Leichtbaus ) hochzuschicken.

Aber ja, wir müssen mindestens 3 Jahre warten bis sowas möglich ist.
Titel: Re: JWST - Überlegungen zu Servicemissionen
Beitrag von: Stefan307 am 29. Januar 2018, 17:33:26
In der Deutschen Wikipedia steht etwas von der Möglichkeit Kraftstoff nachzutanken. Hat man dies in Gegensatz zum Dockingadapter umgesetzt?
Anzumerken wäre ja auch noch, das ein "Regulärer Dockingport" auch das Permanente ankoppeln eins "Zusatzmoduls" ermöglichen würde, z.b. mit neuen Schwungrädern, Lagerregelungssystem etc. Alles bedeutend einfacher Als Menschen zur Reparatur zu schicken! Evtl. kann man aber auch nachträglich die Schnittstelle zur Oberstufe hierfür benutzen?

MFG S