V Menschen und Ereignisse - Max-Planck-Institut für Astronomie

100 IV. Instrumentelle Entwicklungen
den. Diese »passive Kühlung« ist im Lagrange-Punkt
L2 in 1.5 Mio. Kilometer antisolarem Abstand von der
Erde möglich. Dorthin soll das JWST durch eine ARIANE-
5-Rakete befördert werden. Von drei Fokalebenen-Instrumenten
des JWST kommen eineinhalb aus Europa:
NIRSPEC – das Multiobjekt-Spektrometer (zu ~ 90 %)
und MIRI-Kamera und Spektrometer für das mittlere
Infrarot (zu ~ 50 %).
Für beide Instrumente hat MPIA die Filter- und
Gitterräder entworfen, basierend auf unserem erfolgreichen
Konzept der ISOPHOT-Filterräder: Direktantrieb mit
einem Torque-Motor, exakte Positionierung mit einer
Sperrklinke. Diese Anordnung führt bei höchster Zuverlässigkeit
beim Betrieb im Kryovakuum zu äußerst geringen
thermischen Verlustleistungen, da Rückkopplungen
und Halteströme vermieden werden. Das wurde mit drei
Filterrädern während der 29-monatigen ISO-Mission bei
über 1 Mio. störungsfreien Schritten gezeigt.
Am MPIA wurden für die beiden konkurrierenden
NIRSPEC-Phase A*-Studien der Firmenkonsortien ASTRI-
UM und ALCATEL die Radkonzepte entworfen. Nach der
Entscheidung der ESA für das NIRSPEC-Angebot des
ASTRIUM-Konsortiums und einer erneuten Ausschreibung
der Filter-/Gitterräder hat das MPIA gemeinsam mit
Zeiss und Austrian Aerospace ein Angebot erarbeitet,
bei dem das MPIA als kleinster der drei Partner technische
Erfahrungen aus früheren Missionen, die elek-
Abb. IV.9.2: Das Filterrad des MIRI-Instruments ist auf seinen
18 Positionen mit Breit- und Schmalbandfiltern, mit Koronographenmasken
und einem Prisma für Spektrophotometrie
bestückt. Im Zentrum des Rades ist der Direktantrieb untergebracht,
am Umfang des Rades sind die Index-Kugellager und
die Sperrklinke zu sehen. Der Durchmesser des Rades beträgt
25 cm, die Positionierungsgenauigkeit beträgt < 4.
Raste
Kabelbaum
+ Stecker
trischen Antriebe und die Durchführung von Kalttests
beitragen würde. Durch diesen Beitrag werden starke
Synergien zur bereits bestehenden Verpflichtung zum Bau
der MIRI-Räder erwartet. Als möglicher Fokussiermechanismus
für NIRSPEC wurde ein ursprünglich im NASA-
Auftrag für die Ausrichtung der Hauptspiegelsegmente
des JWST entwickelter Linearantrieb der Firma Moog,
Kalifornien, gemeinsam mit ESA beschafft. Ausführliche
Kryovakuumtests dieser Komponenten in den Kryostaten
des MPIA zeigten einen unerwartet frühen Ausfall des
Antriebes, der deshalb zur Analyse zum Hersteller zurückgeschickt
werden musste.
H. W. Rix wurde gegen bedeutende Konkurrenz von
ESA als einer der Mission Scientists für NIRSPEC ernannt.
Im europäischen MIRI-Konsortium ist das MPIA für die
Entwicklung und Lieferung des Filterrades und der beiden
Spektrometer-Räder verantwortlich. Das Konsortium
besteht aus 21 über Europa verteilten wissenschaftlichen
Instituten, dementsprechend groß ist die Zahl der
Schnittstellen zwischen den einzelnen Beiträgen. Für das
MPIA bedeutet das beispielsweise laufende und exakte
Abstimmung mit (1) CEA, Paris zur Filterradscheibe,
die dort mit Filtern, Koronographenmasken und einem
Prisma bestückt wird, zu (2) ASTRON, Dwingeloo, den
Herstellern der Gitterradscheibe, zu (3) AIT, Edinburgh,
den Herstellern der Strahlteilerscheibe, zu (4) dem PSI,
Villigen, wo der kalte Kabelbaum hergestellt und die
Kalttestkammer betrieben wird, zu (5) dem CSL, Lüttich,
dem Hersteller der warmen Bord-Elektronik, u.v.a. Die
Vorentwicklungen der Radarantriebe am MPIA wurden
durch zwei kleinere Studien bei Zeiss zu mechanischen
und thermalen Fragen vertieft, nützliche Anregungen
wurden auch bei mehreren Expertenbesuchen durch
ESA und NASA am MPIA empfangen. Die Phase B der
Temperatursensor
Filterrad