Warum befindet sich JWST in einer Sonne-Erde-L2-Halo-Umlaufbahn?

Was ist der Hauptgrund dafür, dass sich JWST in einer Halo-Umlaufbahn um den Sonne-Erde-L2-LaGrange-Punkt befinden wird ? Auf dieser Website wurden Fragen gestellt, die sich fragen: Warum wird JWST nicht in LEO bereitgestellt, wo es möglicherweise gewartet werden kann? , aber warum nicht in LEO oder MEO (Medium Earth Orbit) halten ? Wenn es in einer erdnahen Umlaufbahn gehalten wird, kann es gewartet werden, wenn es einen Fehler gibt, wie zum Beispiel beim Hubble-Weltraumteleskop .

Dieser NASA-FAQ-Artikel besagt, dass es wegen der Trümmer, die sich dort befinden, nicht in LEO ist. Aber es gibt viele Teleskope in LEO und JWST kann sich nicht in einer höheren Höhe befinden (während man sich noch in einem LEO befindet). Was ist also der Hauptgrund , warum die NASA entschieden hat, dass es besser ist, 1,5 Millionen km von der Erde entfernt zu sein, anstatt LEO?

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Verwandte(s): space.stackexchange.com/questions/12353/… space.stackexchange.com/questions/284/… und space.stackexchange.com/questions/27933/… jedoch kein VTC, weil das nicht so ist. Du hast das erste bereits verlinkt, füge diese beiden gerne hinzu, wenn du denkst, dass sie verwandt sind :).
Die zwei Gründe, die ich persönlich gehört habe (von Standorten wie der NASA), sind: Konstantes Sonnenlicht / Zuverlässige Sonnenenergie und keine Temperaturschwankungen von hoch nach niedrig, wie sie die ISS bekommt, wenn sie die Erde umkreist. Aber ich bin mir sicher, dass es weitaus durchdachter ist als nur diese Punkte.
@MagicOctopusUrn das ist ein guter Punkt, siehe Was sind die Lichtquellen bei L2? Wie wird das James-Webb-Teleskop mit Strom versorgt? Eine hohe sonnensynchrone Umlaufbahn oder etwas Ähnliches wie die Umlaufbahn, die TESS verwendet, könnte dieses Problem jedoch ebenfalls lösen.
JWST könnte möglicherweise tagelang auf jeden Punkt in einem riesigen Teil des Himmels starren. Dasselbe kann man von einem Teleskop in LEO nicht sagen. In LEO wird fast der gesamte Himmel regelmäßig von der Erde verfinstert. Der einzige Teil des Himmels, den ein LEO-Teleskop für längere Zeit vollständig ungehindert beobachten könnte, wäre direkt entlang der Achse seiner Umlaufbahn. Ein LEO-Teleskop müsste sich mit ziemlicher Sicherheit auch mit Erdschein auseinandersetzen, wenn es so ziemlich auf eine andere Stelle gerichtet wäre.
Ich denke, die Antwort auf diese Frage finden Sie in den in der Frage verlinkten NASA-FAQ. Das Teleskop muss sehr kalt gehalten werden, um schwache Objekte im Infrarotbereich zu beobachten. Es muss Sonne, Erde und Mond ständig auf der anderen Seite seines Hitzeschildes halten, um kalt genug zu bleiben. Der nächstgelegene Ort, der diese Anforderungen erfüllt, der auch eine Umlaufbahn ist (minimaler stationärer Treibstoff), ist Sonne-Erde L2.
@AnthonyX sieht so aus, als wäre das eine gute Antwort. Kannst du das so schreiben.
@AnthonyX, also ist die Erde im Infrarot ein brauner Zwergstern .
zu viel LEO-Trümmer, und für die JWST ist die Erde eine riesige, offene Tür, die mit unerwünschter Hitze genau in den Frequenzen, die am interessantesten sind, dröhnt. Und der Mond, wenn er im Sichtfeld ist, blendet wie Autoscheinwerfer hell in Ihren Augen. JWST ist ein sanftes Tier und braucht die Kühle und Einsamkeit des offenen Raums vor sich.

Antworten (1)

Die Erklärung der NASA ist, dass Sonne, Erde und Mond für das Teleskop zu heiß sind, also müssen sie sich alle auf derselben Seite der Sonnenblende befinden, um das Teleskop zu schützen. Diese drei Objekte befinden sich aus der Perspektive des L2-Punktes alle ungefähr in derselben Richtung.

Indem sie das Teleskop in der Nähe des L2-Punktes aufstellen, können sie sehr wenig Treibstoff verbrauchen, um das Teleskop an einem Ort zu halten, an dem Sonne, Erde und Mond immer von der Sonnenblende blockiert werden. Es ist auch nah genug an der Erde, dass das Verfolgen des Teleskops und die Kommunikation mit ihm relativ einfach und schnell sind (nur etwa zehn Sekunden Hin- und Rücksignalverzögerung).

Warum eine Halo-Umlaufbahn, anstatt sie direkt am L2-Punkt zu parken, habe ich diese Antwort auf eine verwandte Frage gefunden, die sie ziemlich gut erklärt. Indem das Teleskop in eine Halo-Umlaufbahn gebracht wird, kann das Teleskop mehr Leistung von weniger Sonnenkollektoren erhalten (da es sich nicht im Schatten der Erde befindet) und es kann leichter Funksignale von der Erde "hören". Die Sonne erzeugt viel Funkrauschen (das ist eine Quelle für statische Aufladung bei einem AM-Radio) und mit dem Teleskop in einer Halo-Umlaufbahn kann sie die High-Gain-Kommunikationsantenne auf die Erde richten, ohne sie auch direkt auf die Sonne zu richten.

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Warum befindet sich JWST in einer Sonne-Erde-L2-Halo-Umlaufbahn?
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