SOFIA
Akronym für Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, ein Teleskop auf einem Boeing 747SP Flugzeug mit 2,5 Metern Durchmesser, das in Höhen bis zu 13,7 Kilometern einsatzfähig ist.
SOFIA: Flugteleskop für die Wärmestrahlung-Astronomie
SOFIA ist ein umgebauter Boeing 747SP Frachtflugzeugtransporter mit einem 2,7-Meter-Spiegelteleskop, das in einer Kavität der linken Rumpfseite montiert ist. Das Gerät wurde speziell für die Beobachtung von Infrarotwellenlängen in Flughöhen zwischen 11,5 und 13,7 Kilometern entwickelt. Das Teleskop beobachtet durch eine große Öffnungsklappe, die während des Flugs geöffnet wird und es dem Instrument ermöglicht, Infrarotstrahlung zu erfassen, die die Erdatmosphäre sonst absorbieren würde. Diese Höhenlage platziert das Instrument über etwa 99 Prozent des Wasserdampfs in der Atmosphäre und beseitigt damit die größte Störquelle für Beobachtungen im Ferninfrarotbereich.
Das Flugzeug wurde als gemeinsames Projekt zwischen der NASA und der deutschen Raumfahrtagentur DLR betrieben, bis es 2022 außer Dienst gestellt wurde. Die meisten Flüge starteten von Christchurch (Neuseeland) oder Palmdale (Kalifornien); Beobachtungsmissionen dauerten sechs bis zehn Stunden. Der Primärspiegel des Teleskops ist mit Aluminium und Siliziummonoxid beschichtet, um die Reflexivität im Infrarotbereich zu maximieren. Sekundäre Optiken leiteten die gesammelte Strahlung zu verschiedenen Wissenschaftsinstrumenten weiter, die in einem druckbeaufschlagten Kompartiment neben der Hauptkabine untergebracht waren.
Wartung und Einsatzeinschränkungen
Der Einbau führte zu erheblichen konstruktiven und aerodynamischen Herausforderungen. Die Ingenieure abdichteten die Teleskopkavität zur Vermeidung von Druckausfällen, bauten Strömungsleitbleche um die offene Klappe herum ein und verstärkten den Rumpf, um asymmetrische Lasten auszuhalten. Die offene Tür während des Flugs veränderte die Flugcharakteristiken des 747SP merklich; Piloten benötigten spezielle Schulung, um den veränderten Druckpunkt und die Trimmung des Flugzeugs zu beherrschen.
Wartungszyklen umfassten die Kontrolle von Türdichtungen, die Kalibrierung von Nachführsystemen, die das Teleskop trotz Flugzeugbewegung auf Zielobjekte ausgerichtet hielten, und regelmäßige Überprüfungen der Temperaturkontrolle. Das Instrument erforderte eine vollständige Neujustierung nach umfangreichen Strukturarbeiten oder beim Transport zwischen den Einsatzbasen. Die Feuchtigkeitskontrolle war entscheidend: Kondensation auf der Spiegeloberfläche während der Ruhepausen konnte die Reflexivität dauerhaft beeinträchtigen.
SOFIA stellte die letzte Generation von fluggestützten Observatoriumplattformen dar. Seine Außerdienststellung spiegelte den Wechsel zu weltraumgestützten Infrarotteleskopen wie dem JWST wider, die ohne atmosphärische Störungen arbeiten, aber nicht die Flexibilität von SOFIA haben, um Ziele in menschlichen Zeitmaßstäben auszuwählen und erneut zu beobachten.