SOFIA

SOFIA est un avion-cargo Boeing 747SP modifié, équipé d'un télescope réflecteur de 2,7 mètres monté dans une cavité de la cabine sur le côté gauche du fuselage, spécialement conçu pour observer les longueurs d'onde infrarouges à des altitudes comprises entre 11,5 et 13,7 kilomètres. Le télescope observe à travers une grande porte de port qui s'ouvre en vol, lui permettant de capter le rayonnement infrarouge que l'atmosphère terrestre absorberait autrement. Cette position en haute altitude place l'instrument au-dessus d'environ 99 % de la vapeur d'eau dans l'atmosphère, éliminant ainsi la plus grande source d'interférence pour les observations dans l'infrarouge lointain.

L'avion a fonctionné comme un projet conjoint entre la NASA et l'agence spatiale allemande DLR jusqu'à sa mise hors service en 2022. La plupart des vols provenaient de Christchurch, en Nouvelle-Zélande, ou de Palmdale, en Californie, avec des missions d'observation d'une durée de six à dix heures. Le miroir primaire du télescope est recouvert d'aluminium et de monoxyde de silicium pour maximiser la réflectivité dans la bande infrarouge ; des systèmes optiques secondaires dirigeaient le rayonnement collecté vers divers instruments scientifiques logés dans un compartiment pressurisé connecté à la cabine principale.

Contraintes de maintenance et opérationnelles

L'installation a créé d'importants défis structurels et aérodynamiques. Les ingénieurs ont scellé la cavité du télescope pour éviter une défaillance de pressurisation, installé des déflecteurs pour contrôler le flux d'air autour du port ouvert et renforcé le fuselage pour gérer la charge asymétrique. La porte ouverte en vol modifiait sensiblement les caractéristiques de maniabilité du 747SP ; les pilotes ont dû suivre une formation spécialisée pour gérer le centre de pression et les réglages de trim modifiés de l'avion.

Les cycles de maintenance comprenaient l'inspection des joints de porte, l'étalonnage des systèmes de suivi qui maintenaient le télescope pointé sur les objets cibles malgré le mouvement de l'avion, et des vérifications régulières de la gestion thermique. L'instrument nécessitait un réalignement complet après tout travail structurel important ou transport entre les bases d'exploitation. Le contrôle de l'humidité était essentiel : la condensation sur la surface du miroir pendant les périodes non opérationnelles pouvait dégrader la réflectivité de manière permanente.

SOFIA représentait la dernière génération de plateformes d'observatoires aéroportés. Sa mise hors service reflète le passage aux télescopes infrarouges spatiaux comme le JWST, qui fonctionnent sans aucune interférence atmosphérique, bien qu'ils n'aient pas la flexibilité de SOFIA pour sélectionner et revisiter des cibles à l'échelle de temps humaine.