Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy

SOFIA-Erstflug am 26. April 2007

Das Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy (SOFIA) ist ein fliegendes Teleskop, das die NASA gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) für Infrarotastronomie entwickelt hat. Dafür wurde an Bord einer umgebauten Boeing 747SP ein Spiegelteleskop installiert.

Das Flugzeug wird vom Nasa-Ames-Research-Center in Moffett Field, Kalifornien betrieben. An drei bis vier Nächten pro Woche sollen jeweils bis zu acht Stunden aus 12 bis 14 Kilometern Höhe beobachtet werden. SOFIA ist für eine Betriebsdauer von 20 Jahren ausgelegt. Es löst seinen Vorgänger, das Kuiper Airborne Observatory (KAO) ab, das von 1974 bis 1995 im Einsatz war.

Das Flugzeug

Als Träger des Teleskops dient eine Boeing 747SP, die einen kürzeren Rumpf, eine größere maximale Flughöhe und eine größere Reichweite als die Boeing 747-100/200 hat. Die Boeing 747SP kann so in 12–15 km Höhe über 99% des Beobachtungen störenden Wasserdampfs hinwegfliegen^[1]. Die ausgewählte Maschine mit dem Kennzeichen N747NA absolvierte am 25. April 1977 als 306. gebaute B747 ihren Erstflug und wurde kurz darauf an ihren Besteller PanAm ausgeliefert. Im Mai 1977, zum 50. Jahrestag des ersten Alleinfluges über den Atlantik von Charles Lindbergh, taufte seine Witwe Anne Morrow Lindbergh das Flugzeug auf den Namen Clipper Lindbergh. Im Februar 1986 übernahm United Airlines die Maschine, für die sie bis Ende 1995 flog. Die NASA kaufte die B747 im Jahr 1997 und begann mit den Umbauten und Testflügen in Waco, Texas. Hinter der linken Tragfläche schnitt man einen Ausschnitt in den Rumpf, durch den das Teleskop nach oben gerichtet wird. Es ist durch ein Druckschott von der übrigen Kabine getrennt, in der neben der dreiköpfigen Cockpitcrew die bis zu 15 Wissenschaftler, Techniker und Beobachter arbeiten werden.

Das Teleskop

Der Hauptspiegel vor der Beschichtung

Im hinteren Rumpfbereich der B747SP ist ein von den deutschen Unternehmen MAN Technologie AG und Kayser-Threde hergestelltes Nasmyth-Teleskop eingebaut, konstruktiv eine Kombination aus einem Newton-Teleskop und einem Cassegrain-Teleskop. Wie bei letzterem werden die Strahlen vom konvexen Sekundärspiegel in Richtung Primärspiegel reflektiert, aber vor dessen Erreichen durch einen dritten plan geschliffenen Spiegel um 90° zur Seite gelenkt. Der letzte Abschnitt des Strahlengangs mit dem Brennpunkt (Nasmyth-Fokus) fällt mit der Neigungsachse des Teleskops und der Längsachse des Flugzeugs zusammen und ist daher stationär. (Für die Einstellung der richtigen Rektaszension sorgt im wesentlichen der entsprechende Steuerkurs der Boeing.) So können die empfangenen Strahlen mehrere hintereinander angeordnete Messinstrumente durchlaufen.

Aufgrund der Einsatzhöhe über der Troposphäre ist eine Beobachtung in einem weiten Infrarotbereich von 0,3 µm bis 1600 µm möglich, der für bodengebundene Observatorien aufgrund von Absorptionen hauptsächlich von dem in der Troposphäre enthaltenen Wasserdampf nur in kleinen Wellenlängenbereichen zugänglich ist, dem Infrarotfenster.

Der Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 270 Zentimeter und eine – durch die Abschattung (Obstruktion) der beiden kleineren Spiegel – effektive Öffnung von 250 Zentimeter. Das mit Rahmen, Lagern und Zusatzinstrumenten rund 17 Tonnen schwere Teleskop wurde im Februar 2004 installiert und in der Nacht zum 19. August 2004 erstmals gen Himmel gerichtet. Dabei blieb das Flugzeug allerdings noch am Boden.

Stand des Programms

Nach Gerüchten über die Einstellung des Projekts Anfang 2006 wurde von der NASA im Juli 2006 die Fortführung des Projekts offiziell bestätigt.^[1] Der erste Flug nach dem Umbau fand am 26. April 2007 in Waco statt. Die ersten Beobachtungsflüge sind für 2009 geplant.^[2] Am 21. Mai 2007 taufte Erik Lindbergh (der Enkel von Charles Lindbergh) das Flugzeug erneut als Clipper Lindbergh. Der Stützpunkt des Flugzeuges wurde im Januar 2008 von Dryden (DFRC) nach Palmdale (DAOF) verlegt. Einmal jährlich soll SOFIA in Deutschland für zwei Wochen am Flughafen Stuttgart stationiert werden.

Literatur

• Wendy Whiting-Dolci:"Milestones in Airborne Astronomy: From the 1920's to the Present. AIAA,World Aviation Congress, Anaheim 1997online (PDF 3MB abgerufen 30.März 2009)

Weblinks

• A. Krabbe, R. Titz, H.-P. Röser, SOFIA oder: Warum Astronomen in die Luft gehen, Sterne und Weltraum, 12/1999, S. 1052-1063
• SOFIA-Seite des DLR
• Deutsches SOFIA Institut
• solarsystem.nasa.gov: SOFIA (englisch)
• Raumfahrer.net SOFIA – Das fliegende Auge
• NASA Images

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Harald Zaun: Jumbo-Phoenix aus der Asche. Telepolis, 5. November 2006
2. ↑ SOFIA – Erster Testflug der fliegenden Sternwarte erfolgreich absolviert DLR, 27. April 2007