Stratosferska zvjezdarnica za infracrvenu astronomiju (SOFIA)

Boeing 747 - zvjezdarnica

Stratosferska zvjezdarnica za infracrvenu Astronomiju (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA je zajednički projekt NASA-e i "Njemačkog zrakoplovnog centera" (njem.: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) na izgradnji i održavanju jednog teleskopa koji svoju ulogu vrši iz aviona tijekom leta. NASA je 1996. godine potpisala ugovor s "Američkim sveučilištem za istraživanje svemira" (Eng.: Universities Space Research Association) za razvoj, rad i upravljanje američkim dijelom zvjezdarnice dok njemačkim dijelom projekta upravlja Njemački institut SOFIA (Njem.:Deutsches Institut SOFIA).

Uređaji

SOFIJA se bazira na širokotrupnom zrakoplovu Boeing 747SP. Zrakoplov je modificiran kako bi u zadnjem dijelu trupa mogao nositi 2,5 metara široki reflektorski teleskop. Ovaj teleskop je napravljen za infracrvena promatranja s visina od oko 12 km tijekom leta aviona u stratosferi. S time se zcjezdarnica postavlja iznad vodene pare u Zemljinoj atmosferi koja filtrira neke valne duljine i time onemogućava promatranje u ovom dijelu spektra uz pomoć zemaljskih teleskopa. Zrakoplova na ovoj visini može detektirati 85% infracrvenog dijela spektra. Zrakoplov također može putovati iznad bilo koju točku Zemljine površine tako da se ova promatranja mogu provoditi iz sjeverne i južne polutke.

Jednom kad bude spreman za uporabu, za očekivati je da će biti u funkciji 3 ili 4 noći u tjednu u narednih 20 godina. SOFIA je trenutno bazirana u NASA-inim operativnim pogonima na zračnoj luci kalifornijskog grada Palmdale dok osoblje boravi u NASA-inom istraživačkom centru u kalifornijskom gradu Mountain View gdje se planiraju astronomska promatranja ove "leteće zvjezdarnice".

Teleskop

Datoteka:Sofia teleskop.jpg

SOFIA koristi 2,5 metarski reflektorski teleskop s primarnim ogledalom od 2,7 metara promjera, što je uobičajeno na većini velikih infracrvenih teleskopa.

Zrakoplov

Pogreška pri izradbi sličice:

Smještaj teleskopa

Zrakoplov SOFIA je širokotrupni Boeing 747SP (proizvodni serijski broj 21441), s istaknutom povijesću. Izvorno ga je preuzeo Pan American World Airways 6. svibnja 1977. "SP" (posebna izvedba) označuje posebnu, kratku inačicu 747, izrađenu za letove dulje od osnovnih modela. U veljači 1986. avion kupuje United Airlines a iz aktivne službe je povučen u prosincu 1995. Dvije godine kasnije, NASA kupuje avion od Uniteda kako bi ga koristila u SOFIJA projektu. Tijekom 1997. provedeno je niz probnih letova nakon čega su u tvrtki "L-3 Communications" u zrakoplov ugrađeni novi sustavi potrebni za njegovu novu ulogu.

Kako bi se projektirale sve potrebne izmjene korištena je demontirana sekcija drugog Boeinga 747SP (N141UA) kao maketa u prirodnoj veličini.

Teleskop je postavljen u zadnji dio zrakoplova iza nepropusnih pregrada. Njegov objektiv se nalazi u odjeljku sa znanstvenim instrumentima, u dijelu kabine pod tlakom. U središnjem dijelu aviona nalazi se odjeljak za provođenje i kontrolu znanstvenog istraživanja a u prednjem dijelu zrakoplova su odjeljci za edukaciju i prostor u koji mogu ući osobe koje nisu dio istraživanja.

Razvoj projekta

Prva je put jedan zrakoplov korišten za infracrveno promatranje 1965. godine, kada je nizozemski astronom Gerard Kuiper koristio NASA-in Convair 990 za proučavanje Venere. Tri godine kasnije, Frank Niska koristi Learjet NASA-inog istraživačkog centra (eng.: NASA Ames Research Center) za promatranje Jupitera i maglice . 1969. godine počinje planiranje za ugradnju 910-milimetarskog teleskopa na neku letjelicu. Cilj projekta bio je obavljanje astronomskih promatranja iz stratosfere kako bi se izbjegle smetnje koje u infracrvenom dijelu spktra uzrokuje vodena para. Projekt nazvan "Kuiper Airborne Observatory" započeo je s radom 21. svibnja 1975. i postao je dijelom brojnih znanstvenih studija, uključujući otkriće sustava prstenova oko Urana .

Prijedlog za ugradnju teleskopa u veći zrakoplov službeno je predstavljen 1984. a prvi primjer sustava prikazan je 1887. godine. Bilo je dogovoreno da Njemačka sudjeluje u 20% od ukupnih troškova kao i u osiguranju teleskopa. Međutim, nakon ujedinjenja Njemačke i njenog smanjenog proračuna, projekt je kasnio pet godina.

Primarno ogledalo teleskopa SOFIA izrađeno je od "Zerodura", stakleno-keramičkog kompozitnog materijala skoro nulte termalne ekspanzije. Smanjivanje težine postignuto je izvedbom zadnjeg dijela u obliku saća. Poliranje ogledala završeno je 14. prosinca 1999. s postignutom točnosti optičke površine od 8,5 nm Sekundarno ogledalo hiperboličkog oblika izrađeno je od silicijskog karbida a njegovo poliranje završeno je u svibnju 2000. godine. Tijekom 2002. glavne komponente teleskopa (sklop primarnog ogledala, glavna optička podrška i suspenzijski sklop) sakupljene su u Augsburgu u Njemačkoj. Nakon uspješnih integracijskih testova sustava, komponente su s Airbusom Beluga prevezene u Waco, Teksas gdje stižu 4. rujna 2002.

18. — 19. kolovoza 2004. SOFIA sa zemlje uspješno izrađuje slike zvijezde Sjevernjače.

U veljači 2006. i porasta troškova s 185 milijuna na 330 milijuna dolara NASA stavlja projekt na ponovnu reviziju i suspendira dodatna sredstva. Nakon završene revizije projekta 15. lipnja 2006. NASA zaključuje kako nema nepremostivog tehničkog ili programskog izazova za nastavak razvoja SOFIJA projekta .

Prvi let SOFIA je imala 26. travnja 2007. u NASA-inim postrojenjima u mjestu Waco u Teksasu . Nakon kratkog ispitnog programa avion je preselio u Vojnu zrakoplovnu bazu Edwards. Prva faza testiranja tijekom leta iskorištena je za provjeru opterećenja zrakoplova sa zatvorenim vratima odjeljka s teleskopom što je i uspješno završeno do siječnja 2008. Sredinom 2009. planirani su probni letovi na velikoj nadmorskoj visini, na brzini krstarenja s otvorenim vratima odjeljka s teleskopom, dok se prvi letovi u promatračkim misijama očekuju 2011. godine. Rad punim kapacitetom ove stratosferske zvjezdarnice predviđa se za 2014. godinu .