Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi (SOFIA), Alman-Amerikan ortak bir uzay araştırma projesidir. Değiştirilmiş bir Boeing 747SP’ye entegre edilen 2,7 metrelik teleskopla, kızılötesi ve milimetre altı dalga boyu aralığındaki astronomik gözlemler, büyük ölçüde rahatsız edici dünya atmosferinin üzerinde gerçekleştiriliyor. Bilimsel hedefin odak noktası, Samanyolu sistemlerinin gelişimi ve yıldızlar ile güneş sistemlerinin yıldızlararası molekül ve toz bulutlarından oluşumu ve gelişimi üzerine araştırma yapmaktır.
1990’ların ortalarına kadar gökbilimciler, kızılötesi aralıkta astronomik veriler elde etmek için NASA’nın Kuiper Hava Gözlemevi (KAO) 91 santimetrelik hava teleskopunu kullandılar. Elektromanyetik spektrumun bu kısmına, yer gözlemevleri için büyük ölçüde erişilemez. KAO ölçümlerinin olağanüstü bir sonucu, Uranüs halkalarının keşfiydi.
Henüz keşfedilmemiş kızılötesi menzil için, Amerika Birleşik Devletleri ve Almanya’dan bilim adamları, KAO’nun modern halefi olarak yeni bir kızılötesi astronomi gözlemevinin geliştirilmesine ihtiyaç olduğunu gösterdiler: Daha yüksek açısal çözünürlük, artan hassasiyet ve daha yüksek spektral çözünürlük ile bu, Yeni hava gözlemevi, galaktik ve galaksi dışı astronomi ile güneş sisteminin kökeni ve evrimi ile ilgili temel soruları yanıtlıyor.
1996 yılının sonunda, Amerikan NASA ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) adlı bu yeni gözlemevini ortaklaşa geliştirmek ve işletmek için anlaştılar. Teleskobun entegrasyonu ve uçağa yapısal modifikasyonların tamamlanmasının ardından, gözlemevinin uçuş testleri Nisan 2007’de başladı. 2008’in başından beri SOFIA, Palmdale’deki NASA Armstrong Uçuş Araştırma Merkezi Hangar 703’teki son konumunda bulunuyor. , California, uzun bir havacılık geçmişine sahip bir yer.
Uçakta yapılan modifikasyonların ardından, Aralık 2009’da başlayan kapsamlı bir uçuş test programı ile gözlemevi faaliyete hazırlandı. Mayıs 2010’da, ilk hafif uçuş olarak adlandırılan ilk astronomik test ölçümü gerçekleştirildi. Daha fazla test uçuşu, modernizasyon önlemleri ve test gözlemlerinin ardından, uçan gözlemevinin resmi gözlem operasyonu Nisan 2013’te yüzüncü uçuşla başladı.
Alman tarafı SOFYA için iki enstrüman geliştirdi:
2,70 metre çapında bir aynaya sahip kızılötesi teleskop platformu, kısa, güçlü tasarımı sayesinde stratosfere tırmanabilen kullanılmış bir Boeing 747SP uçağıdır. On üç kilometreden fazla uçuş irtifası gereklidir, çünkü alanın altında troposferdeki emici su buharı kızılötesi aralıktaki gözlemleri engeller. Bu nedenle, yer teleskopları yalnızca dar dalga boyu pencerelerindeki gök cisimlerinden kızılötesi radyasyon alabilir. SOFIA, KAO’nun on katı hassasiyete ve üç katı açısal çözünürlüğe sahip olacaktır. SOFIA, planlanan 20 yıl boyunca faaliyette olacak ve yılda yaklaşık 160 astronomik ölçüm uçuşu gerçekleştirecek. Her uçuş yaklaşık altı ila sekiz saat sürer. SOFIA, yıllık akran değerlendirme paneli tarafından seçilen yaklaşık 50 bilim insanı grubu tarafından kullanılmaktadır.
En son teknolojiye sahip aletlerle sık uçuş imkanı, bilim insanlarının çok çeşitli kullanımlarına olanak tanır. Uçuş sırasında alete doğrudan erişim sağlayan genç bilim insanları, ölçümlerini yakından deneyimleme ve bunları hızlı bir şekilde bilimsel yayınlara dönüştürme fırsatı buluyor. SOFIA’nın esnekliği, kısa sürede ortaya çıkan gözlem nesnelerine (Fırsat Hedefleri olarak adlandırılır) dünya çapında erişim sağlar. Nispeten kısa enstrüman geliştirme döngüleri sayesinde, SOFIA ayrıca daha sonraki uydu kaynaklı enstrümanlar için mükemmel bir test platformu sunuyor.
NASA ve DLR arasındaki işbirliği, karşılıklı bir anlaşma ile kararlaştırıldı. Geliştirme ve işletme aşamalarında iş paketlerinin dağıtımını tanımlar. Almanya teleskopu tedarik ediyor ve operasyonda yüzde 20 yer alacak ve yılda yaklaşık 30 bilimsel uçuş tahsis edilecek. NASA, kullanılmış Boeing 747’yi satın aldı ve teleskopu yerleştirmek için değiştirdi. NASA ayrıca gözlemevinin operasyonlarını Amerika Birleşik Devletleri’ndeki bir ana üssünden yürütüyor.
NASA ve DLR, görevlerini yerine getirmek için endüstri sözleşmeleri imzaladı. SOFIA teleskopu, DLR adına MT-Mekatronik (eski adı: MAN) ve Kayser-Threde şirketleri tarafından geliştirilip inşa edildi ve Airbus Beluga geniş gövdeli bir uçakla Teksas’taki Waco entegrasyon sahasına teslim edildi. MT-Mechatronics/Kayser-Threde’den alınan taşeronluk kapsamında Avrupa’dan düzinelerce başka şirket teleskopun geliştirilmesi üzerinde çalıştı.
Kasım 2004’te DLR, Stuttgart Üniversitesi ile ABD’deki Alman işletme katkısının uygulanması için bir sözleşme imzaladı ve bu sözleşme, başlangıçta 2009’un başında dört yıl daha uzatıldı. Çalışma “Alman” tarafından yürütülecek. SOFIA Enstitüsü” (DSİ) Stuttgart Üniversitesi’nde kuruldu. ABD’deki SOFIA operasyonlarına Almanya’nın katkısına ek olarak (yaklaşık 30 çalışanın görevlendirilmesi, uçak yedek motorlarının satın alınması, teleskop yedek parçaları, Alman uçuş birliği için yakıt maliyetleri), DSİ bilimsel yönleri ve halkla ilişkiler ve eğitim faaliyetlerini koordine eder. aracılığıyla Almanya’da çalışmak. Baden-Württemberg eyaleti de buna mali katkı sağlıyor.
1990’ların ortalarına kadar gökbilimciler, kızılötesi aralıkta astronomik veriler elde etmek için NASA’nın Kuiper Hava Gözlemevi (KAO) 91 santimetrelik hava teleskopunu kullandılar. Elektromanyetik spektrumun bu kısmına, yer gözlemevleri için büyük ölçüde erişilemez. KAO ölçümlerinin olağanüstü bir sonucu, Uranüs halkalarının keşfiydi.
Henüz keşfedilmemiş kızılötesi menzil için, Amerika Birleşik Devletleri ve Almanya’dan bilim adamları, KAO’nun modern halefi olarak yeni bir kızılötesi astronomi gözlemevinin geliştirilmesine ihtiyaç olduğunu gösterdiler: Daha yüksek açısal çözünürlük, artan hassasiyet ve daha yüksek spektral çözünürlük ile bu, Yeni hava gözlemevi, galaktik ve galaksi dışı astronomi ile güneş sisteminin kökeni ve evrimi ile ilgili temel soruları yanıtlıyor.
1996 yılının sonunda, Amerikan NASA ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) adlı bu yeni gözlemevini ortaklaşa geliştirmek ve işletmek için anlaştılar. Teleskobun entegrasyonu ve uçağa yapısal modifikasyonların tamamlanmasının ardından, gözlemevinin uçuş testleri Nisan 2007’de başladı. 2008’in başından beri SOFIA, Palmdale’deki NASA Armstrong Uçuş Araştırma Merkezi Hangar 703’teki son konumunda bulunuyor. , California, uzun bir havacılık geçmişine sahip bir yer.
Uçakta yapılan modifikasyonların ardından, Aralık 2009’da başlayan kapsamlı bir uçuş test programı ile gözlemevi faaliyete hazırlandı. Mayıs 2010’da, ilk hafif uçuş olarak adlandırılan ilk astronomik test ölçümü gerçekleştirildi. Daha fazla test uçuşu, modernizasyon önlemleri ve test gözlemlerinin ardından, uçan gözlemevinin resmi gözlem operasyonu Nisan 2013’te yüzüncü uçuşla başladı.
Alman tarafı SOFYA için iki enstrüman geliştirdi:
- Bonn’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü, Köln Üniversitesi ve Berlin Humboldt Üniversitesi’nden oluşan bir konsorsiyumdan yüksek çözünürlüklü heterodin spektrometre GREAT (Terahertz Frekanslarında Alman Alıcı)
- Stuttgart Üniversitesi Havacılık ve Uzay Sistemleri Enstitüsü yönetimindeki görüntüleme hattı spektrometresi FIFI-LS (Uzak Kızılötesi Alan Görüntüleme Hattı Spektrometresi)
2,70 metre çapında bir aynaya sahip kızılötesi teleskop platformu, kısa, güçlü tasarımı sayesinde stratosfere tırmanabilen kullanılmış bir Boeing 747SP uçağıdır. On üç kilometreden fazla uçuş irtifası gereklidir, çünkü alanın altında troposferdeki emici su buharı kızılötesi aralıktaki gözlemleri engeller. Bu nedenle, yer teleskopları yalnızca dar dalga boyu pencerelerindeki gök cisimlerinden kızılötesi radyasyon alabilir. SOFIA, KAO’nun on katı hassasiyete ve üç katı açısal çözünürlüğe sahip olacaktır. SOFIA, planlanan 20 yıl boyunca faaliyette olacak ve yılda yaklaşık 160 astronomik ölçüm uçuşu gerçekleştirecek. Her uçuş yaklaşık altı ila sekiz saat sürer. SOFIA, yıllık akran değerlendirme paneli tarafından seçilen yaklaşık 50 bilim insanı grubu tarafından kullanılmaktadır.
En son teknolojiye sahip aletlerle sık uçuş imkanı, bilim insanlarının çok çeşitli kullanımlarına olanak tanır. Uçuş sırasında alete doğrudan erişim sağlayan genç bilim insanları, ölçümlerini yakından deneyimleme ve bunları hızlı bir şekilde bilimsel yayınlara dönüştürme fırsatı buluyor. SOFIA’nın esnekliği, kısa sürede ortaya çıkan gözlem nesnelerine (Fırsat Hedefleri olarak adlandırılır) dünya çapında erişim sağlar. Nispeten kısa enstrüman geliştirme döngüleri sayesinde, SOFIA ayrıca daha sonraki uydu kaynaklı enstrümanlar için mükemmel bir test platformu sunuyor.
NASA ve DLR arasındaki işbirliği, karşılıklı bir anlaşma ile kararlaştırıldı. Geliştirme ve işletme aşamalarında iş paketlerinin dağıtımını tanımlar. Almanya teleskopu tedarik ediyor ve operasyonda yüzde 20 yer alacak ve yılda yaklaşık 30 bilimsel uçuş tahsis edilecek. NASA, kullanılmış Boeing 747’yi satın aldı ve teleskopu yerleştirmek için değiştirdi. NASA ayrıca gözlemevinin operasyonlarını Amerika Birleşik Devletleri’ndeki bir ana üssünden yürütüyor.
NASA ve DLR, görevlerini yerine getirmek için endüstri sözleşmeleri imzaladı. SOFIA teleskopu, DLR adına MT-Mekatronik (eski adı: MAN) ve Kayser-Threde şirketleri tarafından geliştirilip inşa edildi ve Airbus Beluga geniş gövdeli bir uçakla Teksas’taki Waco entegrasyon sahasına teslim edildi. MT-Mechatronics/Kayser-Threde’den alınan taşeronluk kapsamında Avrupa’dan düzinelerce başka şirket teleskopun geliştirilmesi üzerinde çalıştı.
Kasım 2004’te DLR, Stuttgart Üniversitesi ile ABD’deki Alman işletme katkısının uygulanması için bir sözleşme imzaladı ve bu sözleşme, başlangıçta 2009’un başında dört yıl daha uzatıldı. Çalışma “Alman” tarafından yürütülecek. SOFIA Enstitüsü” (DSİ) Stuttgart Üniversitesi’nde kuruldu. ABD’deki SOFIA operasyonlarına Almanya’nın katkısına ek olarak (yaklaşık 30 çalışanın görevlendirilmesi, uçak yedek motorlarının satın alınması, teleskop yedek parçaları, Alman uçuş birliği için yakıt maliyetleri), DSİ bilimsel yönleri ve halkla ilişkiler ve eğitim faaliyetlerini koordine eder. aracılığıyla Almanya’da çalışmak. Baden-Württemberg eyaleti de buna mali katkı sağlıyor.