September 2021

Den Sternen so nah

Die fliegende Sternwarte SOFIA ist die wohl effizienteste Art, ins All zu blicken: Sie vereint die Weitsicht von satellitengestützten Teleskopen mit der vergleichsweise leichten Wartung von erdgebundenen Observatorien und ist noch dazu sehr flexibel einsetzbar. Herzstück ist ein Spiegelteleskop mit 2,7 Meter Durchmesser und Schaeffler-Lager.

#Aerospace #Innovation #Mechanik

Zahlen und Fakten

13,7 km
fliegt SOFIA hoch. Dort, am unteren Rand der Stratosphäre, liegen 99 % des irdischen Dunstes unter ihr, und die Infrarotstrahlen aus dem All können ungehindert zum Teleskop durchdringen.
3–4 Mal
pro Woche hebt SOFIA normalerweise zu Forschungsmissionen ab. Flugdauer: 8–10 Stunden. Heimatbasis ist das NASA Armstrong Flight Research Center, Hangar 703, im kalifornischen Palmdale. Es wurden aber auch schon Missionen von Neuseeland, Französisch-Polynesien und Deutschland aus gestartet.
SOFIA
fliegt mit Mach 0,7 (870 km/h).
Der Basis-Jumbo von SOFIA
ging 1977 als PanAm-Flieger in Dienst. 1997 übernahm die NASA den Jet. Es ist eine von nur 45 jemals gebauten 747SP. Die „Special Performance“-Variante ist mit 56,4 Metern 14,6 Meter kürzer als ein Standard-Jumbo. Vorteil des Schrumpfens: Die Kurzversion kann höher fliegen als alle anderen Großraumjets.
rd. 1,5 Mrd. €
soll das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie, so der vollständige Name von SOFIA, bislang schon gekostet haben.

Im ehemaligen unteren Passagierbereich befinden sich die Arbeitsplätze der Astronomen und ein Bereich für Gäste (insgesamt maximal 30 Personen). Im hinteren Bereich zu erkennen: das Schott, das den offenen Teleskopbereich von der Kabine trennt, samt Teleskopaufhängung (blau) und vorgeflanschtem Messgerät © NASA
Elizabeth Ruth ist die einzige Frau im Piloten-Pool von SOFIA. Die NASA-Angestellte fliegt das Jet-Observatorium seit 2016 © NASA

SOFIAs größte Entdeckungen

SOFIA bestätigt 2017 die Existenz eines Sonnensystems, das dem unseren gleicht. Entfernung: 10,5 Lichtjahre.
2015 ist SOFIA dank seiner Flexibilität zur Stelle, als der Pluto bei einer seltenen Sternenbedeckung für 90 Sekunden einen rasend schnellen Schatten auf den Pazifik warf, und sammelte neue Erkenntnisse über den Zwergplaneten.
Mit SOFIA untersuchen Astronomen das Magnetfeld im Zentrum der Milchstraße und beginnen die Unterschiede zwischen aktiven und ruhigen schwarzen Löchern in den Zentren anderer Galaxien zu verstehen.
Dank SOFIA gelingt 2019 erstmals der Nachweis des Helium-Hydrid-Ions im Weltall. Auf der Existenz dieser Molekül-Art im Weltall basiert unser gesamtes Bild von der Entstehung chemischer Elemente und dem Leben, wie wir es kennen.
SOFIA entdeckt 2020 in der Mondoberfläche gebundenes Wasser in einem von der Sonne beschienenen und 120 °C heißen Bereich. Die entdeckte Wassermenge entspricht dem Inhalt einer 0,33-Liter-Dose, verteilt auf einem Fußballfeld.

SOFIAs Herzstück

Der wichtigste Passagier an Bord ist das 17 Tonnen schwere Teleskop im Heck des Jumbojets. Es ist made in Germany.

(1 ) Ein dreispiegeliges System (Hauptspiegel 2,7 m Durchmesser, 750 kg schwer), das (2) in einem Kohlefaserkäfig montiert ist, fängt Infrarotstrahlung aus dem All ein und lenkt sie zum (3) angeflanschten Messinstrument. Je nach Forschungszweck kann zwischen sechs verschiedenen Instrumenten gewechselt werden. Ein Druckschott trennt das der Atmosphäre ausgesetzte Spiegelelement von der Kabine ab. (4) Ein Ring mit 24 pneumatischen Feder-Dämpfer-Elementen entkoppelt die Aufhängung des Teleskops von den Schwingungen des Flugzeug. Das eigentliche Lager ist (5) ein hydrostatisches sphärisches Gleitlager von Schaeffler (1,2 m Durchmesser, 600 kg schwer). Es entkoppelt ebenfalls und sorgt gleichzeitig für Beweglichkeit. Außerdem helfen zwölf Motorsegmente dabei, das Teleskop so auszurichten und nachzuführen, dass äußere Störkräfte ausgeglichen werden. Das ganze Zusammenspiel funktioniert so gut, dass ein am Teleskop montierter Laserpointer aus zwölf Kilometer Höhe zielsicher eine Münze treffen könnte.