Üks tähelepanuväärsemaid observatooriume maailmas ei tööta mitte mäe otsas, mitte kosmoses, vaid 45 000 jala kõrgusel Boeing 747. Booting 747. Nick Howes vaatas selle ainulaadse lennuki ümber, kui see tegi oma esimese maandumise Euroopas.
SOFIA (Stratospheric Infrared Astronomy Observatory for Infrared Astronomy) tuli ideest, mille idee käivitati esmakordselt 1980ndate keskel. Kujutage ette, et teadlaste sõnul kasutage Boeing 747 abil suure teleskoobi kandmist stratosfääri, kus atmosfääri veemolekulide infrapunakiirguse neeldumine on dramaatiliselt vähenenud isegi kõrgeimate maapealsete vaatluskeskustega võrreldes. 1996. aastaks oli see idee astunud sammu reaalsusele lähemale, kui NASA (kes rahastab 80 protsenti 330 miljoni dollari suuruse missiooni maksumusest, mis on võrreldav ühe tagasihoidliku kosmosemissiooniga seotud kuludega) ja Saksamaa lennunduskeskuse vahel sõlmiti ametlik kokkulepe SOFIA projekti kohta (DLR, kes rahastab ülejäänud 20 protsenti). Uurimis- ja arendustegevust alustati tõsiselt, kasutades kõrgelt modifitseeritud Boeing 747SP-d, mis kuulsa Ameerika piloodi järgi sai nimeks „Clipper Lindburgh” ja kus SP tähistab „spetsiaalset jõudlust”.
Neitsi proovilennud lennutati 2007. aastal, SOFIA tegutses NASA Drydeni lennuuuringute keskuses Edwardsi õhujõudude baasis Rogersi kuiva järve ääres Californias - kena ja kuivas kohas, mis aitab mõõteriistade ja lennukitega operatiivselt kaasa.
Kuna lennuk külastas Euroopa Kosmoseagentuuri astronautide koolituskeskust Kölnis, Saksamaal, anti mulle haruldane võimalus vaadata see suurepärane lennuk ümber Euroopa kosmose „Tweetup” (Twitteri kohtumine). Mis oli kohe märgatav, oli lennuki lühem pikkus, kui tavaliselt lendate, mis võimaldab lennukil kauem õhus püsida, mis on kõige olulisem reisija, 2,7-meetrine SOFIA teleskoop. Selle Hubble'i kosmoseteleskoobi suurusega esmane peegel on alumiiniumkattega ja põrkab valgust 0,4-meetriseks sekundaariks, kõik avatud puuri raamistikus, mis sõna otseses mõttes õhusõiduki küljelt välja torgab.
Nagu nägime, on mitmetonnise teleskoobi õhusõidukile paigutamise põhjuseks see, et seda tehes on võimalik pääseda enamikust meie atmosfääri neeldumisefektidest. Infrapunavaatlusi on maapinnal kasutatavate instrumentide puhul merepinnal või selle läheduses ja ainult osaliselt võimalik isegi kõrgetel mäetippidel võimatu. Meie troposfääri (atmosfääri alumine kiht) veeaur neelab nii palju infrapunavalgust, et traditsiooniliselt oli see ainus viis kosmoselaeva saatmiseks. SOFIA saab täita niši, tehes peaaegu sama tööd, kuid palju väiksema riskiga ja pikema elueaga. Lennukil on keerukad infrapunaseire kaamerad oma väljundi kontrollimiseks ja veeauru jälgimine, et mõõta vähest neeldumist.
2,7-meetrine peegel (kuigi praktikas kasutatakse tegelikult ainult 2,5-meetrit) kasutab klaaskeraamilist komposiiti, mis on väga termiliselt talutav, mis on ülioluline, arvestades karme tingimusi, mille tõttu õhusõiduk eraldatud teleskoobi läbi laseb. Kui arvatakse, et amatöör-astronoomidel on raskusi teleskoobi stabiilsusega öösel plahvatusohtlikes olukordades, siis mõelge SOFIA-le, kelle tohutu f / 19,9 Cassegraini peegeldav teleskoop peab tegelema avatud uksega
800 kilomeetrit tunnis (500 miili tunnis) tuuldub. Tavaliselt toimuvad mõned toimingud pigem 39 000 jala (umbes 11 880 meetri) juures kui võimaliku 45 000 jala (13 700 meetri) ülemmäära kohal, sest kuigi suurem kõrgus pakub pisut paremaid tingimusi imendumise puudumine (endiselt üle 99 protsendi veeaurust, mis põhjustab enamikku probleeme), tähendab vajalik lisakütus, et vaatlusajad vähenevad märkimisväärselt, muutes 39 000
jalgade kõrgus on mõnel juhul operatiivselt parem, et koguda rohkem andmeid. Lennuk kasutab nutikalt kujundatud õhu sisselaskesüsteemi õhuvoolu ja turbulentsi lehitsemiseks ja suunamiseks avatud teleskoobi aknast eemale ning pilootide ja teadlastega vesteldes olid kõik nõus, et ka lennuki mootorite väljund ei põhjusta mingit mõju. .
Jäädes lahedaks
Kõigi infrapunavaatluste vaatluskeskuste kaameraid ja elektroonikat tuleb hoida väga madalatel temperatuuridel, et vältida nende soojust tekkiva müra piltidesse sattumist, kuid SOFIA-l on varrukas üles. Erinevalt kosmoseülesandest (välja arvatud Hubble'i kosmoseteleskoobi teenindavad missioonid, mis kõik maksavad 1,5 miljardit dollarit koos kosmoselaeva käivitamise hinnaga) on SOFIA eeliseks see, et see võimaldab instrumente asendada või parandada või nende jahutusvedelikku täiendada, võimaldades jahutusvedeliku lisamist. eeldatav eluiga vähemalt 20 aastat, mis on palju pikem kui mis tahes kosmosepõhine infrapunaülesanne, mille jahutusvedelik mõne aasta pärast otsa saab.
Samal ajal on teleskoop ja selle häll inseneritöö. Teleskoop on asimuudis üsna kindlalt fikseeritud ja lennuki kompenseerimiseks on vaja vaid kolmekraadist mängu, kuid see ei pea selles suunas liikuma, kuna NASA parimate pilootidega lennuk täidab seda ülesannet. Teaduslike toimingute ajal võib see töötada vahemikus 20–60 kraadi. See kõik on loodud tolerantside jaoks, mis põhjustavad lõualuu langust. Näiteks on laagrisfäär lihvitud täpsusega alla kümne mikroni ja lasergüroskoobid annavad nurga juurdekasvu 0,0008 kaaresekundit. Isoleerituna põhilennukist kõrgsurve kompenseeritud kummist põrkeraua seeriaga, on teleskoop 747 põhiosast peaaegu täielikult vaba, kus asuvad arvutid ja nagid, mis mitte ainult ei tööta teleskoobiga, vaid pakuvad neile tugijaama kõik lennukiga lendavad vaatlejad.
PI taevas
Põhiuurijate jaam asub õhusõiduki keskpunkti ümber, mitu meetrit teleskoobist, kuid on suletud lennukiga (kokkupuutel õhuga 45 000 jalga, meeskond ja teadlased hukkuvad muidu koheselt). Siin saavad teadlased koguda kümme või enam tundi korraga andmeid, kui uks avaneb ja teleskoop osutab valitud sihtmärgile. Piloodid järgivad täpset lennutrajektoori, et säilitada nii instrumendi osutamise täpsus kui ka parimal viisil vältida turbulentsi võimalus. Ehkki maapealsed teleskoobid suudavad kiiresti reageerida sellistele sündmustele nagu uus supernoova, on SOFIA oma teadustegevuses pigem režiimil ja kuue kuu kuni aasta pikkuste ettepanekutsüklitega tuleb üsna täpselt kavandada, kuidas kõige paremini objekti jälgida.
Tuleviku ennustamine
Teadusoperatsioonid algasid 2010. aastal FORCAST (Sofia teleskoobi nõrga objekti infrapunakaamera) abil ja jätkusid 2011. aastal instrumendiga GREAT (Saksa astronoomiavastuvõtja Teraherzi sagedustel). FORCAST on keskmise / kauge infrapunainstrument, mis töötab kahe kaameraga vahemikus viis kuni nelikümmend mikroni (samaaegselt võivad nad töötada vahemikus 10–25 mikronit) 3,2-kaarminutilise vaateväljaga. See nägi esimest valgust Jupiteril ja galaktikal Messier 82, kuid tegeleb galaktika keskpunkti kujutamisega, tähtede moodustumisega spiraalsetes ja aktiivsetes galaktikates ning vaatleb ka molekulaarpilvi, mis on üks selle peamisi teaduse eesmärke, mis võimaldab teadlastel tolmu temperatuuri ja temperatuuri täpselt määrata. tähekujuliste piirkondade morfoloogia üksikasjad vähem kui kolme kaaresekundilise eraldusvõimega (sõltuvalt lainepikkusest, millega instrument töötab). Selle kõrval on FORCAST võimeline teostama ka grism (s.o. resti prisma) spektroskoopiat, et saada täpsemat teavet vaadeldavate objektide koostise kohta. Puudub adaptiivne optikasüsteem, kuid seda ei vajata seda tüüpi toimingute jaoks.
FORCAST ja GREAT on vaid kaks peamist teaduse töötamise instrumenti, mille hulka kuuluvad ka Echelle spektrograafid, kauge infrapunaspektromeetrid ja suure eraldusvõimega lairibakaamerad, kuid juba töötab teadusrühm uusi toiminguid järgmise etapi jaoks. Mõõteriistade ümberlülitus, kuigi keeruline, on suhteliselt kiire (võrreldav suurematel maapealsetel vaatluskeskustel instrumentide vahetamisega) ning seda saab saavutada vaatlusteks valmisolekuks, mida lennuk plaanib teha kuni 160 korda aastas. Ja kuigi polnud kindlaid plaane SOFIA jaoks sõsarlaeva ehitamiseks, on teadlaste vahel arutatud, kas panna suurem teleskoop Airbus A380-le.
Sky Outreach
Plaanitava teaduse suursaadikute programmiga, mis hõlmab õhusõidukil lendavaid õpetajaid, et uurimistööd teha, kasvab SOFIA avalik profiil. Teadusväljund ja võimalused instrumentidelt, mis on pidevalt arenevad, kasutatavad ja parandatavad iga kord, kui see maandub, on mõõtmatu, võrreldes kosmosemissioonidega. Ajakirjanikele anti alles hiljuti võimalus seda tähelepanuväärset lennukit külastada ning see oli privileeg ja au olla üks esimesi inimesi, kes seda lähedalt nägi. Seetõttu soovin tänada ESAt ja NASAt kutse ja võimaluse eest näha midagi nii ainulaadset.
