Dünyanın en dikkat çekici gözlemevlerinden biri, çalışmalarını bir dağın tepesinde değil, uzayda değil, Boeing 747'de 45.000 metre yüksekliğinde yapıyor. Nick Howes, Avrupa'da ilk inişini yaparken bu eşsiz uçağın etrafına baktı.
SOFIA (Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi) ilk olarak 1980'lerin ortalarında tartışılan bir fikirden geldi. Düşünün, bilim adamları, straeferde büyük bir teleskop taşımak için atmosferik su molekülleri tarafından kızılötesi ışığın emiliminin, en yüksek yer tabanlı gözlemevlerine kıyasla bile önemli ölçüde azaltıldığını düşünün. 1996'ya gelindiğinde, SOFIA projesi NASA (330 milyon dolarlık misyonun maliyetinin yüzde 80'ini finanse eden, tek bir mütevazı uzay misyonuyla karşılaştırılabilir bir miktar) ve Alman Havacılık Merkezi arasında resmen kabul edildiğinde bu fikir gerçeğe bir adım daha yaklaştı. (Diğer yüzde 20'sini finanse eden DLR). Araştırma ve geliştirme, ünlü Amerikalı pilottan sonra ‘Clipper Lindburgh’ adında ve ‘SP’ nin stands Özel Performans ’anlamına geldiği son derece değiştirilmiş bir Boeing 747SP kullanılarak ciddi bir şekilde başladı.
Kızlık test uçuşları 2007 yılında gerçekleştirildi ve SOFIA, NASA’nın Kaliforniya'daki Rogers Dry Lake’deki Edwards Hava Kuvvetleri Üssü’ndeki Dryden Uçuş Araştırma Merkezi’nde çalışıyor.
Uçak, Avrupa Uzay Ajansı'nın Almanya'nın Köln kentindeki astronot eğitim merkezini ziyaret ederken, bana bu muhteşem uçağın bir Avrupa Uzay 'Tweetup'ının (Twitter toplantısı) bir parçası olarak bakma fırsatı buldum. Hemen farkedilen şey, uçağın genellikle uçtuğunuz uzunluklardan daha kısa olmasıydı, bu da uçağın havada daha uzun süre kalmasını sağlar, en önemli yolcusu 2.7 metrelik SOFIA teleskopu için çok önemli bir özelliktir. Hubble Uzay Teleskopu boyutundaki birincil aynası alüminyum kaplıdır ve ışığı, kelimenin tam anlamıyla uçağın yanından dışarı çıkan açık bir kafes çerçevesinde 0,4 metrelik bir ikinciye sıçrar.
Gördüğümüz gibi, bir uçakta çok tonlu bir teleskop yerleştirmenin mantığı, bunu yaparak atmosferimizin emme etkilerinin çoğundan kaçmanın mümkün olduğudur. Kızılötesindeki gözlemler, deniz seviyesindeki veya yakınındaki yer tabanlı cihazlar için ve büyük olasılıkla yüksek dağ tepelerinde bile kısmen imkansızdır. Troposferimizdeki (atmosferin alt tabakası) su buharı, kızılötesi ışığı o kadar çok emer ki, geleneksel olarak bunu yenmenin tek yolu bir uzay aracı göndermekti. SOFYA, neredeyse aynı işi ancak çok daha az riskle ve çok daha uzun bir yaşam süresiyle bir niş doldurabilir. Uçak, kendi çıkışını kontrol etmek için gelişmiş kızılötesi izleme kameralarına ve ne kadar az emilim olduğunu ölçmek için su buharı izlemeye sahiptir.
2.7 metrelik ayna (aslında sadece 2.5 metre pratikte gerçekten kullanılmasına rağmen), ısıya karşı oldukça dayanıklı olan ve uçağın izole teleskopu koyduğu sert koşullar göz önüne alındığında hayati önem taşıyan bir cam seramik kompozit kullanır. Eğer amatör gökbilimcilerin zorluk koşullarında teleskop stabilitesi olan bazı geceleri olduğunu düşünürse, büyük f / 19.9 Cassegrain teleskopunu açık bir kapı ile uğraşmak zorunda olan SOFIA için bir düşünce bırakın.
Saatte 800 kilometre (saatte 500 mil) rüzgarlar.Normalde, bazı işlemler 45.000 fit (13.700 metre) olası tavandan ziyade 39.000 feet (yaklaşık 11.880 metre) 'de gerçekleşecektir, çünkü daha yüksek rakım, emilim eksikliği (sorunların çoğuna neden olan su buharının hala yüzde 99'unun üzerinde), ihtiyaç duyulan ekstra yakıt, gözlem sürelerinin önemli ölçüde azaldığı ve 39.000
ayak yüksekliği bazı durumlarda daha fazla veri toplamak için operasyonel olarak daha iyi. Uçak, hava akışını ve türbülansı açık teleskop penceresinden huniye çekmek ve kanalize etmek için akıllıca tasarlanmış bir hava emme sistemi kullanıyor ve pilotlarla ve bilim insanlarıyla konuştuğunda, hepsi uçak motorlarından gelen herhangi bir çıkışın neden olduğu bir etki olmadığını kabul ettiler. .
Serin kalmak
Tüm kızılötesi gözlemevlerindeki kameralar ve elektronik aksamların görüntüye dökülmesinden kaynaklanan termal gürültüyü önlemek için çok düşük sıcaklıklarda muhafaza edilmelidir, ancak SOFIA'nın bir ası vardır. Bir uzay görevinden farklı olarak (Hubble Uzay Teleskobu'na servis görevlerinin haricinde, her biri bir uzay mekiği fırlatma fiyatı da dahil olmak üzere 1.5 milyar dolara mal oldu) SOFIA, aletleri değiştirebilme veya onarabilme veya soğutma suyunu doldurabilme avantajına sahiptir. birkaç yıl sonra soğutma sıvısı tükenecek uzay tabanlı kızılötesi görevlerden çok daha uzun, tahmini en az 20 yıllık bir kullanım ömrü.
Bu arada teleskop ve yatağı bir mühendislik başarısıdır. Teleskop, azimutta hemen hemen sabittir, uçakları telafi etmek için sadece üç derecelik bir oyundur, ancak NASA'nın en iyilerinden bazıları tarafından kontrol edilen uçaklar bu görevi yerine getirirken bu yönde hareket etmesine gerek yoktur. Bilim işlemleri sırasında 20-60 derecelik bir rakım aralığında çalışabilir. Hepsi çeneyi düşüren toleranslara göre tasarlanmıştır. Örneğin taşıyıcı küre on mikrondan daha az bir hassasiyetle cilalanır ve lazer cayroları 0.0008 ark saniye açısal artışlar sağlar. Ana uçaktan irtifa telafi edilmiş bir dizi basınçlı kauçuk tampon ile izole edilen teleskop, sadece teleskopu işletmekle kalmayan, aynı zamanda baz istasyonunu sağlayan bilgisayarları ve rafları barındıran 747'nin ana kitlesinden neredeyse tamamen ücretsizdir. uçakla uçan gözlemsel bilim adamları.
Gökyüzünde PI
İlke Müfettiş istasyonu, uçağın orta noktasının etrafında, teleskoptan birkaç metre uzakta yer alır, ancak uçak içinde kapalıdır (45.000 feet'de havaya maruz kalır, mürettebat ve bilim adamları anında öldürülür). Burada, bir seferde on veya daha fazla saat boyunca, bilim adamları kapı açıldığında ve teleskop seçilen hedefi işaret ettikten sonra veri toplayabilir, pilotlar hem cihaz işaretleme doğruluğunu korumak hem de en iyi şekilde önlemek için hassas bir uçuş yolunu takip eder türbülans olasılığı. Yer tabanlı teleskoplar yeni bir süpernova gibi olaylara hızlı bir şekilde cevap verebilse de, SOFIA bilim operasyonlarında daha alaylıdır ve altı aydan bir yıla kadar olan teklif döngüleriyle, bir nesneyi en iyi nasıl gözlemleyeceğini planlamak zorundadır.
Geleceği tahmin etmek
Bilim operasyonları 2010 yılında FORCAST (Sofya Teleskop için Soluk Nesne Kızılötesi Kamera) ile başladı ve 2011'e GREAT (Teraherz Frekanslarında Alman Astronomi Alıcısı) aleti ile devam etti. FORCAST, beş-kırk mikron (iki ila 10 mikron arasında çalışabilir) arasında 3.2 arkminute görüş alanı ile iki kamera ile çalışan orta / uzak kızılötesi bir cihazdır. Jüpiter ve galaksi Messier 82 üzerinde ilk ışığı gördü, ancak galaktik merkezin görüntülenmesi, spiral ve aktif galaksilerde yıldız oluşumu ve ayrıca bilim adamlarının toz sıcaklıklarını doğru bir şekilde belirlemelerini sağlayan birincil bilim hedeflerinden biri olan moleküler bulutlara bakmaya çalışacak. üç yaylı çözünürlükten daha düşük olan yıldız oluşturan bölgelerin morfolojisi hakkında daha fazla ayrıntı (cihazın çalıştığı dalga boyuna bağlı olarak). Bunun yanı sıra, FORCAST, görüntülenen nesnelerin bileşimi hakkında daha ayrıntılı bilgi almak için grism (yani bir ızgara prizması) spektroskopisi de yapabilir. Uyarlanabilir optik sistemi yoktur, ancak yaptığı işlem türleri için buna gerek yoktur.
FORCAST ve GREAT, Echelle spektrografları, uzak kızılötesi spektrometreleri ve yüksek çözünürlüklü geniş bantlı kameraları da içeren "temel" bilim operasyon araçlarından sadece ikisidir, ancak zaten bilim ekibi operasyonların bir sonraki aşaması için yeni cihazlar üzerinde çalışmaktadır. Enstrümantasyon geçişi karmaşıkken, nispeten hızlıdır (daha büyük yer gözlemevlerinde enstrümanları değiştirmek için geçen süre ile karşılaştırılabilir) ve uçağın yılda 160 kez yapmayı amaçladığı gözlemlere hazır olarak elde edilebilir. SOFIA için kardeş gemi inşa etmek için kesin bir plan olmasa da, bilim adamları arasında Airbus A380'e daha büyük bir teleskop koymak için tartışmalar oldu.
Sky Sosyal Yardım
Araştırma yapmak için uçakta uçan öğretmenleri içeren planlı bir bilim elçisi programı ile SOFIA’nın kamu profili büyüyecek. Her geldiği zaman sürekli gelişen, servis verilebilen ve geliştirilebilen enstrümanların bilim çıktısı ve olanakları, uzay görevlerine kıyasla ölçülemez. Gazetecilere kısa bir süre önce bu olağanüstü uçağı ziyaret etme fırsatı tanınmıştı ve onu yakından gören ilk insanlardan biri olmak bir ayrıcalık ve onurdu. Bu amaçla, ESA ve NASA'ya davet ve bu kadar eşsiz bir şey görme şansı için teşekkür etmek istiyorum.
