Raumfahrt, Astronomie & Physik DLR-Forschungsflugzeug Sofia verlässt Deutschland

Das deutsch-amerikanische Forschungsflugzeug SOFIA ist derzeit am Köln/Bonner Flughafen stationiert. Von dort aus untersucht das Gemeinschaftsprojekt der NASA und des DLRs den Luftraum über Europa. Am 16. März wird es zurück zu seinem Heimathafen nördlich von Los Angelas aufbrechen. Doch was hat SOFIA genau untersucht?

Fliegende Sternwarte: Mit dem 2,5 Meter-Teleskop an Bord der modifizierten Boeing 747SP werden astronomische Beobachtungen im Infrarot- und Submillimeter-Wellenlängenbereich durchgeführt – weitgehend oberhalb der dabei störenden irdischen Lufthülle.
Fliegende Sternwarte: Mit dem 2,5 Meter-Teleskop an Bord der modifizierten Boeing 747SP werden astronomische Beobachtungen im Infrarot- und Submillimeter-Wellenlängenbereich durchgeführt – weitgehend oberhalb der dabei störenden irdischen Lufthülle. Bildrechte: NASA / Jim Ross

Es ist das erste Mal, dass SOFIA eine Mission von deutschem Boden aus durchführt. Dabei ist das Projekt mit deutscher Beteiligung entstanden. Die umgebaute verkürzte Boeing 747 ist mit einem Teleskop ausgestattet, das den Nachthimmel beobachten soll. Es wird von der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR durchgeführt. Der Name SOFIA steht übrigens für Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie.

Der Hauptbetreiber des Projektes ist die NASA, weshalb auch nur deren Piloten das umgebaute Flugzeug fliegen. Von Deutschland stammt das Teleskop mit seinen Instrumenten, wie Elisabeth Mittelbach erklärt. Sie ist die Gruppenleiterin für Kommunikation beim DLR in Bonn und ist mit dem Projekt vertraut.

Es ist ein ganz besonderes Teleskop. Ein Spezial-Teleskop, das es nur einmal auf der Welt gibt und wurde speziell für SOFIA von deutschen Ingenieuren und Wissenschaftlern entwickelt und gebaut.

Elisabeth Mittelbach, DLR

Deutsches Instrument im fliegenden Observatorium

"Es gibt sechs Instrumente an Bord von SOFIA, von denen – ich sage mal – 2,5 aus Deutschland kommen. Zwei Instrumente sind auf den Fern- und Infrarot-Bereich ausgerichtet und das dritte ist ein kleines optisches Instrument", so Mittelbach. Bei dieser Mission ist vor allem GREAT wichtig. Das steht für "Deutscher Empfänger für Astronomie bei Terahertz-Frequenzen" (engl. German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies).

Das Ferninfrarot-Spektrometer GREAT ist innerhalb der Druckluftkabine im Flugzeugobservatorium SOFIA am Teleskopflansch montiert. Die Teleskopschüssel selbst befindet sich in einem hermetisch abgeschlossenen Raum im hinteren Teil des Flugzeugs. Ihre Luke wird erst während des Fluges geöffnet.
Das Ferninfrarot-Spektrometer GREAT ist innerhalb der Druckluftkabine im Flugzeugobservatorium SOFIA am Teleskopflansch montiert. Die Teleskopschüssel selbst befindet sich in einem hermetisch abgeschlossenen Raum im hinteren Teil des Flugzeugs. Ihre Luke wird erst während des Fluges geöffnet. Bildrechte: DLR

Dieses nimmt den Weltraum in einer spektroskopischen Ferninfrarot-Beobachtung auf. Auf dem Boden könnten solche Beobachtungen gar nicht gemacht werden, da die Atmosphäre dafür viel transparenter sein müsste.

SOFIA fliegt in ungefähr zwölf Kilometern Höhe – also sehr hoch, weil dort besonders wenige störende Gase in der Atmosphäre sind. Für ein Teleskop ist es eben wichtig, dass es ungehindert in den Nachthimmel schauen kann.

Elisabeth Mittelbach, DLR

Zwei Ziele, eine Mission

Dr. Ing. Alessandra Roy ist die Projektwissenschaftlerin der Mission. Sie und ihr Team wollen zum einen herausfinden, wie massereiche Sterne mit ihrer Umgebung in Wechselwirkung stehen. "Es wird den Astronomen helfen, den Prozess der Sternentstehung besser zu verstehen", so Roy. Besonders, warum junge Sterne die Wolke, in der sie geboren wurden, zerstören.

Durch die Untersuchung von Regionen mit einer Reihe von massiven Sternentstehungsaktivitäten wird SOFIA die Beziehung zwischen der Sternentstehungsaktivität und der Art und Weise, wie sie die Entstehung anderer Sterne in dem Gebiet unterstützen oder verhindern, quantifizieren.

Dr. Ing. Alessandra Roy, SOFIA-Projektwissenschaftlerin beim DLR

Das in Deutschland gebaute 2,7 Meter-Infrarotteleskop im Rumpf der Boeing 747SP.
Das in Deutschland gebaute 2,7 Meter-Infrarotteleskop im Rumpf der Boeing 747SP. Bildrechte: NASA

Das zweite Forschungsziel befasst sich mit der Dichteschwankung der kosmischen Strahlung. Für den Menschen ist diese Strahlung tödlich, erklärt die DLR-Forscherin. "Die Energie, die sie hat, ist viel mehr als die, die wir mit den Teilchenbeschleunigern auf der Erde erzeugen können." Sie besteht aus geladenen Teilchen, den Protonen und Ionen. Diese stammen meist von außerhalb des Sonnensystems. Und mit der Dichteschwankung ist das Aufheizen des interstellaren Mediums in Abhängigkeit von ihrer räumlichen Verteilung gemeint.

Sie beeinflusst den Energiehaushalt des interstellaren Mediums und damit die chemischen Reaktionen die darin ablaufen.

Dr. Ing. Alessandra Roy, SOFIA-Projektwissenschaftlerin beim DLR

Dafür sucht das GREAT-Instrument nach Gasen, in denen sich ein Wasserstoffatom mit einem anderen Element zu einfachen Molekülen verbindet. Das können Elemente wie Argon oder auch Sauerstoff sein.

Darum startete Sofia von Deutschland aus

Eigentlich startet SOFIA immer von den USA oder Neuseeland aus. Dass SOFIA diesmal von Deutschland aus aufbrach, lag laut Mittelbach an mehreren Gründen. Zum einen an der Corona-Pandemie. Im Sommer ist SOFIA sonst immer in Neuseeland, wo das Observatorium die Südhemisphäre untersucht. Doch 2020 ist dies wegen des Corona-Lockdowns ausgefallen. Ob es 2021 stattfinden wird, ist noch nicht sicher.

Am 4. Februar 2021 ist die fliegende Sternwarte SO­FIA um 15:33 Uhr am Köln/Bonn Airport gelandet.
Am 4. Februar 2021 ist die fliegende Sternwarte SO­FIA um 15:33 Uhr am Köln/Bonn Airport gelandet. Bildrechte: Flughafen Köln/Bonn CGN

Außerdem befand sich das Forschungsobservatorium ohnehin in Deutschland. SOFIA wurde nämlich in Hamburg generalüberholt. Anschließend ist es ins Rheinland geflogen. Seit dem 4. Februar befindet es sich an dem Flughafen Köln/Bonn. In der Nacht zum Samstag, vom 12. auf den 13. März fand der letzte von 20 Flügen statt. Da es an diesem Flughafen kein Nachtflugverbot gibt, kam dieser Standort ebenfalls infrage. Denn SOFIA fliegt in der Regel immer nur nachts, meistens zehn Stunden.

Sind deutsche Flughäfen für SOFIA zukunftsträchtig?

Am 16. März wird SOFIA den Köln/Bonner Flughafen verlassen, voraussichtlich gegen Vormittag. Anschließend wird das fliegende Observatorium zu seinem Heimatflughafen im kalifornischen Palmdale, dem NASA Armstrong Flight Research Center, aufbrechen. Dieser befindet sich nördlich von Los Angeles. Dort wird SOFIA auch erst einmal bleiben.

Ob SOFIA noch einmal von Deutschland aus Missionen fliegen soll, wird sich noch herausstellen. Durch die Corona-Pandemie steht der touristisch geprägte Linienverkehr überwiegend still. Damit hatte sich der rheinische Flughafen geradezu angeboten. Der Heimatflughafen in Palmdale steht dagegen ausschließlich für Forschungsflüge zur Verfügung. Darüber hinaus ist die wissenschaftliche Infrastruktur für SOFIA in Kalifornien besser ausgebaut als in Deutschland.

1 Kommentar

Onye nyocha utu vor 20 Wochen

könnten das die in die Jahre gekommenen AWACS-Flugzeugen übernehmen
gibt es nach 40 Jahren AWACS-Flugzeugen moderne den heutigen Waffensystemen angepasste Lösungen