世界で最も注目に値する観測所の1つは、山頂や宇宙ではなく、ボーイング747で45,000フィートの高さで作業を行っています。ニックハウズがこのユニークな旅客機を見て、ヨーロッパに初めて着陸しました。
SOFIA（赤外線天文学の成層圏天文台）は、1980年代半ばに最初に提唱されたアイデアから生まれました。科学者によると、ボーイング747を使用して大型の望遠鏡を成層圏に運び、大気中の水分子による赤外光の吸収が、地上の最も高い観測所と比較しても劇的に低下すると想像してください。 1996年までに、SOFIAプロジェクトがNASA（3億3,000万ドルのミッションのコストの80％を賄う、単一のささやかな宇宙ミッションに匹敵する金額）とドイツ航空宇宙センターの間でSOFIAプロジェクトが正式に合意されたとき、そのアイデアは現実に近づきました（DLR、残りの20％に出資）。研究開発は、有名なアメリカ人パイロットにちなんで「クリッパーリンドバラ」と名付けられた高度に変更されたボーイング747SPを使用して本格的に始まり、「SP」は「スペシャルパフォーマンス」の略です。
メイデンの試験飛行は2007年に飛行され、SOFIAはNASAのカリフォルニア州ロジャースドライレイクにあるエドワーズ空軍基地にあるドライデンフライトリサーチセンターを利用して運用されています。
飛行機がドイツのケルンにある欧州宇宙機関の宇宙飛行士訓練センターを訪れたとき、私はこの素晴らしい航空機を欧州宇宙の「つぶやき」（Twitterミーティング）の一部として見学するまれな機会を与えられました。すぐに気づいたのは、飛行機の飛行距離が通常の飛行距離よりも短いことです。これにより、航空機はより長く空中に留まることができます。これは、最も重要な乗客である2.7メートルのSOFIA望遠鏡の重要な側面です。ハッブル宇宙望遠鏡サイズの主鏡はアルミニウムでコーティングされており、0.4メートルの副鏡に光を反射します。これらはすべて、文字通り航空機の側面から突き出ているオープンケージフレームワーク内にあります。
これまで見てきたように、航空機にマルチトン望遠鏡を配置する理由は、そうすることで、大気の吸収効果のほとんどを逃れることができるということです。海抜またはその近くの地上の計器では、赤外線での観測はほとんど不可能で、高い山頂でも部分的にしか不可能です。私たちの対流圏（大気の下層）内の水蒸気は赤外線光を大量に吸収するため、これを打ち負かす唯一の方法は宇宙船を送ることでした。 SOFIAは、ほぼ同じ作業を行うことでニッチを埋めることができますが、リスクははるかに低く、寿命ははるかに長くなります。航空機には、独自の出力をチェックするための高度な赤外線監視カメラと、ほとんど吸収されていないものを測定するための水蒸気監視があります。
2.7メートルのミラー（実際には実際には2.5メートルしか使用されていませんが）は、高度に熱耐性のあるガラスセラミックコンポジットを使用しています。これは、航空機が孤立した望遠鏡を通過する過酷な条件を考慮すると重要です。アマチュア天文学者が激しい条件で望遠鏡の安定性を持ついくつかの夜を過ごすのが難しいと想像するならば、その巨大なf / 19.9カセグレン反射望遠鏡が開いたドアに対処しなければならないSOFIAの考慮を惜しみません
時速800キロメートル（時速500マイル）の風。通常、一部の操作は45,000フィート（13,700メートル）の可能な天井ではなく、39,000フィート（約11,880メートル）で行われます。吸収の欠如（ほとんどの問題の原因となる水蒸気の99％をまだ上回っています）、必要な追加の燃料は、観測時間が大幅に短縮され、39,000
フィート高度は、より多くのデータを収集するために、場合によっては操作上優れています。航空機は巧妙に設計された吸気システムを使用して、開いた望遠鏡の窓から気流と乱気流を漏らして流し、パイロットや科学者に話します。彼らはすべて、航空機エンジンからの出力による影響はないことにも同意しました。
涼しさを保つ
すべての赤外線観測所のカメラと電子機器は、それらからの熱ノイズが画像にこぼれるのを防ぐために、非常に低い温度に維持する必要がありますが、SOFIAにはその対策があります。宇宙ミッションとは異なり（ハッブル宇宙望遠鏡へのサービスミッションは、それぞれスペースシャトルの打ち上げの価格を含めて15億ドルかかります）、SOFIAには、機器の交換や修理、または冷却剤の補充ができるという利点があります。推定寿命は少なくとも20年で、数年後に冷媒がなくなる宇宙ベースの赤外線ミッションよりもはるかに長い。
その間、望遠鏡とその揺りかごは工学の偉業です。望遠鏡は方位角でほぼ固定されており、航空機を補正するために3度の遊びしかありませんが、NASAの最高級のパイロットが操縦する航空機がその役割を果たすため、その方向に移動する必要はありません。科学の運用中は、高度20〜60度の範囲で機能します。あごを落とすような許容範囲に設計されています。たとえば、ベアリング球体は10ミクロン未満の精度で研磨され、レーザージャイロは0.0008秒角の角度増分を提供します。高度が補正された一連の加圧ゴムバンパーによって主要な航空機から分離されている望遠鏡は、望遠鏡を操作するだけでなく、基地局を提供するコンピューターとラックを収容する747の主要なバルクからほぼ完全に解放されています。飛行機で飛んでいる観測科学者。
空のPI
Principle Investigatorステーションは、航空機の中点付近にあり、望遠鏡から数メートルのところにありますが、飛行機内に囲まれています（45,000フィートの空気に曝されていると、乗組員と科学者は即座に殺されます）。ここでは、一度に10時間以上、科学者はドアが開いて望遠鏡が選択したターゲットを指していると、データを収集できます。パイロットは正確な飛行経路をたどり、機器のポインティング精度を維持し、また回避します。乱気流の可能性。地上の望遠鏡は新しい超新星などのイベントにすばやく対応できますが、SOFIAは科学運用においてより厳しく、提案サイクルが6か月から1年を超えるため、オブジェクトを観察する最善の方法を非常に正確に計画する必要があります。
未来を予測する
科学の運用は2010年にFORCAST（ソフィア望遠鏡用のかすかなオブジェクトの赤外線カメラ）で始まり、2011年までGREAT（ドイツテラヘルツ周波数天文学用レシーバー）装置で続きました。 FORCASTは、5〜40ミクロン（タンデムで10〜25ミクロンの範囲で動作可能）の2つのカメラで動作する中/遠赤外線機器で、3.2分角の視野を備えています。木星と銀河メシエ82に最初の光が当たったが、銀河中心の画像化、渦巻銀河と活動銀河における星形成、さらに分子雲の研究に取り組み、科学者が塵の温度と星形成領域の形態の詳細（3アーク秒未満の解像度まで）（装置が動作する波長に応じて）。これに加えて、FORCASTはグリズム（グレーティングプリズム）分光法を実行して、表示中のオブジェクトの構成に関するより詳細な情報を取得することもできます。補償光学システムはありませんが、実行している操作の種類に合わせて光学光学システムを必要としません。
FORCASTとGREATは、「基本的な」科学操作機器の2つにすぎません。これには、エシェル分光器、遠赤外線分光計、高解像度広帯域カメラも含まれますが、すでに科学チームは次の操作段階に向けて新しい機器に取り組んでいます。計装の切り替えは複雑ですが、比較的高速で（大規模な地上の観測所で計器を切り替えるのにかかる時間に匹敵します）、飛行機が年間160回まで行うことを目的とする観測の準備で達成できます。また、SOFIAの姉妹船を建造するという確固たる計画はありませんでしたが、より大きな望遠鏡をエアバスA380に搭載することについて科学者の間で議論がありました。
スカイアウトリーチ
航空機で飛行機で飛行して研究を行う科学大使プログラムが計画されているため、SOFIAのパブリックプロファイルは大きくなるでしょう。着陸するたびに絶えず進化し、保守可能で改善可能な機器からの科学出力と可能性は、宇宙ミッションと比較して計り知れません。ジャーナリストがこの注目に値する航空機を訪問する機会が与えられたのはごく最近であり、それを間近で見た最初の人々の一人であることは特権と名誉でした。そのために私はESAとNASAに招待してくれて、とてもユニークなものを見る機会に感謝したいと思います。
