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28.06.2014
SOFIA, eine modifizierte Boeing 747SP, die gemeinsam von der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) als "Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie" genutzt wird, ist am 28. Juni 2014 um 8:44 Uhr auf dem Hamburger Flughafen gelandet. Die fliegende Sternwarte ist normalerweise am "Armstrong Flight Research Center" der NASA in Kalifornien stationiert. Nun werden sowohl das Flugzeug als auch das integrierte Teleskop bis Anfang November bei Lufthansa Technik in Hamburg auf Herz und Nieren geprüft: "Damit erfüllt das DLR einen Teil seines 20-prozentigen Beitrags zum Betrieb des Observatoriums", erklärt Alois Himmes, SOFIA-Projektleiter im DLR.
DLR und NASA haben Lufthansa Technik für die Generalüberholung des Flugzeugs gewählt, weil hier die weltweit größte und längste Erfahrung in der Wartung dieses Flugzeug-Typs besteht. „Insgesamt gab es 45 Boeing 747SP, von denen noch 18 im Einsatz sind. Boeing selbst wartet diesen Flugzeug-Typ jedoch nicht“, erläutert Alois Himmes den Hintergrund. Von den in den USA ansässigen Firmen mit einer Lizenz für eine umfangreiche Wartung und Instandsetzung habe keine eine vergleichbare Erfahrung. Die früheren US-Betreiber der 1977 als „Clipper Lindberg“ in Dienst gestellten Boeing 747SP, PanAm und United Airlines, führen diesen Flugzeug-Typ, der von 1975 bis 1986 produziert wurde, zum Beispiel nicht mehr und haben ihre entsprechenden Lizenzen aufgegeben. Die 747SP - "SP" steht für "Special Performance" - hat einen wesentlich kürzeren Rumpf bei gleicher Leistung: sie kann deshalb mit 12 bis 14 Kilometern deutlich höher fliegen als ihre anderen Versionen.
Observatorium nutzt Infrarotstrahlen und blickt in die Geburtsstunde der Sterne
Pionierarbeit leistet der Jumbo auch jetzt: SOFIA ist ein weltweit einzigartiges fliegendes Observatorium, das seit 2010 in bisher rund 90 wissenschaftlichen Flügen unter anderem untersucht hat, wie sich Milchstraßensysteme entwickeln, oder wie Sterne und Planetensysteme aus interstellaren Molekül- und Staubwolken entstanden sind. Denn in den Rumpf eingebaut ist ein 17 Tonnen schweres, in Deutschland entwickeltes und vom DLR Raumfahrtmanagement beauftragtes Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 2,70 Metern. Insgesamt sechs wissenschaftliche Instrumente sind derzeit im Einsatz, darunter die von deutschen Wissenschaftlern betriebenen Spektrometer GREAT und FIFI-LS. „Im Unterschied zu Weltraumobservatorien können bei SOFIA ständig verbesserte oder sogar neu entwickelte Instrumente mit aktueller Technologie eingesetzt werden. SOFIA ähnelt einem Weltraumobservatorium, das allerdings nach jedem Flug wieder zur Erde zurückkehrt“, verdeutlicht DLR-Projektleiter Himmes. Weil SOFIA in der Stratosphäre oberhalb des irdischen Wasserdampfs fliegt, kann sie die Infrarotstrahlung nahezu verlustfrei beobachten. Bodengebundene Teleskope sind nicht in der Lage, diese Strahlung aus dem All zu messen, da der Wasserdampf in der irdischen Atmosphäre die Infrarot-Strahlen weitgehend abblockt.
„SOFIA ist für eine Einsatzzeit von 20 Jahren ausgelegt“, sagt Eddie Zavala, SOFIA-Programmleiter der NASA, und ergänzt: „Wir haben nun formal die Entwicklungsphase abgeschlossen. Nach dem Ende der Generalüberholung hier in Hamburg wird SOFIA ab 2015 mit rund 100 geplanten jährlichen Beobachtungsflügen für viele Jahre das wesentliche Werkzeug der Infrarot-Astronomen sein“.
Auch das Teleskop wird gewartet
Das Deutsche SOFIA Institut (DSI) an der Universität Stuttgart ist vom DLR mit der Koordination der deutschen Betriebsbeiträge beauftragt worden. Die Generalüberholung des Jumbos in Hamburg nutzen die DSI-Mitarbeiter, um auch das Teleskop einer gründlichen Wartung zu unterziehen. "Wir werden Verschleißteile austauschen und Funktionalitäten verbessern", erklärt DSI-Geschäftsleiter Thomas Keilig: "Wir freuen uns auf die sicherlich fruchtbare Zusammenarbeit mit den Lufthansa Technik-Kollegen". Das Flugzeug steht zwar am Boden, die Wissenschaft macht jedoch keine Pause: Am 18. Juli 2014 endet die Antragsfrist für astronomischen Beobachtungen während des dritten Wissenschaftszyklus, der im März 2015 beginnen soll. Parallel werden die Daten der Wissenschaftsflüge aus 2013 ausgewertet und zur Publikation eingereicht. Die Ergebnisse des ersten Beobachtungszyklus aus 2011 sind bereits weitgehend publiziert.
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Zahlreiche Besonderheiten
Auch für Lufthansa Technik ist dieser Check außergewöhnlich: „Weil SOFIA kein Linienflugzeug, sondern ein fliegendes Observatorium ist, werden aus Routineverfahren hier besondere Vorgänge“, sagt Sven Hatje, für die Überholung zuständiger Projektmanager. In fünf Phasen - Ankunft, Inspektion, Modifikation, Installation und Abnahme - wollen die Ingenieure SOFIA in den nächsten Monaten genau unter die Lupe nehmen. Die Spezifikationen des Flugzeugs betreffen auch seine Behandlung im Dock: "Wir müssen SOFIA zum Beispiel zuerst auf eine Höhe von sechs Metern anheben, um das Fahrwerk tauschen zu können. Das Heck der Maschine ist aber für übliche Verfahren mit 48 Tonnen zu schwer. Deshalb bocken wir das Flugzeug mit fünf statt mit drei Hebern auf. Dafür brauchen wir eine Sondergenehmigung." Zudem verfügt das Forschungsflugzeug nicht nur über eine modifizierte Elektronik im Cockpit und über sehr umfangreiche zusätzliche elektronische Systeme, sondern auch - und das ist wohl wirklich einmalig - über einen Rumpf mit einer rund vier Mal sechs Meter großen Luke, die sich nachts öffnet, wenn das Teleskop in den Sternenhimmel blickt.
Quelle: DLR
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Update: 17.12.2014
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Fliegende Sternwarte SOFIA ist wieder in Kalifornien
SOFIA beim Abflug in Hamburg am 14.Dezember 2014
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Sie sieht fast aus wie neu: Nach fünfeinhalb Monaten ist die fliegende Sternwarte SOFIA am 14. Dezember 2014 um 13.16 Uhr von Hamburg zu ihrem Heimatflughafen am "Armstrong Flight Research Center" in Palmdale (Kalifornien) aufgebrochen und dort nach elfstündigem Flug am 14. Dezember um 15.20 Uhr Ortszeit gelandet. Die modifizierte Boeing 747SP, die gemeinsam vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und von der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA als "Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie" genutzt wird, wurde seit ihrer Landung am 28. Juni bei Lufthansa Technik im Rahmen einer routinemäßigen Generalüberholung auf Herz und Nieren geprüft. Neben dem 37 Jahre alten Flugzeug ist auch das 17 Tonnen schwere, mit einem Spiegel mit rund 2,7 Meter Durchmesser ausgestattete Teleskop an Bord von SOFIA gewartet worden.
"Damit erfüllt das DLR einen Teil seines mit NASA vereinbarten 20-prozentigen Beitrags zum Betrieb des Observatoriums", erklärte Dr. Gerd Gruppe, DLR-Vorstand für das Raumfahrtmanagement, bei der Verabschiedung von SOFIA bei Lufthansa Technik in Hamburg. "Für das DLR ist die Beteiligung an SOFIA ein wichtiger Baustein, das Weltall weiter zu erforschen. Deutsche Wissenschaftler haben in den vergangenen Jahrzehnten die Technologien für die Beobachtungsinstrumente im Infrarotbereich entscheidend mitentwickelt. So konnten sie zu den großen Erfolgen der ESA-Satelliten ISO - Infrared Space Observatory - Mitte der neunziger Jahre und Herschel in den Jahren 2009 bis 2013 beitragen", ergänzte Gruppe. SOFIA sei nun auf absehbare Zeit das einzige Infrarot-Observatorium, mit dem sich diese Beobachtungen fortsetzen lassen.
Dr. Andrea Razzaghi, stellvertretende Direktorin der Astrophysics-Division im NASA Headquarter, ließ die Meilensteine des SOFIA-Projekts kurz Revue passieren: "2011 hat SOFIA als erstes Observatorium die Bedeckung eines Sterns durch den Kleinplaneten Pluto (Okkultations-Messung) beobachtet, was den Wissenschaftlern Aussagen über die Atmosphäre von Pluto ermöglicht hat. 2011 und 2013 entdeckte das deutsche Spektrometer GREAT zum ersten Mal im interstellaren Medium Moleküle, die wesentlich sind für das Verständnis der Bildung von Wasser und organischen Stoffen im Universum. 2013 und 2014 haben wir unter anderem den Kometen ISON und die Supernova SN2014J studiert." Ein Sprichwort sage aber auch, um eine Arbeit richtig auszuführen, brauche man ein passendes, voll funktionsfähiges Werkzeug - mit der nun generalstabsmäßig überholten SOFIA freue sie sich auf weitere Jahre intensiver Wissenschaftsflüge für die Infrarot-Astronomie. DLR und NASA hatten Lufthansa Technik für die Überholung des Flugzeugs gewählt, weil hier die weltweit größte und längste Erfahrung in der Wartung dieses Boeing-Typs besteht. "Wir haben insgesamt mehr als 60.000 Stunden an SOFIA gearbeitet, die Kabine komplett demontiert und neu eingebaut, das Fahrwerk ausgetauscht, alle Strukturen des Flugzeugs kontrolliert und ausgebessert, zwei Motoren ersetzt und vor allem alle Triebwerke und Pylone auf den neusten Stand gebracht", fasst Andreas Britz, SOFIA-Projektleiter bei Lufthansa Technik, zusammen.
Observatorium nutzt Infrarotstrahlen und blickt in die Geburtsstunde der Sterne
Das Deutsche SOFIA Institut (DSI) an der Universität Stuttgart ist vom DLR mit der Koordination der deutschen Betriebsbeiträge beauftragt worden. "Wir haben die Liegezeit in Hamburg genutzt, um auch am Teleskop Wartungsarbeiten zu erledigen, Verschleißteile auszutauschen und die Funktionalitäten zu verbessern", berichtet DSI-Geschäftsleiter Thomas Keilig. Nach ihrer Rückkehr nach Kalifornien wird SOFIA ab Januar 2015 den wissenschaftlichen Beobachtungsbetrieb wieder aufnehmen. "Gleich zu Anfang wird das Spektrometer GREAT des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn mit sechs Flügen die Beobachtungen von Sternentstehungssystemen fortsetzen", erläutert DLR SOFIA-Projektleiter Alois Himmes. "Im Verlauf des nächsten Jahres soll es dann weitere Beobachtungen mit GREAT und dem zweiten deutschen Instrument, dem abbildenden Spektrometer FIFI-LS der Universität Stuttgart, sowie den U.S.-Instrumenten FORCAST, EXES und FLITECAM geben", berichtet Himmes. Erstmals soll auch das noch wesentlich leistungsfähigere upGREAT mit insgesamt 14 Detektoren - statt einem bei GREAT - im Flug getestet werden. "Ein Höhepunkt wird sicherlich im Sommer 2015 die fünfwöchige Beobachtungskampagne von Neuseeland aus werden. Mit insgesamt 15 Flügen von GREAT und dem NASA-Instrument FORCAST soll wie schon 2013 die extrem wasserdampfarme Stratosphäre im dortigen Winter genutzt werden", sagt Alois Himmes.
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Sie sieht fast aus wie neu: Nach fünfeinhalb Monaten ist die fliegende Sternwarte SOFIA am 14. Dezember 2014 um 13.16 Uhr von Hamburg zu ihrem Heimatflughafen am "Armstrong Flight Research Center" in Palmdale (Kalifornien) aufgebrochen.
Quelle: DLR
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