Стратосферная обсерватория ИК-астрономии () — совместный проект НАСА и Германского центра авиации и космонавтики по созданию и использованию телескопа системы Кассегрена, работающего с борта летящего самолёта (Boeing 747SP). Начало проекта — май 2010 года. В сентябре 2022 года проект был завершён.
Подъём телескопа на высоту в 13 километров позволяет сделать качество получаемой «картинки» близкой к уровню космических обсерваторий.
Назначение и цели SOFIA предназначен для изучения различного рода астрономических объектов и явлений, самые примечательные из которых: Рождение и гибель звёзд Формирование звёздных систем Отождествление сложных молекул в космическом пространстве Планеты, астероиды и кометы Солнечной системы Галактические туманности и пылевые образования Чёрные дыры в галактических центрах
Устройство
SOFIA расположен на борту широкофюзеляжного самолета Boeing 747SP, который был модифицирован для установки телескопа-рефлектора с 2.5 метровой апертурой в задней части фюзеляжа и работает на высотах 12−14 км, в стратосфере. Первоначально телескоп был разработан для астрономических наблюдений в инфракрасной области спектра, но также может быть использован для наблюдений в частотах видимой области спектра. Водяной пар, находящийся в атмосфере Земли, поглощает некоторые ИК волны на их пути к поверхности планеты, но возможности проекта SOFIA позволяют поднять телескоп достаточно высоко, чтобы он был выше основной массы пара атмосферы. На высоте полета самолета доступно около 85 % всего ИК спектра. Самолет может перелететь практически в любую точку планеты, позволяя вести наблюдения как в Северном, так и в Южном полушариях.
Ожидалось, что после завершения разработок, в течение следующих 20 лет самолет сможет совершать в неделю по 3—4 ночных полета с наблюдениями. Но уже через 8 лет, в апреле 2022 года стало известно о планах по закрытию проекта к осени того же года, что объяснялось большими расходами на эксплуатацию и невысокой научной результативностью.
Научные инструменты
В настоящее время в разработке 7 первых научных приборов, пять из которых производятся Американской стороной проекта и два со стороны Германии. В список научных приборов входят: камеры, спектрометры и фотометры работающие в ближнем, среднем и дальнем ИК диапазонах. Некоторые научные инструменты предназначены для конкретных явлений, т.е. узконаправленные, другие же предназначены для широкого спектра задач и способны работать одновременно с другими инструментами для получения информации от изучаемых объектов и явлений.
Телескоп обладает следующими научными приборами: EXES (Echelon-Cross-Echelle Spectrograph) FIFI-LS (Field Imaging Far Infrared Line Spectrometer) FLITECAM (First Light Infrared Test Eperiment CAMera) FORCAST (Faint Object InfrRed CAmera for the SOFIA Telescope) GREAT (German REceiver for Astronomy at Terahertz Frequencies) HAWC+ (High-resolution Airborne Wideband Camera) HIPO (High Speed Imaging Photometer for Occultation)
Телескоп SOFIA Подобно большинству современных научных телескопов, телескоп SOFIA использует зеркало для накопления и фокусировки света от исследуемых объектов. Зеркальные телескопы более практичны в использовании и дёшевы в изготовлении по сравнению с телескопами, использующими линзы для тех же целей. Основное зеркало расположено в нижней части телескопа и имеет 2.7 метра в диаметре. Поверхность зеркала глубоко вогнута, тщательно отшлифована и имеет покрытие из алюминия для обеспечения максимальной отражательной способности. Входящий световой поток отражается от поверхности основного зеркала и направляется обратно к переднему краю телескопа, где расположено вторичное выгнутое зеркало диаметром 0.4 метра, направляющее свет от исследуемого объекта обратно к первичному. На пути дважды отражённого и сконцентрированного света на расстоянии примерно в 1 метр от поверхности первичного зеркала расположено следующее, но уже плоское зеркало, отражающее свет в сторону от зеркальной системы телескопа внутрь самолёта, где расположена фокальная плоскость телескопа. Здесь сфокусированный поток света регистрируется и анализируется одним из научных приборов.
Научные результаты Первые изображения с помощью этого телескопа были получены 26 мая 2010, астрономические наблюдения велись около 2 минут, в ходе которых были сняты Юпитер и ядра галактики M82.
Первый научный вылет состоялся в начале декабря этого же года и шёл около 10 часов, в течение которых проводились наблюдения области активного звездообразования в туманности Ориона.
Летающая обсерватория SOFIA помогла весной 2015 доказать, что сверхновые являются основными производителями космической пыли в галактиках, составляющей основу Земли и всех существующих во Вселенной планет.Учёные нашли связующее звено между сверхновыми и формированием планет // РИА Новости, 19 марта 2015
Важным открытием на счету обсерватории SOFIA является обнаружение первой образованной после "Большого взрыва" молекулы. Гидрид гелия (HeH+) был обнаружен на расстоянии около 3 000 световых лет от Земли телескопом SOFIA.
В феврале 2020 г. Администрация Белого дома предложила закрыть проект, заявив, что он не оправдывает $85 млн, ежегодно выделяемых на него.
Полеты SOFIA были приостановлены 19 марта в связи с пандемией COVID-19.
С августа 2020 года летающая обсерватория SOFIA возобновляет полеты с базы SOFIA в летно-исследовательском центре НАСА в Калифорнии. Внедрены новые процедуры, обеспечивающие здоровье и безопасность персонала. Новые процедуры включают полет с минимальным количеством членов экипажа, социальное дистанцирование и средства индивидуальной защиты для персонала, а также дополнительную санитарию самолета во время и между полетами.
SOFIA начала с запуска двух рейсов, начиная с 17 августа, чтобы дать команде время для оценки и корректировки новых процедур, и теперь планирует вернуться к своему обычному графику наблюдений с примерно четырьмя рейсами в неделю.
Команда будет исследовать далекие галактики, чтобы узнать, как черные дыры контролируют рост галактик и как быстро в них образуются звезды. Чтобы лучше понять, как рождаются звезды, команда изучит, как магнитные поля влияют на небесные облака, инкубирующие натальные звезды.
См. также Инфракрасная астрономия Обсерватория Койпера
Примечания
Ссылки
Категория:Boeing 747 Категория:Телескопы Категория:Проекты НАСА Категория:Астрономические обсерватории