Das deutsch-amerikanische Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) erreichte in der Nacht vom 26. Mai 2010 mit dem "First Light" einen wichtigen Meilenstein. Zum ersten Mal hat diese weltweit einzige fliegende Sternwarte, die gemeinsam von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betrieben wird, im Flug astronomische Objekte im Infraroten beobachtet.
Die Flugzeugsternwarte SOFIA | Die Flugzeugsternwarte SOFIA besteht aus einer Boeing 747SP, in deren hinteren Rumpf ein 2,7-Meter-Spiegelteleskop eingebaut ist. Hier ist SOFIA während eines Testflugs im Dezember 2009 mit abgedeckten Hauptspiegel zu sehen.
Die stark modifizierte Boeing 747SP, die mit einem unter DLR-Leitung in Deutschland gebauten 2,7-Meter-Spiegelteleskop ausgestattet ist, startete am 26. Mai 2010 um 6:45 Uhr MESZ von seiner Heimatbasis, dem NASA Dryden Aircraft Operations Facility in Palmdale, Kalifornien. Während des achtstündigen Flugs in einer Höhe von bis zu elf Kilometern testete die 18-köpfige Besatzung bestehend aus Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern die Leistungsfähigkeit des Teleskops ausgiebig und lichtete erste Infrarotaufnahmen von Testobjekten am Nachthimmel ab.
Als krönenden Abschluss der Nacht gelangen den Forschern mit der FORCAST-Kamera Aufnahmen von der Galaxie Messier 82 und dem Planeten Jupiter bei verschiedenen Infrarotwellenlängen. Für erdgebundene Teleskope sowie für die gegenwärtig betriebenen Weltraumteleskope sind solche Daten absolut unzugänglich. Das "Dreifarbenbild" von Jupiter zeigt die Hitze, die durch Lücken in seiner Wolkendecke entweicht, mit den Aufnahmen von Messier 82 späht FORCAST in die interstellaren Staubwolken hinein und zeigt mehrere Knoten, in denen jeweils zehntausende von Sternen entstehen.
Jupiter im Infraroten | Ein zusammengesetztes Infrarotbild (rechts) vom Jupiter aus Aufnahmen, die SOFIA während des "First Light"-Flugs bei Wellenlängen von 5,4 (blau), 24 (grün) and 37 Mikrometern (rot) mit der FORCAST-Kamera der Cornell University gemacht hat. Als Vergleich wird ein Bild (links) von nahezu derselben Jupiterseite gezeigt, das kürzlich in optischen Wellenlängen gewonnen wurde. Der weiße Streifen im infraroten Bild zeigt einen Blick durch eine vergleichsweise transparente Wolke in den wärmeren Innenbereich vom Jupiter.
"SOFIA vereinigt die Effektivität von satellitengestützten Teleskopen mit der vergleichsweise leichten Wartung von erdgebundenen Sternwarten", fasst Alois Himmes, SOFIA-Projektleiter beim DLR, die Vorteile der fliegenden Infrarotsternwarte zusammen. "SOFIA ist vergleichbar einem Weltraumobservatorium, das jeden Morgen nach Hause kommt", erklärt Himmes weiter. "Bei maximaler Beobachtungshöhe lässt SOFIA mehr als 99 Prozent des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre unter sich und kann somit einen Großteil der kosmischen Infrarotstrahlung empfangen", ergänzt Paul Hertz, Programmwissenschaftler bei NASA.
Das Team, das die "First Light"-Beobachtungen durchgeführt hat, bestand aus einer internationalen Crew von NASA, der Universities Space Research Association (USRA) und dem Deutschen SOFIA-Institut (DSI) in Stuttgart. Mit an Bord waren insbesondere auch Terry Herter und seine Kollegen von der Cornell University in Ithaca, New York. Sie haben ihre hoch empfindliche Infrarotkamera FORCAST (Faint Object InfraRed-CAmera for the SOFIA Telescope) für diese erste Beobachtung im Flug betrieben.
Die Galaxie Messier 82 im Blick von SOFIA | Ein zusammengesetztes Infrarotbild vom zentralen Bereich der Galaxie Messier 82 aus Aufnahmen, die SOFIA während des "First Light"-Flugs bei Wellenlängen von 19 (blau), 31 (grün) and 37 Mikrometer (rot) mit der FORCAST-Kamera gemacht hat. Das obere und mittlere Bild zeigt den gleichen Bereich bei optischen Wellenlängen. Mit den infraroten Aufnahmen sehen Astronomen hinter die Sterne und Staubwolken – die im optischen Bild deutlich zu erkennen sind – direkt in das Herz der Sternentstehung von Messier 82.
Das Teleskop selbst ist allen Erwartungen mehr als gerecht geworden. Die nur durch sehr aufwändige Regelungstechnik erreichbare Bildstabilität und Präzision der Teleskopausrichtung erfüllten die Vorgaben voll oder übertrafen sie sogar. Dies ist eine außerordentliche Ingenieursleistung wenn man bedenkt, dass diese astronomischen Beobachtungen mit einem Großteleskop aus einem Flugzeug mit geöffneter Luke heraus bei 800 Kilometern pro Stunden erfolgten, stellte Thomas Keilig, der verantwortliche Testingenieur vom DSI nach dem Flug fest.
Über SOFIA SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).
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