Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy - SOFIA
Riparte, aggiornato e modificato un vecchio progetto NASA e German Aerospace Center (DLR)
SOFIA è un aeromobile Boeing 747SP, un modello particolare con autonomia maggiorata.
Ma la cosa più interessante consiste nell’essere un osservatorio astronomico infrarosso!
All’interno della sua fusoliera è stato alloggiato un telescopio ad infrarossi con specchio principale da 2.7 metri di diametro!
Il telescopio si affaccia all’esterno da un grande portellone apribile anche alle alte quote, bassa stratosfera, a temperature di circa -40°C. in condizioni tali per cui la quasi totale assenza di vapore acqueo non interferirà negativamente sulle osservazioni infrarosse.
Per evitare l’appannamento causato dagli sbalzi di temperatura durante le missioni, in particolare a causa dell’apertura e chiusura del portellone, il vano del telescopio sarà pressurizzato alla pressione esterna in atmosfera di azoto, e raffreddato/climatizzato.
Nel mese di marzo 2009 sarà effettuato il primo volo con il portellone aperto.
Si prevede l’acquisizione delle prime immagini entro l’anno.
All’interno dell’aeromobile sono stati realizzati alloggi ed uffici per gli scienziati impegnati nelle osservazioni.
Infatti è uno dei problemi che sarei veramente curioso di capire come sono stati risolti.
Il telescopio è di focale corta, va bene, ma smorzare le vibrazioni dei motori, le turbolenze del portellone aperto, per non contare il mantenimento dell’oggetto inquadrato!
Capisco che un aereo di tale stazza sia molto stabile, ma non riesco ad immaginare come abbiano risolto tutti questi problemi.
Ho cercato sul sito, ma non avevo molto tempo, appena posso cerco di trovare le risposte!
[i]Q: How does SOFIA get clear pictures? Even at 12km there would still be a lot of airplane turbulence and the pictures wouldn’t be very clear.
A: At visible wavelengths, it is neither atmospheric turbulence, the refractive action of mobile air cells which push light rays around, overhead (actually there is not much air left overhead) that causes the blurring problem, nor the aircraft and telescope shaking that causes the problem, but rather the “shear layer” stream of air shooting past the open airplane cavity where the telescope sits, at 500 mph. This air motion worsens the resolution (the opposite of blurring) to 3 arc secs at visible wavelengths.
But the problem at the long wavelengths is different - it’s diffraction. Basically, the far-infrared light observed by SOFIA passes through the shear stream of air unperturbed. But this light has such a long wavelength, 100x to 1000 times the wavelength of visible light, that the SOFIA telescope is of insufficient size to focus it sharply, and blurriness results. At wavelengths in the far-infrared, like 60 micrometers, there is significant blurring due to this effect. The telescope is actually held extremely steady while observing occurs, even in turbulence. It’s held about as stable as a mountaintop telescope sitting on a 10 meter cement foundation, but diffraction still blurs the image.
So how do you do this? First, you isolate the telescope from the airplane by mounting it on a spherical pressurized oil bearing. The plane shakes and quakes, but the telescope doesn’t feel it. Second, you direct the wind away from the telescope by shaping the side of the airplane so as to deflect it, and install a little deflector fence on the edge of the telescope cavity as well. Third, you stabilize the telescope against sudden motion (wind does get through) by spinning three orthogonal gyroscopes which are rigidly attached to the structure, and fourth, you steer the telescope so as to keep it steady, by tracking a distant star and giving the telescope magnetical nudges to point it toward a fixed direction. [/i]