SOFIA am Flughafen Stuttgart

Der Name „Sofia“ stammt aus dem  Altgriechischen und bedeutet übersetzt „die Weisheit“ oder „die Weise“. Für Astronomieinteressierte hat Sofia aber noch eine andere Bedeutung: Sofia ist auch der Name eines Gemeinschaftsprojektes der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA und dem deutschen Pendant, dem Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Bei diesem Projekt steht der Name für Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy – kurz SOFIA: eine umgebaute Boeing 747 SP, die ursprünglich als  Passagierflugzeug bei PanAm eingesetzt war. Heute trägt sie nach einer Meisterleistung der Ingenieurskunst ein Infrarotteleskop mit 2,7 Metern Durchmesser und einem Gewicht von 17 Tonnen im Rumpf und ermöglicht damit Untersuchungen, die von der Erde oder Satelliten aus praktisch unmöglich wären. Infrarotes Licht ist für unsere Augen selbst nicht sichtbar. Eine Beobachtung in diesem Bereich erlaubt jedoch tiefere Einblicke in das Universum, die mit für uns sichtbarem Licht so nicht möglich sind.

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Gleich zu Beginn des Schuljahres hatten wir die in Europa seltene Möglichkeit, das Forschungsflugzeug SOFIA aus nächster Nähe sowohl von Außen, als auch insbesondere sein Innenleben, besichtigen zu können. In der Regel startet  dieses einmalige Flugzeug von seiner Heimatbasis in Kalifornien, teilweise auch für Expeditionen von Neuseeland. Für spezielle Beobachtungsflüge über fast ganz Europa und anlässlich einer Astronomie-Konferenz war SOFIA jedoch vom 16. bis 20. September am Stuttgarter Flughafen zu Gast. Ein absolutes Ausnahmeereignis! Über diesen Zeitraum war in Terminal 3 des Flughafens, direkt angrenzend an die Besucherterasse, von der aus man SOFIA auf dem Vorfeld aus der Ferne sehen konnte, eine kleine Ausstellung. Diese war organisiert vom Deutschen SOFIA-Institut (DSI). Mithilfe von Informationsmaterial und interaktiven Experimenten zu Infrarotstrahlung konnte man hier mehr über Astronomie, aber auch über die Funktionsweise und Geschichte der umgebauten Boeing 747 SP erfahren.

Aus den Experimenten ging beispielsweise hervor, warum die seit 2013 laufenden Beobachtungen nicht vom Boden aus gemacht werden können: Die Erde ist umgeben von mehreren Atmosphärenschichten, am erdnächsten sind dabei die Troposphäre und die Stratosphäre, getrennt von der Tropopause. Die Troposphäre ist die Atmosphärenschicht, in der sich unser Wettergeschehen abspielt und damit sehr wasserdampfhaltig. Infrarotes Licht besitzt die Eigenschaft, dass es  Wasser kaum durchdringen kann, weshalb astronomische Beobachtungen im Infrarotbereich von der Erde aus nicht sinnvoll möglich sind, da Infrarotlicht nicht durch die Troposphäre bis zur Erdoberfläche vordringen kann, weil diese zu wasserhaltig ist. Die SOFIA fliegt in einer Höhe von etwa 38 000 ft (13 Kilometer) und befindet sich somit oberhalb der Troposphäre und damit typischerweise außerhalb des Wettergeschehens in der Stratosphäre, also in einer optimalen Höhe für Infrarotbeobachtungen.

Bei bis zu zehnstündigen Beobachtungsflügen untersucht das Teleskop ferne Sterne und Galaxien, ortet chemische Verbindungen im Weltall, erforscht die Entstehung und Entwicklung von Sonnensystemen aus Molekül- und Staubwolken und trägt damit maßgeblich zur Beantwortung großer Fragen der Astronomie bei. Zum Beispiel gelang durch  eine Beobachtung mithilfe des Ferninfrarot-Spektrometers GREAT, durchgeführt von dem internationalen Forschungsteam rund um SOFIA, der eindeutige Nachweis von Heliumhydridionen. Schon seit 100 Jahren vermuten Forscher, dass dieses Molekül das erste nach dem Urknall entstandene war. Nachweisen konnte man die Existenz dieses Moleküls zwar im Labor, im Weltraum aber nicht – bis April 2019. Erst dann konnten durch das über zehn Jahre entwickelte Spektrometer Heliumhydridionen in einem 3 000 Lichtjahre entfernten planetarischen Nebel  gesichtet werden. Tatsächlich macht SOFIA ihrem Namen als “die Weise” also alle Ehre.

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Wir freuen uns, dass wir als ISS AG vom DSI angefragt wurden, den Experimentierstand zu betreuen, was wir auch sehr gerne übernommen haben. Es hat Spaß gemacht, den internationalen Besuchern Aspekte aus Naturwissenschaft, Technik und insbesondere Astronomie näher zu bringen und unsere Begeisterung mit anderen zu teilen. Zusätzlich bot sich uns die Möglichkeit, mit einem Teil des SOFIA-Teams zu sprechen, von dem wir auch viel über die Planung, Durchführung und Atmosphäre eines Beobachtungsfluges erfahren konnten.

Ein weiteres Highlight waren für uns die Besichtigung von innen, bei der wir von Fachkundigen durch das Flugzeug geführt wurden und viele Details über das Flugzeug, die Arbeitsweise und vor allem das Hightech-Teleskop und die unterschiedlichen wissenschaftlichen Instrumente erfahren konnten. Auch die eindrucksvolle Öffnung der Teleskopluke, die normalerweise nur in Beobachtungsflughöhe für Beobachtungen stattfindet, konnten wir nachmittags beobachten.

Die Besichtigung der SOFIA und die Möglichkeit, mit einigen Mitgliedern der Besatzung und des Forschungsteams rund um das Teleskop zu sprechen, machte diesen Tag für uns alle besonders und einzigartig, gleichzeitig aber auch sehr lehrreich. Was wir am Stuttgarter Flughafen über die Infrarotforschung, das Wetter in großen Höhen und über die Flugvorbereitung für solch einen Forschungsflug lernen durften, hilft uns auch direkt bei unserem aktuellen Projekt. Unser Ziel ist es, einen kleinen Ballon aufsteigen lassen, einen Picoballon, den wir derzeit entwickeln und anschließend auf seine hoffentlich große, weite  Reise in die Atmosphäre schicken werden. Dieser soll uns dabei immer wieder mitteilen, über welchem Land er sich gerade befindet und wie er sich so fühlt.

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