SOFIA

Siglas de Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy (SOFIA) es un avión Boeing 747SP de la NASA modificado para trasportar un telescopio reflector de 2,5 metros construido por la agencia espacial alemana DLR. Vuela a una altitud de unos 13 km y efectúa observaciones en el infrarrojo entre longitudes de onda de 0,3 y 1600 μ {\displaystyle \mu } m.

Organización

Agencia espacial alemana DLR

Coordenadas: 34°55′23″N 117°53′06″O

Altitud: 13 000 m

Longitud de onda: infrarrojo entre 0,3 y 1600 μ {\displaystyle \mu } m.

Fecha de construcción: diciembre de 2009.

Primera observación: mayo de 2010.

Diámetro: 2,5 m

Tipo de montaje: Telescopio reflector con apertura de 2,5 m montado a bordo de un Boeing 747SP de la NASA modificado.

Sitio web: SOFIA en la página de la DLR

SOFIA busca los secretos del nacimiento de los planetas

Imagine cortar puertas rectangulares en el costado de un avión 747, instalar un telescopio de 17 toneladas y volar a la estratosfera para resolver uno de los misterios más grandes de la astronomía. Eso es lo que la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán planean hacer con el observatorio aéreo de vanguardia llamado SOFIA.

Noviembre 19, 2009: No siempre se necesita un cohete para hacer ciencia de cohetes. Algunas veces, un simple avión alcanza —un simple avión Boeing 747 que transporte un telescopio de 17 toneladas y 2,7 metros (9 pies) de ancho, llamado SOFIA.

SOFIA, que es el nombre abreviado en idioma inglés de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja, en idioma español), observará el universo mientras se desliza a través de la estratosfera a 13.700 metros (45.000 pies) de altura. Cuando comience sus operaciones el año próximo, será el observatorio aéreo más grande y avanzado del mundo.

Derecha: El observatorio infrarrojo SOFIA 747SP, de la NASA, sobrevuela su hogar: las Instalaciones de Operaciones de Aeronaves Dryden (Dryden Aircraft Operations Facility, en idioma inglés), en Palmdale, California. Crédito de la imagen: NASA/Jim Ross.

“SOFIA está preparado para lograr resultados científicos espectaculares”, dice la científica del proyecto Pamela Marcum. “Por ejemplo, este telescopio nos ayudará a averiguar cómo se forman los planetas y cómo llegó a existir nuestro propio sistema solar”.

Y, como es un observatorio móvil, puede volar a cualquier lugar, a cualquier hora. SOFIA se puede ubicar en una determinada posición para capturar eventos astronómicos especialmente interesantes, tales como ocultaciones estelares (cuando objetos celestes cruzan frente a estrellas localizadas en el fondo), mientras que los telescopios en tierra, ubicados en posiciones geográficas “incorrectas” en la superficie de la Tierra, se pierden el espectáculo. SOFIA volará por arriba del velo de vapor de agua¹ que rodea a la Tierra con el fin de lograr una mirada amplia del cosmos.

Abajo: (Izquierda) El telescopio infrarrojo de 2,5 metros, de SOFIA, mira hacia afuera de su cavidad, en la parte trasera del fuselaje. (Derecha) Una toma de cerca del ensamblaje del telescopio construido en Alemania. Crédito de la imagen: NASA/Tom Tschida. Imágenes ampliadas: #1, #2.

Si bien nuestra galaxia está repleta de sistemas planetarios, los astrónomos no saben exactamente cómo se forman. Esto se debe a que los telescopios comunes no pueden ver a través de las gigantes y densas nubes de gas y polvo que dan origen a los planetas. Usando longitudes de onda infrarroja, SOFIA puede penetrar la bruma y observar el proceso de nacimiento —mostrando a los científicos cómo se juntan las moléculas para construir mundos.

“SOFIA será capaz de localizar la ‘línea de hielo planetaria’ donde el vapor de agua se convierte en hielo en el disco de polvo y gas que hay alrededor de las estrellas jóvenes”, dice Marcum. “Eso es importante porque pensamos que allí es donde se forman los gigantes gaseosos. Los núcleos planetarios más masivos son más comunes [en las cercanías de la línea de hielo] porque las condiciones son las mejores para formar rocas y también hielo”. (Partículas de hielo pegajosas ayudan a formar planetas de igual manera que ayudan a formar una bola de nieve para lanzar a un amigo desprevenido.)

“Una vez que se forma un núcleo lo suficientemente grande, su gravedad se vuelve lo suficientemente fuerte como para atrapar gas, de modo que más moléculas de hidrógeno y de helio puedan ‘pegarse’. Entonces, estos grandes núcleos pueden crecer hasta convertirse en gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. De lo contrario, continúan siendo planetas más pequeños, con hielo y rocas”.

Derecha: Concepto artístico de un disco protoplanetario donde se originan los planetas jóvenes. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech.

“SOFIA también será capaz de indicar dónde se localizan dentro del disco protoplanetario los componentes básicos, tales como el oxígeno, el metano y el dióxido de carbono²“.

Conocer dónde se ubican varias sustancias dentro del disco nos ayudará a saber cómo se juntan desde “abajo” para formar planetas.

Una de las fortalezas clave del telescopio es que será el complemento de otros observatorios infrarrojos. Con una vida útil de 20 años, puede llevar a cabo estudios de seguimiento de objetos que telescopios infrarrojos de corta vida útil no tienen tiempo de realizar. Si, por ejemplo, un observatorio en órbita, como el WISE (Widefield Infrared Survey Explorer, en idioma inglés, o Explorador Infrarrojo de Campo Amplio, en idioma español), detecta algo que merezca más atención, SOFIA puede realizar una larga y detenida observación, mientras el WISE continúa mirando el resto del cielo.

“WISE está diseñado para escanear el cielo entero en longitudes de onda infrarroja y reunir información de una multitud de objetos, más que para estudiar objetos particulares con gran profundidad”, explica Marcum. “Pero SOFIA tiene tiempo de sobra para realizar estudios más profundos”.

Abajo: Para ilustrar de qué manera los sensores infrarrojos pueden ver cosas que el ojo humano no puede apreciar, Marcum ofrece estas imágenes de luz blanca, comparadas con imágenes infrarrojas, de un perro de sangre caliente y de una lagartija de sangre fría.

SOFIA también puede hacer ciencia mediante estudios de seguimiento llevados a cabo con el fin de cosechar todos los beneficios de los descubrimientos que surgieron de las investigaciones espaciales realizadas por Herschel y, después, de los estudios en el cercano y mediano infrarrojo que hizo el Telescopio Espacial James Webb.

“Una vez que a Herschel se le terminen sus tres años de enfriador, SOFIA será el único observatorio que pueda proporcionar, de manera rutinaria, una cobertura dentro del rango que abarca desde las longitudes de onda del lejano infrarrojo hasta las ondas submilimétricas. Esta parte del espectro es un territorio casi absolutamente inexplorado”.

“Y, aunque SOFIA cubre la misma parte del espectro que el Telescopio Espacial James Webb (JWST o James Webb Space Telescope, en idioma inglés), está optimizado para alcanzar longitudes de onda ubicadas exactamente más allá de las que puede detectar el JWST, para complementar sus observaciones. SOFIA realizará un fantástico trabajo ya que observará en el espacio que queda entre las longitudes de onda que capta el JWST y las que capta el Herschel”.

A diferencia de estos telescopios espaciales, SOFIA puede “regresar al granero” periódicamente para reparar, ajustar sus instrumentos o incluso cambiarlos por otros instrumentos científicos nuevos y mejorados —siguiendo el ritmo de la ciencia de vanguardia desde un “simple” aeroplano.

SOFIA, el telescopio más alto del mundo

Por @Wicho — 30 de Diciembre de 2009

A pesar de todos los avances tecnológicos que nos permiten construir telescopios cada vez más grandes y/o efectivos, en especial gracias a las ópticas adaptativas y las ópticas activas, hay un enemigo contra el que los astrónomos poco pueden hacer, la atmósfera de nuestro planeta.

Una forma de paliar sus efectos es construir telescopios en sitios altos y con buen clima para las observaciones astronómicas (lo cual usualmente quiere decir seco), como por ejemplo el Observatorio Austral Europeo, situado en el desierto de Atacama en Chile, el lugar más árido del planeta, o el PLATeau Observatory, un observatorio automatizado situado en la planicie antártica, donde el extremo frío reinante hace que apenas haya vapor de agua en el aire.

Es cierto que además en los últimos años las ópticas adaptativas han supuesto un enorme avance a la hora de luchar contra las distorsiones inducidas por la atmósfera, ya que, resumiendo, lo que hacen es medir estas en tiempo real y aplicar las correcciones oportunas, y han permitido obtener resultados espectaculares con telescopios terrestres.

Pero por mucho que avance la técnica la atmósfera terrestre es muy eficaz a la hora de absorber ciertas radiaciones, para bien de nuestra salud, como por ejemplo la infrarroja, con lo que simplemente hay observaciones que no se pueden hacer desde la superficie terrestre y por eso seguirá siendo necesario poner en órbita telescopios como el Hubble o su sustituto, el telescopio espacial James Webb, a pesar del coste que tienen.

De todos modos, la NASA y el Centro Alemán de Aviación y Vuelos Espaciales (DLR) están trabajando desde hace ya unos años en una solución intermedia, el telescopio SOFIA, el Observatorio Estratosférico para la Astonomía Infrarroja, que no es ni más ni menos que un telescopio refractor de 2,5 metros montado en un Boeing 747SP convenientemente modificado.

SOFIA en vuelo – NASA/ Jim Ross

A su altura de trabajo de unos 12 kilómetros casi todo el vapor de agua de la atmósfera terrestre queda por debajo del telescopio, con lo que podrá observar aproximadamente un 85% del rango infrarrojo. Además, al estar montado en un avión se puede desplazar a prácticamente cualquier lugar del mundo para realizar observaciones, algo «un poquito» más complicado de hacer con los telescopios fijos de toda la vida.

Tras poner en marcha el proyecto en 1996 y después de unos años de retraso atribuibles fundamentalmente a la reunificación alemana añadidos a los habituales aumentos de costes de estos proyectos, la NASA llegó incluso a pararlo a principios de 2006.

Afortunadamente una revisión técnica de este determinó que era viable, con lo que a mediados de ese mismo año se le dio el visto bueno para seguir adelante, y hace apenas unos días que se produjo un importante paso adelante, con la apertura en vuelo por primera vez de la cubierta del telescopio:

SOFIA con la cubierta abierta – NASA Photo / Tom Tschida

Esta solo estuvo abierta durante un par de minutos, con el objetivo de recoger datos acerca de como influye en la aerodinámica y en el comportamiento del avión, que aún tendrá que realizar unos cuantos vuelos de prueba más a lo largo de 2010, incluyendo dos específicamente diseñados para comprobar el funcionamiento de los sistemas de aislamiento de vibraciones, de estabilización inercial, y de guiado y control del telescopio.

La idea es que el observatorio quede completamente certificado para el vuelo a lo largo del año que viene y que pueda empezar a realizar vuelos científicos para 2011, con la entrada plena en servicio prevista para 2014, a la que seguirá lo que se espera que sea una vida útil de 20 años.

Por cierto que SOFIA no es el primer telescopio montado en un avión, ya que el puesto le corresponde al Kuiper Airborne Observatory (Observatorio Aerotransportado Kuiper), que montaba un reflector Cassegrain de 91,5 centímetros en un C-141 Starlifter y que estuvo en servicio de 1974 a 1995.

Este telescopio infrarrojo aerotransportado de la NASA permite la observación desde la troposfera.

Este Boeing 747 SP fue adaptado para ser un telescopio que puede hacer sus observaciones en pleno vuelo. Los inicios de esta nave son puramente comercial, voló por primera vez como un avión de pasajeros de Pan Am, luego pasó a manos de United Airlines en 1986 para luego ser parte del equipo de la NASA en 1997.

Oficialmente conocido como el Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA (Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja), la NASA dice que los datos proporcionados por SOFIA “no se pueden obtener por cualquier otra instalación astronómica en la tierra o en el espacio.” A diferencia de los telescopios y satélites fijos en órbita o en la Tierra, SOFIA es móvil, por lo que pueden detectar mejor los eventos espaciales transitorios como supernovas y cometas.

La NASA cuenta además con un socio de este proyecto, se trata del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), justo en este tiempo el equipo se encuentra en mantenimiento en Alemania, este proceso llevará al menos 5 meses. Las características de SOFIA son muy especiales:

• 17 toneladas de peso
• Telescopio infrarrojo de 2.5 metros
• Puerta corrediza de 16 x 23 metros
• 20 años de vida estimada del equipo
• 70 millones de presupuesto actual
• Puede volar hasta por 12 horas continuas
• Llega a alturas de 45,000 pies, es decir por encima de la troposfera.

Esto último le permite realizar sus observaciones infrarrojas, ya que a esa altura se evita el 99,8 por ciento del vapor de agua contenida en la atmósfera.

SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, es el mayor observatorio aéreo en el mundo para estudiar el universo en longitudes de onda infrarrojas. Consiste en un telescopio optimizado para el infrarrojo de 2,7 m de diámetro en su espejo principal a bordo de un avión Boeing 747SP que lo eleva hasta altitudes entre 12 y 14 km. Al volar por encima de la capa atmosférica de vapor de agua, SOFIA es capaz de hacer observaciones que son imposibles incluso para los telescopios terrestres más grandes. SOFIA es una colaboración entre la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán.

Recortes de la NASA

La primera víctima es el observatorio aéreo infrarrojo SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), un programa conjunto entre la NASA y la agencia espacial alemana DLR. Según el informe la razón de que SOFIA vaya a ser sacrificado es que su retorno científico ha resultado ser inferior al esperado. SOFIA fue concebido para realizar observaciones conjuntas con los observatorios infrarrojos espaciales Spitzer y Herschel, pero los numerosos retrasos que sufrió el programa han provocado que este curioso avión-telescopio haya llegado demasiado tarde (Spitzer y Herschel ya han finalizado sus misiones primarias). Y eso por no hablar de los larguísimos periodos de mantenimiento que han protagonizado los primeros años de vida de este observatorio. Una pena, pero se supone el futuro telescopio James Webb compensará la pérdida. SOFIA le costaba a la NASA unos ochenta millones de dólares al año y su clausura saldrá por unos trece millones.