El Stubby 747 de la NASA tiene un gran telescopio en la parte posterior que puede ver a Plutón

Boeing DLR Club de vuelo KAO nasa SOFÍA
2020-11-26 13:29.

La nave espacial New Horizons de la NASA ha comenzado recientemente a enviar las primeras imágenes en color de Plutón y Caronte, y son espectaculares. Pero antes de que la sonda se acercara a Plutón el 14 de julio, los científicos habían estado explorando la atmósfera de Plutón utilizando un telescopio de 98 pulgadas montado dentro de un Boeing 747SP altamente modificado.

Un esfuerzo combinado entre la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), la aeronave se llama SOFIA (registro N747NA, indicativo “NASA747”), que significa Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja. SOFIA probablemente no sea el 747 más conocido de la NASA , pero está permitiendo valiosas observaciones científicas debido a sus capacidades únicas.

Y aunque SOFIA ha estado volando misiones astronómicas desde 2010, la idea de poner un telescopio en un avión para estudiar las estrellas tiene casi 100 años.

A principios de la década de 1920, Sherman Mills Fairchild desarrolló la entonces revolucionaria cámara aérea K-3 accionada eléctricamente para misiones de cartografía y reconocimiento. Si bien las cámaras originalmente estaban destinadas a apuntar hacia la Tierra y no hacia el cielo, esto finalmente estimuló los primeros vuelos astronómicos aerotransportados desde biplanos durante las décadas de 1920 y 1930, que se llevaron a cabo principalmente para observar eclipses solares.

El 10 de septiembre de 1923, la Armada de los EE. UU. Intentó medir la línea central de un eclipse solar desde el aire utilizando cámaras de mapeo tipo K-3 y película hipersensibilizada a bordo de 16 aviones diferentes que volaban simultáneamente. Si bien los detalles precisos sobre todos los aviones que se utilizaron durante el intento son esquivos, uno de los aviones involucrados era, según se informa, un biplano Felixstowe F5L " hidroavión ".

La convergencia de los aviones a reacción de funcionamiento suave, la tecnología mejorada de telescopios y los sensores infrarrojos en las décadas de 1950 y 1960 llevaron al campo de la astronomía aerotransportada a investigar más allá de las observaciones de eclipses. En 1968, Gerald Kuiper (sí, ese Kuiper ) apuntó un telescopio de 12 pulgadas a través de la ventana de un Learjet de la NASA. Hoy en día, Kuiper es venerado como pionero en astronomía aerotransportada y ciencia planetaria, su trabajo impulsó una serie de aviones únicos construidos para llevar telescopios en alto.

Uno de los primeros telescopios aerotransportados de la NASA fue el Observatorio Galileo , un avión de pasajeros Convair 990 convertido que ayudó a los científicos del Centro de Investigación Ames. Ese avión sufrió una desaparición prematura en una colisión en el aire de 1973 con un P-3C Orion de la Armada de los EE. UU. Mientras se encontraba en la aproximación final en Moffett Field. Se construyó un avión de reemplazo llamado Galileo II, pero desafortunadamente fue destruido en un incendio luego de un despegue abortado en 1985.

A pesar de la desafortunada suerte con los dos aviones del Observatorio Galileo, la NASA operó el Observatorio Aerotransportado Kuiper (KAO) de 1974 a 1995, un Lockheed C-141A Starlifter modificado con un telescopio reflector de 36 pulgadas. SOFIA es el programa de seguimiento de KAO, que ofrece a los científicos mayores capacidades a través de un avión de mayor rendimiento con un telescopio de mayor apertura.

El Observatorio Aerotransportado de Kuiper y SOFIA en la pista del Centro de Investigación Ames de la NASA.

El avión donante de SOFIA es un avión de pasajeros de fuselaje ancho Boeing 747SP, uno de los 13 ejemplos actuales de aeronavegabilidad . El 747SP (SP significa "Rendimiento especial") fue diseñado originalmente para competir con los tri-jets Douglas DC-10 y Lockheed L-1011 a principios de la década de 1970. Al carecer de un producto competitivo en su línea en ese momento, Boeing optó por ofrecer a los clientes de las aerolíneas una versión reducida del 747 en lugar de ampliar un avión más pequeño.

Boeing introdujo el 747SP en 1973 con cambios que incluían un fuselaje acortado en más de 48 pies, alas más ligeras, flaps sólidos y la eliminación de canoas debajo de las alas. Todo esto sumado a un 747SP vacío que pesa alrededor de 45,000 libras menos que un 747-200 vacío, lo que hace que el avión sea ideal para vuelos intercontinentales de largo alcance. Debido a que el 747SP más corto y liviano conservaba los mismos cuatro motores y, como el 747 original, también podía volar más rápido y más alto.

Estas características especiales del Boeing 747SP se prestan perfectamente a la misión de SOFIA, ya que permiten largos tiempos de holgazanería y mayor alcance, todo ello mientras vuelan a altitudes más elevadas. A una altura operativa de 41.000 a 43.000 pies, SOFIA vuela por encima del 99 por ciento del vapor de agua de la atmósfera, lo que le brinda a SOFIA la oportunidad de mirar al cielo con una claridad que solo rivaliza con los telescopios en órbita.

El avión 747SP específico que fue seleccionado para modificación para el programa SOFIA originalmente entró en servicio comercial con Pan American World Airways en 1977, donde fue bautizado Clipper Lindbergh , un nombre que aún conserva oficialmente en la actualidad. Pan Am vendió el avión a United Airlines en 1986, para quien operó en servicio comercial hasta 1995, cuando fue enviado a almacenamiento.

SOFIA vistiendo una librea temprana durante un vuelo de prueba de 1998.

En 1997, se recuperó del almacenamiento y la NASA lo adquirió para convertirlo en un observatorio aéreo. Raytheon comenzó el primer paso de la conversión de SOFIA en 1998 instalando una puerta retráctil de 13,5 pies de ancho detrás del ala en el lado de popa. La puerta de SOFIA se arquea 18 pies hacia arriba a lo largo del fuselaje y puede retraerse en vuelo, protegiendo los instrumentos de a bordo altamente sensibles del sol hasta que las condiciones sean ideales para la recopilación de datos.

Más allá de la enorme puerta que revela el enorme telescopio a bordo, SOFIA fue modificado con amortiguadores pesados, mamparos de presión y contrapesos para acomodar los instrumentos del telescopio. El interior de la aeronave también se modernizó para proporcionar espacio para que los educadores trabajen durante las misiones. Durante el transcurso del programa, SOFIA invitará a miles de profesores de ciencias, científicos del planetario y otros a volar a bordo. Esto asegura que los beneficios de las misiones científicas de SOFIA lleguen a la mayor cantidad posible de personas en la Tierra.

SOFIA permaneció en el purgatorio presupuestario y de desarrollo hasta finales de 2009, cuando los sistemas ópticos finalmente se integraron en el fuselaje y se voló por primera vez con la puerta abierta. Los vuelos científicos de rutina comenzaron en 2010, y las capacidades completas se establecieron para estar en línea en 2014. Luego, la NASA anunció abruptamente que recortarían drásticamente la solicitud de financiamiento de SOFIA para el año fiscal 2015, lo que indica que planeaban colocar la aeronave en almacenamiento y que, “ahorros de SOFIA puede tener un mayor impacto apoyando otras misiones científicas ”.

Un informe de 2014 del Inspector General de la NASA encontró que SOFIA es uno de los programas más caros de la cartera científica de la NASA. Con los costos totales del ciclo de vida del programa estimados en $ 3 mil millones, SOFIA cuesta más de $ 100,000 por hora de vuelo de investigación planificada para operar. Después de declarar públicamente que las “contribuciones de SOFIA a la ciencia astronómica serán significativamente menores de lo que se imaginó originalmente”, el programa se quedó en el limbo durante aproximadamente un año, cuando de repente la NASA cambió de opinión a principios de 2015.

Por ahora, el programa parece estar sobre una base presupuestaria estable, ya que la aeronave ha volado regularmente durante la primera mitad del año. Aun así, la toma de decisiones espástica de la NASA y los costos estimados de $ 1 millón por misión de SOFIA deberían ilustrar que SOFIA podría fácilmente ser un cordero sacrificado para los futuros presupuestos de la NASA. Desconectar SOFIA tan pronto como el programa finalmente comienza a realizar misiones científicas es apresurado e ignora las capacidades únicas que ningún otro observatorio puede proporcionar.

SOFIA está actualmente desplegada en Christchurch, Nueva Zelanda hasta julio de 2015 y está observando partes del cielo que no son visibles desde el hemisferio norte con cuatro instrumentos principales, más que nunca. Es de esperar que se permita que el programa continúe sin restricciones ahora que finalmente está lo suficientemente maduro como para generar observaciones científicas sustanciales.

Si bien no hay ningún argumento de que los telescopios orbitales estén idealmente situados para capturar imágenes que mejoren nuestra comprensión del universo, hay algunas áreas donde los telescopios aéreos tienen ventajas sobre los telescopios orbitales. Los instrumentos a bordo de SOFIA son mucho más fáciles de mantener y reparar, mientras que las misiones para reparar telescopios orbitales (como STS-125 en 2009) son enormemente costosas y arriesgadas .

Además, SOFIA no es vulnerable al riesgo cada vez mayor de basura espacial, mientras que la misión de reparación del Hubble en 2009 tuvo una probabilidad de una en 221 de chocar con desechos orbitales (aunque la NASA consideró este riesgo aceptable). Durante la misión, un pedazo de escombros de cuatro pulgadas de un satélite meteorológico chino recientemente explotado llegó a menos de dos millas del telescopio Hubble y del transbordador espacial Atlantis .

La capacidad de colocar instrumentos ópticos en el lugar y el momento ideales para observar eventos astronómicos raros es fundamental para apreciar el valor de un activo como SOFIA. En 2011, SOFIA estaba en el lugar correcto en el momento adecuado para observar la ocultación de Plutón en 2011 . En particular, la NASA dice que era el único observatorio capaz de hacerlo en el mundo en ese momento.

Los telescopios terrestres solo pueden observar un cierto tramo del cielo, y los telescopios orbitales no se reposicionan fácilmente. Sin embargo, un telescopio montado en un avión intraatmosférico que pueda producir una instantánea del cielo en el lugar y el momento exactos que se desee es una capacidad única, y que vale la pena preservar en caso de que los telescopios orbitales se incapaciten.

Noche tras noche, SOFIA merodea por los cielos mientras hace observaciones sobre los cometas , los ciclos de vida de estrellas distantes, la formación de planetas y la composición química del espacio interestelar. Las solicitudes de tiempo a bordo de SOFIA por parte de la comunidad científica superan con creces la cantidad de horas de vuelo disponibles , lo que demuestra que la aeronave es enormemente versátil para estudiar a nuestros vecinos celestiales tanto cercanos como lejanos.

A lo largo del último siglo de vuelo, los telescopios aerotransportados han demostrado claramente su valor para la comunidad científica, y SOFIA debería seguir siendo la cúspide de la tecnología de telescopios aerotransportados durante muchos años, sobre todo teniendo en cuenta que la NASA ahora tiene dos transbordadores 747 retirados para usar como repuestos. gratis. El gran telescopio volador también es un recordatorio más de lo versátil que sigue siendo el diseño del 747 casi 50 años después de su primer vuelo.

Crédito de la imagen: Plano superior - NASA / Wikicommons, primer plano del perfil lateral de SOFIA - Reed Saxon / AP, Felixstowe F5L - Dominio público / Wikicommons, gráfico #NASAbeyond - NASA / Wikicommons, KAO / SOFIA en la pista - NASA / Wikicommons, Boeing 747SP librea original - Dominio público / Wikicommons, SOFIA interior - NASA / Wikicommons, vuelo de prueba de librea temprana SOFIA - NASA / Wikicommons, Hubble STS-125 - NASA / Wikicommons, perfil lateral SOFIA en vuelo - NASA / Wikicommons, Plano trasero de pista inferior - NASA / Wikicommons

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