Обсерватория SOFIA

Стратосферная обсерватория ИК-астрономии SOFIA

Стратосферная обсерватория ИК-астрономии (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA) — совместный проект НАСА и Германского центра авиации и космонавтики по созданию и использованию телескопа системы Кассегрена, работающего с борта летящего самолёта (Боинг-747). Начало проекта — май 2010 года.

Подъём телескопа на высоту в 13 километров позволяет сделать качество получаемой «картинки» близкой к уровню космических обсерваторий.

Назначение и цели

SOFIA предназначен для изучения различного рода астрономических объектов и явлений, самые примечательные из которых:

• Рождение и гибель звёзд
• Формирование звёздных систем
• Отождествление сложных молекул в космическом пространстве
• Планеты, астероиды и кометы Солнечной системы
• Галактические туманности и пылевые образования
• Чёрные дыры в галактических центрах

Устройство

SOFIA расположен на борту широкофюзеляжного самолета Boeing 747SP, который был модифицирован для установки телескопа-рефлектора с 2.5 метровой апертурой в задней части фюзеляжа и работает на высотах 12−14 км, в стратосфере. Первоначально телескоп был разработан для астрономических наблюдений в инфракрасной области спектра, но также может быть использован для наблюдений в частотах видимой области спектра. Водяной пар, находящийся в атмосфере Земли, поглощает некоторые ИК волны на их пути к поверхности планеты, но возможности проекта SOFIA позволяют поднять телескоп достаточно высоко, чтобы он был выше основной массы пара атмосферы. На высоте полета самолета доступно около 85 % всего ИК спектра. Самолет может перелететь практически в любую точку планеты, позволяя вести наблюдения как в Северном, так и в Южном полушариях.

Ожидается, что после завершения разработок, в течение следующих 20 лет самолет сможет совершать в неделю по 3—4 ночных полета с наблюдениями.

Научные инструменты

В настоящее время в разработке 7 первых научных приборов, пять из которых производятся Американской стороной проекта и два со стороны Германии. В список научных приборов входят: камеры, спектрометры и фотометры работающие в ближнем, среднем и дальнем ИК диапазонах. Некоторые научные инструменты предназначены для конкретных явлений, т.е. узконаправленные, другие же предназначены для широкого спектра задач и способны работать одновременно с другими инструментами для получения информации от изучаемых объектов и явлений.

Телескоп обладает следующими научными приборами:

• EXES (Echelon-Cross-Echelle Spectrograph)
• FIFI-LS (Field Imaging Far Infrared Line Spectrometer)
• FLITECAM (First Light Infrared Test Eperiment CAMera)
• FORCAST (Faint Object InfrRed CAmera for the SOFIA Telescope)
• GREAT (German REceiver for Astronomy at Terahertz Frequencies)
• HAWC+ (High-resolution Airborne Wideband Camera)
• HIPO (High Speed Imaging Photometer for Occultation)

Телескоп SOFIA

Подобно большинству современных научных телескопов, телескоп SOFIA использует зеркало для накопления и фокусировки света от исследуемых объектов. Зеркальные телескопы более практичны в использовании и дёшевы в изготовлении по сравнению с телескопами, использующими линзы для тех же целей. Основное зеркало расположено в нижней части телескопа и имеет 2.7 метра в диаметре. Поверхность зеркала глубоко вогнута, тщательно отшлифована и имеет покрытие из алюминия для обеспечения максимальной отражательной способности. Входящий световой поток отражается от поверхности основного зеркала и направляется обратно к переднему краю телескопа, где расположено вторичное выгнутое зеркало диаметром 0.4 метра, направляющее свет от исследуемого объекта обратно к первичному. На пути дважды отражённого и сконцентрированного света на расстоянии примерно в 1 метр от поверхности первичного зеркала расположено следующее, но уже плоское зеркало, отражающее свет в сторону от зеркальной системы телескопа внутрь самолёта, где расположена фокальная плоскость телескопа. Здесь сфокусированный поток света регистрируется и анализируется одним из научных приборов.

Научные результаты

Первые изображения с помощью этого телескопа были получены 26 мая 2010, астрономические наблюдения велись около 2 минут, в ходе которых были сняты Юпитер и ядра галактики M82.

Первый научный вылет состоялся в начале декабря этого же года и шёл около 10 часов, в течение которых проводились наблюдения области активного звездообразования в туманности Ориона.

Летающая обсерватория SOFIA помогла весной 2015 доказать, что сверхновые являются основными производителями космической пыли в галактиках, составляющей основу Земли и всех существующих во Вселенной планет.

Wikipedia