SOFIA, eine modifizierte Boeing 747SP, die gemeinsam von der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) als "Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie" genutzt wird, ist am 28. Juni 2014 um 08:44 Uhr auf dem Hamburger Flughafen gelandet.
Die fliegende Sternwarte ist normalerweise am "Armstrong Flight Research Center" der NASA in Kalifornien stationiert. Nun werden sowohl das Flugzeug als auch das integrierte Teleskop bis Anfang November bei Lufthansa Technik in Hamburg auf Herz und Nieren geprüft: "Damit erfüllt das DLR einen Teil seines 20-prozentigen Beitrags zum Betrieb des Observatoriums", erklärt Alois Himmes, SOFIA-Projektleiter im DLR.
Lufthansa Technik am erfahrendsten – 747SP fliegt höher
DLR und NASA haben Lufthansa Technik für die Generalüberholung des Flugzeugs gewählt, weil hier die weltweit größte und längste Erfahrung in der Wartung dieses Flugzeug-Typs besteht. "Insgesamt gab es 45 Boeing 747SP, von denen noch 18 im Einsatz sind. Boeing selbst wartet diesen Flugzeug-Typ jedoch nicht", erläutert Alois Himmes den Hintergrund. Von den in den USA ansässigen Firmen mit einer Lizenz für eine umfangreiche Wartung und Instandsetzung habe keine eine vergleichbare Erfahrung.
Die früheren US-Betreiber der 1977 als "Clipper Lindberg" in Dienst gestellten Boeing 747SP, PanAm und United Airlines, führen diesen Flugzeug-Typ, der von 1975 bis 1986 produziert wurde, zum Beispiel nicht mehr und haben ihre entsprechenden Lizenzen aufgegeben. Die 747SP – "SP" steht für "Special Performance" – hat einen wesentlich kürzeren Rumpf bei gleicher Leistung: Sie kann deshalb mit 12 bis 14 Kilometern deutlich höher fliegen als ihre anderen Versionen.
IR-Observatorium erlaubt Blick in die Geburtsstunde der Sterne
Pionierarbeit leistet der Jumbo auch jetzt: SOFIA ist ein weltweit einzigartiges fliegendes Observatorium, das seit 2010 in bisher rund 90 wissenschaftlichen Flügen unter anderem untersucht hat, wie sich Milchstraßensysteme entwickeln, oder wie Sterne und Planetensysteme aus interstellaren Molekül- und Staubwolken entstanden sind. Denn in den Rumpf eingebaut ist ein 17 Tonnen schweres, in Deutschland entwickeltes und vom DLR Raumfahrtmanagement beauftragtes Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 2,70 Metern.
Insgesamt sechs wissenschaftliche Instrumente sind derzeit im Einsatz, darunter die von deutschen Wissenschaftlern betriebenen Spektrometer GREAT und FIFI-LS. "Im Unterschied zu Weltraumobservatorien können bei SOFIA ständig verbesserte oder sogar neu entwickelte Instrumente mit aktueller Technologie eingesetzt werden. SOFIA ähnelt einem Weltraumobservatorium, das allerdings nach jedem Flug wieder zur Erde zurückkehrt", verdeutlicht DLR-Projektleiter Himmes.
Infrarotstrahlung nicht durch Wasserdampf getrübt
Weil SOFIA in der Stratosphäre oberhalb des irdischen Wasserdampfs fliegt, kann sie die Infrarotstrahlung nahezu verlustfrei beobachten. Bodengebundene Teleskope sind nicht in der Lage, diese Strahlung aus dem All zu messen, da der Wasserdampf in der irdischen Atmosphäre die Infrarot-Strahlen weitgehend abblockt.
"SOFIA ist für eine Einsatzzeit von 20 Jahren ausgelegt", sagt Eddie Zavala, SOFIA-Programmleiter der NASA, und ergänzt: "Wir haben nun formal die Entwicklungsphase abgeschlossen. Nach dem Ende der Generalüberholung hier in Hamburg wird SOFIA ab 2015 mit rund 100 geplanten jährlichen Beobachtungsflügen für viele Jahre das wesentliche Werkzeug der Infrarot-Astronomen sein".
Verschleißgteile am Teleskop werden ausgetauscht
Das Deutsche SOFIA Institut (DSI) an der Universität Stuttgart ist vom DLR mit der Koordination der deutschen Betriebsbeiträge beauftragt worden. Die Generalüberholung des Jumbos in Hamburg nutzen die DSI-Mitarbeiter, um auch das Teleskop einer gründlichen Wartung zu unterziehen. "Wir werden Verschleißteile austauschen und Funktionalitäten verbessern", erklärt DSI-Geschäftsleiter Thomas Keilig: "Wir freuen uns auf die sicherlich fruchtbare Zusammenarbeit mit den Lufthansa Technik-Kollegen".
Das Flugzeug steht zwar am Boden, die Wissenschaft macht jedoch keine Pause: Am 18. Juli 2014 endet die Antragsfrist für astronomischen Beobachtungen während des dritten Wissenschaftszyklus`, der im März 2015 beginnen soll. Parallel werden die Daten der Wissenschaftsflüge aus 2013 ausgewertet und zur Publikation eingereicht. Die Ergebnisse des ersten Beobachtungszyklus aus 2011 sind bereits weitgehend publiziert.
Observatorium statt Linienflugzeug: Sondergenehmigung fürs Aufbocken
Auch für Lufthansa Technik ist dieser Check außergewöhnlich: "Weil SOFIA kein Linienflugzeug, sondern ein fliegendes Observatorium ist, werden aus Routineverfahren hier besondere Vorgänge", sagt Sven Hatje, für die Überholung zuständiger Projektmanager. In fünf Phasen – Ankunft, Inspektion, Modifikation, Installation und Abnahme – wollen die Ingenieure SOFIA in den nächsten Monaten genau unter die Lupe nehmen.
Die Spezifikationen des Flugzeugs betreffen auch seine Behandlung im Dock: "Wir müssen SOFIA zum Beispiel zuerst auf eine Höhe von sechs Metern anheben, um das Fahrwerk tauschen zu können. Das Heck der Maschine ist aber für übliche Verfahren mit 48 Tonnen zu schwer. Deshalb bocken wir das Flugzeug mit fünf statt mit drei Hebern auf. Dafür brauchen wir eine Sondergenehmigung."
Zudem verfügt das Forschungsflugzeug nicht nur über eine modifizierte Elektronik im Cockpit und über sehr umfangreiche zusätzliche elektronische Systeme, sondern auch – und das ist wohl wirklich einmalig – über einen Rumpf mit einer rund vier Mal sechs Meter großen Luke, die sich nachts öffnet, wenn das Teleskop in den Sternenhimmel blickt.
