Quelle: Universität Stuttgart 26. September 2022.

26. September 2022 – Anfang September konnten neun Lehrkräfte aus Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern an Forschungsflügen von SOFIA teilnehmen. Damit hat das SOFIA German Ambassador Programm (SGAP) einen schönen Abschluss gefunden. Die Bewerbungen der ausgewählten Lehrerinnen und Lehrer waren schon vor der Covid19-Pandemie beim DSI eingegangen, doch das Mitflugprogramm konnte erst dieses Jahr wieder aufgenommen werden. Nachdem die Einstellung des SOFIA-Projektes für Ende September erst im April dieses Jahres bekanntgegeben worden ist, hatten die Lehrkräfte eigentlich schon die Hoffnung auf einen Mitflug aufgegeben. Aber Ende Juni haben sie die Nachricht von der Möglichkeit, noch vor Projektende an einem SOFIA-Flug teilnehmen zu können, erhalten und mit Freude und Überraschung aufgenommen. Die Vorbereitung für die Reise und die Flüge an Bord von SOFIA erfolgte in einer Vielzahl von Web-Konferenzen, zu denen sich die Lehrkräfte von Klassenfahrten, Projekttagen oder aus ihrem Sommerurlaub einwählen konnten. Ein Schreckmoment etwa sechs Wochen vor der Abreise war der Sturmschaden, der bei einem Unwetter in Christchurch, Neuseeland, durch die Außentreppe am 18. Juli verursacht wurde. Nachdem am 8. August dann durch einen Functional Check-Flight die Freigabe für weitere Wissenschaftsflüge gegeben werden konnte, war die Erleichterung bei den Lehrkräften groß.

In Palmdale konnten die Lehrkräfte bei Führungen mit den DSI-Ingenieuren Oliver Zeile und Nadine Fischer durch den Hangar 703 des Armstrong Flight Research Center und durch das SOFIA-Flugzeug schon viele Informationen erhalten. Der Höhepunkt war die Teilnahme an den fast 10-stündigen Forschungsflügen. Schon in den Mission-Briefings, bestehend aus den Missions-Direktoren, Piloten, Flugingenieur, Sicherheitstechniker, den Teleskop-Operatoren und den Instrumenten-Wissenschaftler*innen, sowie den mitfliegenden Lehrkräften, wurde deutlich, dass das für sie eine einzigartige Erfahrung wird.

Das SOFIA-Flugzeug gleicht einem fliegenden Labor mit dem Teleskop als Herzstück. Die Sitzplätze an den Computer-Konsolen auf dem Hauptdeck des Flugzeugs sind nach hinten gerichtet, damit die Mitfliegenden das Teleskop während des Fluges ständig im Blick haben. Nur die Besatzung im Cockpit schaut nach vorne. Die Perspektive der Piloten konnten während Start und Landung von den Lehrkräften geteilt werden: die beiden zusätzlichen Sitze im Cockpit waren für die Gäste reserviert. Safia Ouazi konnte den ersten Start in dieser Woche im Cockpit erleben und den Funkverkehr der Piloten verfolgen. Nach dem Start Richtung Westen über die Mojave Wüste sagte sie: „Ich bin eigentlich sprachlos. Es war für mich wie ein Traum in den Sonnenuntergang hinein zu starten.“ Nachdem SOFIA abgehoben hatte, konnte ihr der dritte Mann im Cockpit – Flugingenieur Richard Gould – viele Einzelheiten erklären. Auch die Teleskoptür öffnete der Flugingenieur mit einem Hebel im Cockpit, so dass das Teleskop mit den geplanten Beobachtungen von Mond und Galaxien beginnen konnte.

Die zehn Stunden an Bord waren für die Lehrkräfte sehr kurzweilig. In Gesprächen mit dem SOFIA-Team über Flugplanung und Wissenschaft sowie über die Steuerung und Lagerung des Teleskops konnten sie einen Einblick in die Komplexität des fliegenden Observatoriums erhalten und Anknüpfungspunkte für ihren Unterricht an ihren Heimatschulen in Deutschland finden. Mit ihren Fragen konnten sich die Lehrerinnen und Lehrer während der Flüge auch an die DSI-Ingenieure Oliver Zeile, Rainer Valek, Christian Fischer und Benjamin Greiner wenden. Die Wissenschaftlerin Anicia Arredondo zeigte eine Präsentation und erläuterte, dass mit diesen letzten FORCAST-Flügen (Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope) eine Kartierung des Wassers auf dem Mond erfolgen soll, um zu verstehen wie der Wassergehalt mit der geografischen Breite, der Zusammensetzung und der Temperatur des Mondes variiert.

Anders als in Passagierflugzeugen, konnten sich die Lehrkräfte im Flugzeug frei bewegen, und so mal für eine Weile der Teleskop-Operatorin oder dem Mission-Direktor direkt über die Schulter schauen und sie zu ihren Aufgaben befragen. Auch der Blick aus dem Fenster, beispielsweise bei Gewitter, faszinierte die Lehrkräfte. Nils Wüchner, der während des Flugs viele Fotos gemacht hat, bemerkt zu der besonderen Perspektive: „Ich konnte den Großen Wagen über den Wolken fotografieren.“

Florian Rüth fasste die Erfahrungen an Bord von SOFIA für die Lehrkräfte zusammen: „Physik wird greifbar.“ Er und seine Kolleg*innen sind sich sicher, dass sie viel von dem, was sie mit und in SOFIA hautnah erlebt haben, in ihren Unterricht einbauen können. Rita Isenmann spricht aus, was die mitreisenden Lehrkräfte alle denken: „Es war ein grandioses Erlebnis, die Wissenschaft der Astronomie so hautnah miterleben zu können. Schade, dass SOFIA nicht weiterfliegen darf.“

Über SOFIA
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und FKZ 50 OK 2002) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

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• Stratosphären-Observatorium SOFIA

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Quelle: Universität Stuttgart.

15. November 2021 – Der Schwerpunkt des Workshops liegt auf Geräten, die von flugzeug- oder ballongestützten Plattformen getragen werden und innerhalb des nächsten Jahrzehnts von europäischen Institutionen gebaut und betrieben werden können. Bis neue Weltraumteleskope für diesen Wellenlängenbereich zur Verfügung stehen, soll so gewährleistet werden, dass Forschende zu jeder Zeit Zugriff auf diesen für Fragen zur Entstehung des Universums so wichtigen Strahlungsbereich haben.

Bereits im Juli 2021, haben Astronomen und Astronominnen die wissenschaftlichen Prioritäten der europäischen Infrarot-/Submillimeter-Astronomie in einem ersten Workshop mit dem Untertitel „Prospects and Opportunities“ herausgearbeitet und damit den Bedarf an weiteren Beobachtungsmöglichkeiten bei diesen Wellenlängen untermauert. Wie zu erwarten wird sich ein Großteil der zukünftigen Infrarot- und Submillimeter-Weltraumforschung voraussichtlich mit galaktischen Themen wie dem Sonnensystem, der Entstehung von Sternen und Planeten, dem interstellaren Medium sowie der späten Sternentwicklung beschäftigen. Bemerkenswert ist allerdings, dass sich etwa ein Drittel der im ersten Workshop genannten Themen mit nahen oder hochrotverschobenen Galaxien, also mit extragalaktischen Objekten befasst hat.

Um den wissenschaftlichen Anforderungen zukünftiger Projekte gerecht werden zu können, benötigen die Forschenden vor allem Spektrometer mit einer hohen spektralen Auflösung und möglichst vielen Pixeln, um spektrale Kartierungen des Himmels möglichst effizient zu gestalten. Die dafür notwendige Miniaturisierung von Komponenten und Einsparung an Gewicht und elektrischem Leistungsbedarf sollte durch neue Detektortechnologien für die jeweiligen Wellenlängenbereiche erreichbar sein. Dabei muss die neue Generation von Instrumenten auch Konfigurationen bieten, bei denen höhere Empfindlichkeiten auf Kosten geringerer spektraler Auflösung erreicht werden. Rund 25 % der aufgeführten zukünftigen Studien legen ausschließlich Wert auf Empfindlichkeit und benötigen eher kameraartige Instrumente. Dabei befassen sich viele photometrische Beobachtungen bei großen Wellenlängen mit Polarimetrie zur Kartierung von Magnetfeldern.

Für die meisten künftigen Infrarot- und Submillimeter-Projekte ist eine Installation der Instrumente an Bord des fliegenden Stratosphären Observatoriums SOFIA ausreichend. In einigen Fällen sind allerdings Stratosphären-Ballone die bevorzugte Plattform, da sie in noch größere Höhen aufsteigen können und daher die verbleibende Atmosphäre die Beobachtungsdaten weniger verunreinigt.

In dem im November bevorstehenden zweiten Workshop werden Entwickler-und Entwicklerinnen, ihre Ideen für neue, innovative Instrumentenlösungen zur Beantwortung der wissenschaftlichen Fragen vorstellen, die im ersten Workshop identifiziert wurden. „Wir erhoffen uns eine angeregte Diskussion über technologische Lösungen sowie die Verfügbarkeit der wesentlichen Technologien, Entwicklungszeiträume und Finanzierungsmöglichkeiten für zukünftige Infrarot- und Submillimeter-Instrumente“, so Bernhard Schulz, Hauptorganisator der beiden Workshops und SOFIA Science Mission Operations Deputy Director vom Deutschen SOFIA Institut, das an der Universität Stuttgart den Betrieb von SOFIA auf deutscher Seite koordiniert.

Im Frühjahr 2022 soll eine Zusammenfassung beider Workshops mit den wichtigsten wissenschaftlichen Zielen sowie den vorgeschlagenen Instrumentenlösungen in einem sogenannten „White Paper“ erscheinen, das in Synergie mit der kürzlich veröffentlichten SOFIA-Instrumenten-Roadmap der NASA, eine Referenz für Instrumentenbauer im nächsten Jahrzehnt bereitstellt. Eine detaillierte (englische) Zusammenfassung des ersten Workshops ist bereits verfügbar.

Über SOFIA
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301 und 50OK1701) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

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