O que e o Telescopio SOFIA e foto da Nebulosa de Orion

O que é o Telescópio SOFIA?

Observatório estratosférico para astronomia Infrared
É um telescópio montado em um avião Airbus para fotos e pesquisas no espectro do infravermelho.

Nebulosa de Orion, como fotografado pelo Sofia.
Cortesia NASA, 2012

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre
Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Stratospheric_Observatory_for_Infrared_Astronomy

Organização NASA / DLR / USRA / DSI
Localização Armstrong Flight Center Research, California
coordenadas
34,923 ° N ° 117,885 WCoordinates: 34,923 N ° 117,885 ° W
Chão Altitude: 702 m (2.303 pés); transportado por via aérea: 13,7 km (45 mil pés)
site
SOFIA Science Center
NASA SOFIA
DLR SOFIA
telescópios
SOFIA 2,5 metros (98 polegadas) (98,4 polegadas) Bent Cassegrain com cortar espelho secundário e terciário plana dobrável, Nasmyth foco

O Observatório estratosférico para Astronomia Infravermelha (SOFIA) é um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR) para construir e manter um observatório no ar. 

Para a NASA foi  adjudicado o contrato para o desenvolvimento da aeronave, o funcionamento do observatório e gestão da parte americana do projeto para as universidades Espaço Research Association (USRA) em 1996. 

O DSI (Deutsches Institut SOFIA) gerencia as peças alemãs do projeto que são principalmente relacionados com ciência e telescópio. 

Telescópio de SOFIA viu a primeira luz em 26 de maio de 2010 e chegou a sua plena atividade em 2014. 

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SOFIA é o sucessor do Observatório Kuiper Airborne.

Sofia é baseado numa aeronave de corpo largo, um Boeing 747SP que foi modificado para incluir uma porta grande naparte traseira da fuselagem que pode ser aberta em voo para permitir que um diâmetro de 2,5 metros refletindo acesso telescópio para o céu. 

Este telescópio é projetado para observações infravermelhas astronomia na estratosfera em altitudes de cerca de 41.000 pés (12 km). 

Capacidade de voo do SOFIA lhe permite superar quase todo o vapor de água na atmosfera da Terra, que bloqueia alguns comprimentos de onda infravermelhos de atingir o solo. 

Em altitude de cruzeiro da aeronave, 85% da faixa do infravermelho completo estará disponível. 

A aeronave também pode viajar para quase qualquer ponto da superfície da Terra, permitindo a observação dos hemisférios norte e sul.

Uma vez pronto para uso, eram esperados voos de observação para ser voados 3 ou 4 noites por semana. 

Originalmente programado para ser operacional por 20 anos, no seu orçamento provisório para o ano fiscal de 2015 [1] [2] a NASA anunciou que, a menos que o centro aeroespacial da Alemanha contribua significativamente mais do que previamente acordado, o observatório estaria com suas atividades suspensas em 2015. [3 ] [4] 

O Observatório SOFIA é baseado no Centro de Pesquisas Neil A. Armstrong vôo da NASA em LA / Palmdale Regional Airport, Califórnia, enquanto o Centro de Ciências SOFIA é baseado na NASA Ames Research Center, em Mountain View, Califórnia.

O telescópio

Telescópio SOFIA.

O logotipo da NASA refletido em Sofias 2,5 metros espelho primário.
SOFIA usa um telescópio refletor de 2,5 metros, que tem um, 2,7 metros de diâmetro do espelho primário de grandes dimensões, como é comum com a maioria dos grandes telescópios infravermelhos. [5] O sistema óptico utiliza um design refletor Cassegrain com um espelho parabólico primário e um configurável remotamente hiperbólica secundário. A fim de encaixar o telescópio na fuselagem, o primário é em forma de um número f tão baixo como 1,3, enquanto que o esquema óptico resultante tem um número f de 19,7. Um espelho plano terciário, dicróico é usado para desviar a parte infravermelha do feixe para o foco Nasmyth, onde ele pode ser analisado. Um espelho óptico localizado por trás do espelho terciária é utilizada para um sistema de orientação da câmara. [6]

O telescópio olha para fora de uma grande porta no lado do porto da fuselagem perto da cauda do avião, e, inicialmente, realizar nove instrumentos para a astronomia infravermelha em comprimentos de onda 1-655 micrometros e astronomia óptica de alta velocidade em comprimentos de onda 0,3-1,1 micrômetros. Os principais instrumentos são a FLITECAM, uma câmera de infravermelho próximo cobrindo 1-5 micrômetros; Forcast, cobrindo infravermelho médio do intervalo de 5-40 micrometros, e HAWC, que abrange o infravermelho distante na faixa de 42-210 micrometros.

Os outros quatro instrumentos incluem um fotômetro óptica e espectrômetros de infravermelho com várias faixas espectrais. [7] 

O telescópio de SOFIA é de longe o maior de sempre para ser colocado em um avião. Para cada missão um instrumento de ciência intercambiável será anexado ao telescópio. Dois grupos de instrumentos de uso geral estão disponíveis. Além disso, um investigador também pode projetar e construir um instrumento de propósito especial.

 Em 17 de abril de 2012, duas atualizações para HAWC foram selecionados pela NASA para aumentar o campo de visão com novas matrizes de detectores e para adicionar a capacidade de medir a polarização da emissão de poeira a partir de fontes celestes. [8]

A cavidade aberta que abriga o telescópio será exposto a ventos turbulentos de alta velocidade. Além disso, as vibrações e os movimentos da aeronave introduzir observando dificuldades. 

O telescópio foi concebido para ser muito leve, com uma forma de favo de mel branqueado na parte de trás do material de espelho e compósito de polímero utilizado para a montagem de telescópio. A montagem inclui um sistema de rolamentos em óleo sob pressão para isolar o instrumento de vibração. 

Rastreamento é conseguido através de um sistema de giroscópios, câmeras de alta velocidade e motores de torque magnéticos para compensar o movimento, incluindo vibrações do fluxo de ar e os motores de aeronaves. [9] A cabine telescópio deve ser resfriado antes da decolagem da aeronave para garantir o telescópio corresponde ao temperatura externa para evitar mudanças de forma induzida termicamente. 

Antes de aterrar o compartimento é inundado com gás nitrogênio para evitar a condensação da umidade sobre a ótica e instrumentos refrigerados. [6]

DLR é responsável por toda a montagem do telescópio e design junto com dois dos nove instrumentos científicos utilizados com o telescópio, a NASA é responsável pela aeronave. 

A fabricação do telescópio foi subcontratada para a indústria europeia. 

O telescópio é alemão; o espelho primário foi lançado pela Schott AG em Mainz, Alemanha, com melhorias leves, com afiação e polimento concluída pela empresa francesa SAGEM-REOSC. 

O mecanismo de espelho baseado carboneto de silício secundário foi fabricado pela CSEM Suíça. Uma superfície refletora foi aplicada ao espelho, numa instalação em Louisiana, mas agora o consórcio mantém uma instalação de revestimento de espelho em Moffett Field, permitindo recobrimento rápido do espelho primário, um processo que se espera que sejam necessários 1-2 vezes por ano. [10]



A aeronave SOFIA é um widebody Boeing 747SP modificado (número de série 21441, número da linha 306, pois o registro N747NA; [11] indicativo NASA747 [11]), com uma história distinta.

Boeing desenvolveu o SP ou versão "Performance Especial" do 747 para vôos de ultra longo alcance, modificando o desenho do 747-100, removendo seções da fuselagem e fortemente modificar outros para reduzir o peso, permitindo assim que o 747SP para voar mais alto, mais rápido e mais longe sem parar do que qualquer outro modelo de tempo 747. [15]

Boeing número atribuído de série 21441 (número da linha 306) à estrutura que acabaria por se tornar SOFIA. O primeiro vôo desta aeronave estava em 25 de abril de 1977 e Boeing entregou a aeronave a Pan American World Airways em 6 de maio de 1977. A aeronave recebeu o seu primeiro registo da aeronave, N536PA e Pan-Americana colocado a aeronave em serviço comercial de passageiros. [13 ] Pouco tempo depois, Pan Am nomeado esta aeronave em homenagem ao famoso aviador Charles Lindbergh. A convite da Pan Am, a viúva de Charles Lindbergh, Anne Morrow Lindbergh, batizou a aeronave Clipper Lindbergh em 20 de maio de 1977, o 50º aniversário do início do vôo histórico do marido de Nova York a Paris, em 1927. [13]

United Airlines comprou o avião em 13 de Fevereiro de 1986 e a aeronave recebeu um novo registo da aeronave, N145UA. A aeronave permaneceu em serviço até dezembro de 1995, quando a United Airlines colocado a aeronave em armazém perto de Las Vegas. [16]

Em 30 de abril de 1997, o Espaço Universities Research Association (USRA) adquiriu a aeronave para uso como um observatório no ar. Em 27 de outubro de 1997 NASA adquiriu a aeronave em USRA. [16] NASA realizou uma série de testes de voo "de base" daquele ano, antes de qualquer modificação pesado da aeronave por E-Systems (mais tarde Raytheon Intelligence e Sistemas de Informação, em seguida, L -3 Comunicações Sistemas Integrados de Waco, Texas). Para garantir a modificação bem sucedida, Raytheon comprado uma seção de outro 747SP, número de registo N141UA, para usar como um full-size mock-up.

Iniciar o trabalho em 1998, Raytheon projetado e instalado um de 18 metros de altura (comprimento do arco) por-wide de 13,5 pés (5,5 mx 4,1 m) porta no lado da porta traseira de fuselagem da aeronave que pode ser aberto em voo para dar o acesso telescópio para o céu. O telescópio é montado na extremidade traseira da fuselagem atrás de um anteparo pressurizado. Ponto focal do telescópio está localizado em uma suíte de instrumentos científicos na seção pressurizado, centro da fuselagem, exigindo parte do telescópio para passar através da caverna de pressão. No centro da aeronave é a seção de operações de controle de missão e de ciência, enquanto a secção dianteira hospeda a área de educação e sensibilização do público.

A convite da NASA, o neto de Charles Lindbergh, Erik Lindbergh, re-batizou a aeronave com o nome originalmente dado por Pan Am, Clipper Lindbergh, em 21 de maio de 2007, o 80º aniversário da conclusão do vôo transatlântico histórico de Charles Lindbergh. [17]

O desenvolvimento do projeto 
O primeiro uso de uma aeronave para realizar observações no infravermelho foi em 1965, quando Gerard P. Kuiper usou a NASA Convair 990 para estudar Vênus. Três anos mais tarde, Frank Low usou a Ames Learjet para observações de Júpiter e nebulosas. [18] Em 1969, o planejamento começou para a montagem de um telescópio de 36 polegadas (910 mm) em uma plataforma no ar. O objetivo foi realizar astronomia da estratosfera, onde havia uma profundidade óptica muito menor de radiação infravermelha-água-vapor absorvente. Este projeto, denominado Airborne Observatory Kuiper, foi dedicado em 21 de maio de 1975. O telescópio foi instrumental em numerosos estudos científicos, incluindo a descoberta do sistema de anéis em torno do planeta Urano. [19]

A proposta de um telescópio montado na aeronave maior foi apresentado oficialmente em 1984 e chamado para um Boeing 747 para transportar um telescópio de três metros. O conceito preliminar sistema foi publicado em 1987, em um livro vermelho. Ficou acordado que a Alemanha iria contribuir com 20% do custo total e fornecer o telescópio. No entanto, a reunificação da Alemanha e cortes no orçamento da Nasa levou a uma lâmina de cinco anos no projeto. NASA então contratou o trabalho para o Espaço Universidades Research Association (USRA), e, em 1996, (a Agência Espacial Alemã ou Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt) NASA e DLR assinado um memorando de entendimento para construir e operar SOFIA. [20 ]

Espelho primário do telescópio SOFIA foi fabricado de Zerodur, um compósito de cerâmica de vidro produzido pela Schott AG, que tem quase zero de expansão térmica. REOSC, o departamento óptica do Grupo SAGEM em França, o peso reduzido por moagem de bolsas em forma de favo de abelha para fora da parte de trás. Eles terminaram o polimento do espelho, em 14 de dezembro de 1999, alcançar uma precisão de 8,5 nm sobre a superfície óptica. [21] O espelho secundário em forma de hipérbole foi feito de carboneto de silício, com polimento concluída até Maio de 2000. [6] Em 2002, os principais componentes do telescópio foram montados em Augsburg, Alemanha. Estes consistiram na montagem do espelho primário, o principal suporte óptico e do conjunto de suspensão. Após os testes de integração de funcionamento foram feitas  verificações; para verificar o sistema, os componentes foram enviados para Waco, Texas a bordo de uma aeronave Airbus Beluga. Eles chegaram em 4 de setembro de 2002. [22] SOFIA completou seu primeiro teste em terra "on-céu" em 18-19 agosto de 2004, tendo uma imagem da estrela Polaris. [23]

O projeto foi novamente adiado, em 2001, quando três subcontratados encarregados de desenvolvimento do porta telescópio sairam do negócio em sucessão. United Airlines também entrou com proteção contra falência e retirou-se do projeto como operador da aeronave. O telescópio foi transportado da Alemanha para os Estados Unidos, onde ele foi instalado na estrutura do avião em 2004 e as primeiras observações foram feitas a partir do solo. [9]

Em fevereiro de 2006, após os aumentos do custo de US $ 185 milhões a US $ 330 milhões, [24] NASA colocou o projeto "em análise" e financiamento suspenso, removendo o projeto do seu orçamento. Em 15 de junho de 2006, SOFIA passou a revisão quando NASA concluiu que não houve desafios técnicos ou programáticos intransponíveis para o desenvolvimento contínuo de Sofia. [25] [26]

O vôo inaugural do SOFIA teve lugar em 26 de Abril de 2007, no L-3 Integrated Systems (L-3 é) Waco, no Texas. [27] Depois de um breve programa de teste em Waco para expandir parcialmente o envelope de voo e fazer a pós cheques -Manutenção, a aeronave foi transferida em 31 de maio de 2007 a Neil A. Armstrong Centro de Pesquisa de vôo da NASA na Base Aérea de Edwards. A primeira fase de cargas e testes de voo foi utilizado para verificar as características da aeronave com a porta cavidade telescópio externo fechado. Esta fase foi concluída com êxito, de janeiro de 2008 a NASA-Armstrong Flight Center Research [28]


Em 18 de dezembro de 2009, a aeronave SOFIA realizou o primeiro vôo de teste em que a porta telescópio foi totalmente aberta. Essa fase durou dois minutos do vôo 79 minutos. Telescópio de SOFIA viu a primeira luz em 26 de maio de 2010, retornando imagens que mostram o núcleo de M82 e calor de formação de Júpiter escapando através de sua cobertura de nuvens. [29] voos de observação iniciais "de rotina" a ciência começou em dezembro de 2010 [14] e o observatório atingiu a sua para plena capacidade em 2014 com cerca de 100 voos por ano. [9] [28]


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