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Sofia: Fliegende Sternwarte Sofia fliegt von Köln aus zu den Sternen

Sofia : Fliegende Sternwarte Sofia fliegt von Köln aus zu den Sternen

Am 4. Februar landete die fliegende Sternwarte der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA am Flughafen Köln/Bonn.

Von hier erkundet sie bis zum 16. März den Nachthimmel über Europa. „Das Infrarot-Observatorium Sofia ist eines der größten deutsch-amerikanischen Projekte zur Erforschung des Weltraums und unterstreicht, wie wichtig die Zusammenarbeit mit der Nasa für uns ist“, erläutert Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur. „Wir freuen uns riesig, dass nun erstmals seit der Aufnahme des wissenschaftlichen Betriebs eine vollständige wissenschaftliche Flugkampagne von Deutschland aus stattfindet.“

Mission unterstreicht
Bedeutung von Köln/Bonn

„Wir sind sehr stolz, dass die NASA und das DLR den Flughafen Köln/Bonn als Basis für die erste deutsche Wissenschaftskampagne von Sofia ausgewählt haben. Dadurch wird die internationale Bedeutung von Köln/Bonn unterstrichen“, sagt Johan Vanneste, Vorsitzender der Geschäftsführung der Flughafen Köln/Bonn GmbH. „Ein 40-köpfiges Projektteam hat gemeinsam mit vielen externen Beteiligten die Mission in den letzten Wochen und Monaten minutiös vorbereitet.“ 

Sofia ist seit 2014 im vollen wissenschaftlichen Betrieb und wird bislang von etwa 50 internationalen Forschergruppen genutzt. Einzigartig ist das in den Rumpf des Flugzeugs integrierte 2,7-Meter-Teleskop für astronomische Beobachtungen im Infrarot- und Submillimeter-Wellenlängenbereich. Diese Wellenlängen sind wegen des Wasserdampfes in der Troposphäre vom Boden aus nicht sichtbar. Daher fliegt Sofia oberhalb von zwölf Kilometern Höhe. Das Teleskop wurde von deutschen Ingenieuren und Wissenschaftlern entwickelt und gebaut. Die NASA bringt das Flugzeug in das Kooperationsprojekt ein. 

Sofia erforscht die Entwicklung von Milchstraßensystemen sowie die Entstehung und Entwicklung von Sternen und Sonnensystemen aus interstellaren Molekül- und Staubwolken. Die fliegende Sternwarte beherbergt regelmäßig auch zwei deutsche Fern-Infrarot-Instrumente, das hochauflösende Spektrometer Great und das abbildende Linienspektrometer FIFI-LS.

Während des Aufenthaltes in Köln/Bonn wird ein Team von deutschen Wissenschaftlern und Ingenieuren mit Great astronomische Beobachtungen durchführen. Im Fokus liegen dabei Hinweise auf den Ursprung der so genannten kosmischen Strahlung und Erkenntnisse über die Prozesse bei der Entstehung massereicher junger Sterne. Vor Beginn der Kampagne hat Sofia einen mehrmonatigen Routinecheck bei Lufthansa Technik in Hamburg erfolgreich absolviert. Auch das Teleskop wurde dabei auf Herz und Nieren überprüft.

Sofia, das einzige fliegende Infrarot-Observatorium der Welt, wird rund sechs Wochen lang am Konrad-Adenauer-Flughafen in Köln/Bonn stationiert sein. Während dieser Zeit soll die mobile Sternwarte insgesamt 20 Forschungsflüge mit dem Instrument Great des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn und des Physikalischen Instituts der Uni Köln absolvieren. Die Flugrouten gehen von Deutschland bis über den Atlantik, über Skandinavien bis zum Mittelmeer.

„Wir planen, viermal wöchentlich zu fliegen und können somit deutlich mehr Untersuchungen und damit auch wissenschaftliche Ergebnisse liefern“, erklärt Dr. Alessandra Roy, Sofia-Projektwissenschaftlerin in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Darunter befinden sich auch zwei große, so genannte Legacy-Projekte. Diese sollen große Datensätze zu Themen von aktueller Relevanz bereitstellen und ein Vermächtnis für die nächsten Jahre hinterlassen“, erklärt Alessandra Roy. Das erste dieser Projekte beinhaltet die Suche nach Gasen, in denen sich ein Wasserstoffatom mit einem anderen Element wie Argon oder Sauerstoff zu einfachen Molekülen, sogenannten Hydriden, verbunden hat. Das Projekt soll Hinweise auf Dichteschwankungen der kosmischen Strahlung liefern. 

„Für mich als gebürtigen Kölner ist es besonders schön, Sofia einmal sozusagen vor der eigenen Haustüre zu haben“, sagt Heinz Hammes, Sofia-Projektleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Der Flughafen Köln/Bonn wurde ausgewählt, weil dort die notwendige Infrastruktur zur Verfügung steht und das üblicherweise milde Winterwetter in der Kölner Bucht mit hoher Wahrscheinlichkeit einen ungestörten Flugbetrieb zulässt.“ Köln/Bonn habe zudem alle Anforderungen des deutsch-amerikanischen Sofia-Teams erfüllt – von den Arbeits- und Labor-Plätzen bis hin zur erforderlichen behördlichen Nachtflugerlaubnis.

Deutschland ist als Ausgangspunkt für eine Wissenschaftskampagne auch deshalb interessant, da es nördlicher gelegen ist als die Sofia-Heimatbasis der NASA in Palmdale in Südkalifornien. Denn ein Großteil des infraroten Lichts, auf dem die Beobachtungen basieren, wird vom Wasserdampf in der Erdatmosphäre absorbiert. Da die Luft auf Flughöhe von Sofia in den nördlichen Breitengraden in der Regel trockener ist, erhoffen sich die Wissenschaftler, wegen der transparenteren Atmosphäre einige qualitativ hochwertige Daten sammeln zu können.

Sofia war von Hamburg aus gestartet, wo das Flugzeug bei Lufthansa Technik seit Ende September einen so genannten C-Check durchlaufen hatte. Diese große Wartung findet ungefähr alle drei Jahre statt. Dabei werden Struktur, technische Systeme, Kabine und die Außenhaut eingehend inspiziert und falls nötig repariert. Neben den routinemäßigen Test- und Wartungsarbeiten wurde dieses Mal auch die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage erhöht, um die Umgebungstemperaturen für die empfindlichen Forschungsinstrumente zu optimieren. „Wir sind mit dem Verlauf der Arbeiten sehr zufrieden und erwarten nun gespannt die neuen Wissenschaftsflüge“, sagt Projektleiter Heinz Hammes. Nach Abschluss der Kampagne wird Sofia wieder nach Kalifornien zurückkehren, wo bereits die nächste Flugkampagne vorbereitet wird.