NASA退役机载天文台的科学工程遗产
2022年9月29日
的用于红外天文学的平流层天文台(索非亚) 是一项发现任务，揭示了看不见的–有时看不见–我们宇宙的一部分。随着任务的结束，航班将于9月星期四结束。29日，美国国家航空航天局 (NASA) 回顾了索非亚 (SOFIA) 的科学成就以及让它飞起来的一些工程壮举。
“从加深对月球水的了解到揭示宇宙尺度磁场的无形力量，如果没有数百名为索非亚任务贡献专业知识的人，这一切都不可能发生，”赛义德·纳西姆·兰格瓦拉，任务’美国国家航空航天局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的项目科学家。
从1996年开始开发，索非亚就需要工程技术。必须对波音747SP喷气客机进行改装，以承载38,000磅，100英寸 (超过17,000公斤，2。5米) 由NASA提供的望远镜’索非亚任务的合作伙伴，德国航天中心的德国航天局。
艾姆斯 (Ames) 的工程师开发了一种类似车库门的机制，该机制可以卷起以使望远镜观察天空。在那种配置中，它是“飞机上最大的开放港口之一，”美国宇航局工程师保罗·富斯科 (Paul Fusco) 说，他现已退休，曾帮助设计门系统，“和最大的经过认证，可以在门打开的情况下在所有高度和速度下飞行。这是一次非常激动人心的航空创新。”
这个猎户座星云的三维视图–地球’最接近的恒星形成苗圃–是使用索非亚任务的数据创建的。它揭示了星云的详细结构，包括一个 “气泡”，该气泡被强大的恒星风吹散了气体和尘埃。这样，大质量恒星可以调节它们周围的恒星形成，索菲亚帮助天文学家更好地理解了这种效应。
学分: 美国宇航局/索非亚
任务’美国飞行员可以’甚至感觉不到门是开着的。望远镜本身的稳定性相当于在10英里外的一分钱上保持激光笔稳定。索非亚实现了平稳的飞行和稳定的凝视。
这仅仅是开始。到2014年，天文台已达到其全部运行能力，八年来，索非亚帮助世界各地的天文学家使用红外光研究其他望远镜看不见的一系列令人印象深刻的宇宙事件和物体。
“索菲亚’我们独特的科学成就是围绕使命成长起来的令人难以置信的国际社会独创性的结果，”德国航天局索非亚项目科学家亚历山德拉·罗伊说，“只有通过NASA和DLR的合作才能实现。”
一个高中教师社区也通过NASA亲自认识了索非亚机载天文学大使计划。这个专业的发展机会包括与科学家和机组人员一起在索非亚飞行的沉浸体验。参与的老师能够将这些现实世界的科学内容带回他们的教室，并向学生揭示与STEM相关的各种职业。
现在，天文台是退休。科学飞行已经结束，该团队正在探索这种特殊飞机的永久住所的选择。索菲亚’在任务过程中总共观测了732个夜晚的数据也将公开供科学家研究和在未来进行进一步研究。
“红外天文学将在NASA继续进行，最著名的是詹姆士·韦伯太空望远镜,”美国国家航空航天局高级顾问保罗·赫兹说’s科学任务局，前天体物理学部主任和前索非亚计划科学家。“但是索菲亚’对科学的许多不同贡献已经留下了自己的印记。”
以下是索非亚改变我们对宇宙的理解的一些方式。向下滚动以继续阅读，或通过以下链接关注主题:
在月球阳光照射的部分发现水
最终检测到: 宇宙中形成的第一种分子
超时间敏感观测
揭示磁性宇宙
研究地球的新方法’大气，气候
一颗星星诞生了–或不是
银河系中心的合成红外图像。它跨越600多光年，正在帮助科学家了解银河系中正在形成多少大质量恒星’s中心。来自索非亚 (蓝色和绿色) 的数据与赫歇尔太空天文台 (红色) 和斯皮策太空望远镜 (白色) 的数据相结合。索菲亚’我们的观点揭示了以前从未见过的特征。
学分: 美国宇航局/索非亚/JPL-加州理工学院/欧空局/赫歇尔
在月球阳光照射的部分发现水
虽然索非亚’s望远镜不是’t最初被配置为观察月球，它的月球观测首次证实，月球阳光照耀的表面上的水。这意味着水可能分布在整个月球表面，而不仅限于寒冷，有阴影的地方。
NASA渴望在将人类送往月球表面之前了解月球上的水阿尔特弥斯任务。索菲亚’s的数据也增加了未来月球任务的工作，如NASA’s水上狩猎调查极地探索漫游者的挥发物。
月亮不是索非亚’我们的太阳系只有目标。天文台还研究了circulation of gases within Jupiter’s atmosphere,这种可能性comets delivered carbon to planets like Earth,以及就在最近，美国国家航空航天局 (NASA) 将探索的小行星’sPsyche mission –仅举几例。
A group of Airborne Astronomy Ambassadors – high-school science teachers participating in a professional development opportunity – plus their flight facilitator aboard SOFIA. From left, Lynne Zielinski, Heidi Steinbrink, Marcella Linahan, Pamela Harman, the Educational Program co-manager for SOFIA, Tom Jenkins, and Vivian Hoette focus in on an observation target.
Credits: NASA/SOFIA
Finally Detected: First Type of Molecule Ever to Form in Universe
After decades of searching by astronomers, SOFIA detected, for the first time in space, the first type of molecule that ever formed in the universe.
SOFIA’s work in astrochemistry also shed light on one way water gets distributed in the universe. The mission explored the life cycle of materials in space, too: clouds of simple gases that form more complex gases and, ultimately, stars and star systems.
Ultra-Time-Sensitive Observations
SOFIA’s mobility allowed it to capture extremely fleeting events in astronomy over remote locations.
In 2015, Pluto passed directly between a distant star and the Earth, giving scientists a rare chance to analyze its atmosphere while backlit by the star. And the only observatory that could position itself over the open ocean, directly in the center of Pluto’s shadow racing across Earth’s surface, was SOFIA.
SOFIA was nimble, which also helped it provide long-term monitoring – as for a surprisingly long, bright outburst by a protostar in the Cat’s Paw Nebula – and respond quickly, when needed. This was the case in 2014 when 发现了一颗爆炸的恒星，一颗超新星 – the brightest and closest to Earth in decades.
揭示磁性宇宙
索菲亚’大多数范式转变的贡献可能是让天文学家“见”在比以往任何时候都更小的尺度上映射磁场。
一项研究表明，磁场曾经被认为可以通过阻止重力将原材料拉入成长中的恒星来减缓恒星的诞生，有时可能会与重力一起起作用滋养星星的诞生。
索非亚研究了磁场在一系列尺度上在宇宙中的作用–从恒星形成到“小”现象的终结塑造整个星系,喂养黑洞,并导致整个星系合并。
索非亚在半人马座A星系中观察到的磁场显示为几个天文台在多个波长下拍摄的合成图像上的流线。横跨1600光年的大规模磁场与在可见光和其他波长下看到的尘埃通道平行。但是，这些字段在中间附近显得扭曲和扭曲。–来自合并形成半人马座a的原始星系之一的螺旋形磁场的残余。核心活跃的超大质量黑洞增加了扭曲。可见光和亚毫米波长以橙色显示，x射线波长以蓝色显示，红外线以深红色显示。
学分: 光学: 欧洲南方天文台宽视场成像仪；亚毫米: 马克斯·普朗克射电天文学研究所/ESO/阿塔卡马探路者实验魏斯等人；X射线和红外线: NASA/Chandra/R。卡夫；JPL-加州理工学院/J。基恩；索非亚/L。Proudfit
研究地球的新方法’大气，气候
索非亚以38,000至45,000英尺的高度飞行，飙升至99以上。地球上9% 的水蒸气’掩盖地面红外观测的大气层。但是望远镜仍然凝视着我们大气层的上游。
在开发了在这个难以研究的地区使用索非亚数据的方法之后，研究人员能够直接测量地球中的原子氧’高层大气。
研究其他大气已经在索非亚’驾驶室。通过以下方式观察恒星的掩星海王星’s月亮特里顿揭示了它的气氛的秘密，而具有挑战性的金星观测集可以帮助揭示以下报道磷化氢，微生物生命的潜在生物标志物,在那个星球上’的气氛。
一颗星星诞生了–或不是
通过在红外光下观察，索非亚揭示了恒星形成的秘密，否则这些秘密将一直隐藏在巨大的气体和尘埃云中。
索非亚的一个主要研究领域涉及一种叫做“反馈，”恒星帮助或阻碍附近更多恒星的产生。使用索非亚’在数据中，研究人员发现猎户座星云正在清除气泡没有形成新恒星所需的物质，而在另一个星云中，原始恒星是触发新一代的诞生。
当索非亚从40,000英尺高空探索宇宙时，天文学家学到了所有这些东西，还有更多。即使任务结束，为红外天文学的下一章让路，天文台的发现’s数据将继续。索菲亚’我们的遗产以及使任务成功的整个团队的遗产是教会了人类更多关于宇宙的知识，并激励其他人也这样做。
索非亚是美国宇航局和德国航天局在DLR的联合项目。DLR为任务提供了望远镜，定期飞机维护和其他支持。NASA’美国加州艾姆斯研究中心’硅谷与总部位于马里兰州哥伦比亚的大学空间研究协会和斯图加特大学的德国索非亚研究所合作，管理着索非亚计划，科学和任务运营。该飞机由NASA维护和操作。’位于加利福尼亚州帕姆代尔的阿姆斯特朗飞行研究中心703号大楼。索非亚在2014年实现了全面的运营能力，并于9月结束了最终的科学飞行。29,2022。
上次更新:2022年9月30日
编辑:阿比盖尔塔博尔
原文：NASA
