Die Flughöhe von Flugzeugen ist für Astronomen eigentlich ein Klacks. Wenn Wissenschaftler Schwarze Löcher suchen oder die Geburt eines Sternes außerhalb unserer eigenen Galaxie beobachten, spielt sich das meist in Entfernungen von mehreren Lichtjahren ab. Doch gerade wenn es darum geht, solch unvorstellbar weit entfernte Ereignisse beobachten zu können, hilft es Forschern, wenn ein Teleskop mehrere Kilometer über dem Erdboden fliegen kann.
Die unterste Atmosphärenschicht unserer Erde, die bis zu 20 Kilometer hohe Troposphäre, blockt einen Großteil der Infrarotstrahlung des Weltalls ab. Genau in diesem Lichtspektrum hoffen Forscher, dem Universum noch viele weitere Geheimnisse zu entlocken. Die Nasa und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR ließen aus dem Grund eine Boeing 747 SP zu einer fliegenden Sternwarte umrüsten. Seit 2010 hievt sie ein Infrarotteleskop in geeignetere Höhen. Seit Montag (16. September) befindet sich das Flugzeug mit dem Namen Sofia (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie) in Stuttgart, von wo aus es seinen ersten Forschungsflug über Europa absolvieren wird.
Europas Atmosphäre gut für das Teleskop von Sofia geeignet
Die Boeing 747 SP wird am Mittwoch (18. September) zu einer zehnstündigen Mission abheben, bei der sie zwölf Länder überfliegen wird. Von der schwedischen Ostseeküste fliegt der Jet mit dem Kennzeichen N747NA über Polen, Tschechien, Slowenien, Kroatien bis kurz vor Sizilien. Die Forscher wollen dabei ein 600 Millionen Lichtjahre entferntes Staubgebilde untersuchen, das durch zwei Schwarze Löcher entstand und Plasmablitze mit Lichtgeschwindigkeit in das Weltall schießt. Dessen magnetische Strahlungen lassen sich nur mir Infrarot-Teleskopen wie dem der Sofia beobachten.
Das interstellare Phänomen wurde bereits 2018 mit Flügen von Südkalifornien aus erforscht - dort ist die Boeing 747 SP in Palmdale stationiert. Der Flug über Europa bringt nun einen Vorteil: Je mehr sich die Erdatmosphäre in Nähe der Pole befindet, desto weniger Wasserdampf besitzt sie - und genau diese mikroskopisch-kleinen Tröpfchen absorbieren Infrarot-Strahlung. Die Astronomen erhoffen sich durch Flug über nördlichere Gefilde bessere Beobachtungen.
Vom Pan-Am-Flieger zur fliegenden Sternwarte
Am Flughafen Stuttgart wird die Boeing 747 SP nicht nur schaulustige Wissenschaft-Fans anziehen, sondern auch viele Luftfahrtbegeisterte. Das Modell war schon zu seiner Blütezeit eine Rarität. Boeing produzierte ab den 1970er-Jahren gerade mal 45 Exemplare der gekürzten Jumbo-Jet-Version. Bis 2014 setzte Iran Air als letzter Betreiber die SP im Passagierdienst ein, heute fliegen noch ungefähr zehn Stück - größtenteils als VIP-Flieger.
Besonders die Sofia blickt auf eine bewegte Geschichte zurück. Boeing übergab das Flugzeug 1977 an Pan Am. Die Witwe von Charles Lindbergh taufte das Flugzeug auf den Namen Clipper Lindbergh, womit Fluglinie das 50-jährige Jubiläum der legendären Atlantiküberquerung würdigte. Inzwischen ist Pan Am selber Geschichte. Ab Mitte der 1980er-Jahre flog die Boeing 747 SP bei United Airlines, ehe die Nasa das Flugzeug im Jahr 1997 kaufte.
Drei Mal größer als beim Vorgänger
Ein Jahr zuvor haben Nasa und DLR vereinbart, zusammen ein fliegendes Teleskop zu betreiben. Die amerikanische Weltraumbehörde hatte bereits gute Erfahrungen mit ihrem Kupier Airborne Observatory gesammelt. Die umgebaute Lockheed C-141 A entdeckte 1977 mit ihrem Infrarot-Teleskop die kaum sichtbaren Ringe des Planeten Uranus und bestätigte 1988 Vermutungen, dass der Zwerplanet Pluto eine schwache Atmosphäre besitzt. Im Vergleich zu Satelliten war das Flugzeug eine günstigere Plattform, die zudem mehr Flexibilität bot. Doch der Platz in dem eigentlich als Militärtransporter entwickelten Flieger war begrenzt.
Mit der Boeing 747 SP versprachen sie die Forschungsbehörden nicht nur Platz für ein drei Mal größeres Teleskop mit einem Durchmesser von 2,7 Metern und 17 Tonnen Gewicht. Das Flugzeug ist aufgrund seiner ungewöhnlichen Proportionen auch bestens für Flüge in großen Höhen geeignet. Um die Boeing 747 mit mehr Reichweite zu versehen, kürzte der Flugzeughersteller den Rumpf der Urversion Boeing 747-100 um 15 Meter.
Kürzer Rumpf lässt die 747 höher fliegen
Weil die Tragflächen im Verhältnis zum restlichen Rumpf größer wurden, lassen sie die Boeing 747 SP höher und schneller fliegen - und damit auch weiter. Das Kürzel SP steht aus diesem Grund für Special Performance, spotthaft wird dies aber auch oft zu Short Plane umgedichtet, also kurzes Flugzeug. Weil Boeings Ingenieure das Seitenleitwerk für eine bessere Seitenstabilität vergrößern mussten, wirkt das Flugzeug nochmals gedrungener. In Sachen Flugleistung brilliert die SP jedoch: Für die Sofia sind Reiseflughöhen von über 13 Kilometer problemlos machbar.
Nachdem das Flugzeug einige Jahre stillgelegt war, begannen 2002 die ersten Umbauarbeiten. Vier Jahre später erfolgten die ersten Testflüge mit der neuen Registrierung N747NA. Dabei wurde besonders die spezielle Hecktür erprobt. Diese muss in den großen Flughöhen geöffnet sein, um dem Teleskop den Blick auf das Weltall zu ermöglichen. Zudem wurde auch das Cockpit auf heutige Standards modernisiert. Für die Forschungsflüge ist dies wichtig, da die Piloten der Sofia für die Beobachtungen zielgenau navigieren müssen.
Lufthansa Technik und Baden-Württemberg mitbeteiligt
Der Besuch der Sofia ist nicht der erste Abstecher nach Deutschland. 2014 durchlief der Spezialflieger bei Lufthansa in Technik eine größere Wartung. Die Europa-Premiere in Sachen Forschungsbetrieb findet in Stuttgart nun anlässlich der Jahrestagung der deutschen Astronomie Gesellschaft an der Universität Stuttgart statt. Die Hochschule ist genau wie das Land Baden-Württemberg am Sofia-Projekt mitbeteiligt.
Am Freitag wird der Forschungsjumbo wieder zurück nach Kaliforniern fliegen. Bis dahin haben Besucher die Chance, die Sofia am Flughafen Stuttgart zu besichtigen.
In der oben stehenden Bildergalerie sehen Sie Aufnahmen der Boeing 747 SP von Nasa und DLR.
Boeing 747 SP blickt von Stuttgart ins Universum
Die Boeing 747 SP namens Sofia am 30. September 2020 in Hamburg: Die fliegende Sternwarte ...
Jan Brandes/DLR/DSI/Lufthansa Technik
... wurde in Hamburg von Lufthansa Technik gewartet.
Lufthansa Technik/Twitter
Hier ist der Forschungsflieger von DLR und Nasa 2019 in Stuttgart zu sehen.
Die Boeing 747 SP flog einst für Pan Am.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Im Heck befindet sich neben viel Technik und Sitzplätzen ...
... ein leistungsstarkes Infrarot-Teleskop.
In großen Höhen kann dies besser ins Weltall blicken.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Die kurze Boeing 747 ist in Palmdale im US-Bundesstaat Kalifornien stationiert.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Für ihre erste Forschungsflug-Kampagne über Europa ...
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
... kam Sofia 2019 nach Stuttgart.
Die 1977 produzierte Boeing 747 SP wurde 2006 von der Nasa gekauft und aufwendig umgerüstet. Unter anderem erhielt sie ein modernes Cockpit.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Mit der Sofia beobachten die Forscher unter anderem die Umgebungen von Schwarzen Löchern.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
