Máy bay kính viễn vọng Boeing 747SP: Starship Enterprise đã hạ cánh mãi mãi như thế nào

Phòng thí nghiệm bay là một dự án chung của các cơ quan vũ trụ Đức và Mỹ (DLR, NASA). Hoạt động của nó bắt đầu vào năm 2010. Sau 12 năm, một thỏa thuận đã được ký kết để chấm dứt các chuyến bay với chi phí bảo trì là 85 triệu USD mỗi năm.


Cả hai cơ quan vũ trụ đều đồng ý với khuyến nghị của Hội đồng Quốc gia thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Hoa Kỳ. Chính ông là người quyết định số tiền ngân sách nghiên cứu sẽ được phân bổ cho thập kỷ tới. Đã có những cuộc thảo luận về việc đóng cửa dự án từ năm 2014, nhưng đài quan sát tầng bình lưu sau đó gặp khó khăn về tài chính. Tuy nhiên, dự án được thực hiện trên bằng máy bay, phát hành năm 1977, đóng cửa vào ngày 29.09.2022 tháng XNUMX năm XNUMX.

Tại sao khám phá không gian từ máy bay?

Câu hỏi đầu tiên được đặt ra là: tại sao điều này lại cần thiết? Có kính thiên văn trên mặt đất và kính thiên văn quỹ đạo (Hubble). Tuy nhiên, với sự trợ giúp của phương pháp trước, bạn chỉ có thể nghiên cứu một lĩnh vực thiên thể cụ thể và trong một khoảng thời gian được xác định nghiêm ngặt. Nhưng ưu điểm chính của kính thiên văn trên tàu là nó bay phía trên khối hơi nước khổng lồ bốc lên từ tầng đối lưu và hấp thụ bức xạ hồng ngoại.


Đối với kính thiên văn quỹ đạo, bức tượng khổng lồ phải được di chuyển để nghiên cứu một khu vực cụ thể trên bầu trời. Và làm điều này trong không gian không hề dễ dàng chút nào. Với sự trợ giúp của đài quan sát máy bay, bạn có thể chụp được phần bầu trời mong muốn bất cứ lúc nào.

Ví dụ, vào năm 2011, nhật thực của Sao Diêm Vương chỉ có thể được quan sát từ máy bay: vào thời điểm đó, tại đài quan sát duy nhất trên Trái đất có thể ghi lại được hiện tượng hiếm gặp. Phòng thí nghiệm trên tàu cũng có thể được gọi là “phương án dự phòng” trong trường hợp kính thiên văn quỹ đạo bị hỏng.


Đài quan sát trên máy bay không tiếp xúc với các mảnh vụn không gian.

Những người tiên phong của đài quan sát trên không

Năm 1965, nhà thiên văn học J. Kuiper lần đầu tiên quyết định quan sát Sao Kim ở vùng hồng ngoại từ máy bay chở khách thân hẹp Convair CV-990. Ba năm sau, nhà vật lý người Mỹ F. Lowe đã nghiên cứu Sao Mộc qua kính viễn vọng 1969 inch đặt trên máy bay Learjet. Bị thuyết phục bởi lời hứa của nghiên cứu như vậy, vào năm 141, NASA bắt đầu phát triển dự án KAO, được dịch là “Đài quan sát trên không Kuiper” (được đặt theo tên của người tiên phong). Để thực hiện ý tưởng, họ đã sử dụng máy bay C-36, trên đó đặt một kính thiên văn có đường kính 91,44 inch (XNUMX cm).


Nhờ KAO, họ đã phát hiện ra các vành đai xung quanh Sao Thiên Vương và nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Diêm Vương. Tuổi thọ hoạt động của phòng thí nghiệm bay đã kết thúc vào năm 1995. Nhưng vào năm 1984, NASA đã công bố dự án trang bị cho chiếc Boeing 747 một kính thiên văn có đường kính 3 m. Người Đức đã tham gia ý tưởng này và hứa sẽ tài trợ 20% chi phí. Thỏa thuận được ký kết vào năm 1996. Dự án được gọi là "Sofia".


Việc quan sát các thiên thể được thực hiện từ độ cao 13 km: bức ảnh thu được có chất lượng gần giống với bức ảnh chụp từ kính thiên văn quỹ đạo.

Về máy bay dự án SOFIA

Đây là Boeing 747SP - phiên bản rút gọn của máy bay chở khách 747-200. Mô hình này được giới thiệu vào năm 1973. Ngoài thân máy thu gọn, máy bay còn nhận được đôi cánh nhẹ và cơ giới hóa đơn giản hóa cho chúng. Việc giảm trọng lượng 20 tấn với bốn động cơ giống nhau cho phép Boeing bay cao hơn và với tốc độ cao hơn.


Một cỗ máy như vậy là hoàn toàn phù hợp cho sứ mệnh SOFIA. Lớp lót bay khoảng 13% lượng hơi nước bốc lên ở độ cao 99 km. Máy bay mang số hiệu N747NA được sử dụng làm máy bay chở khách thông thường từ năm 1977.


Năm 1986, nó được bán lại cho một hãng hàng không khác và vào năm 1995, nó được đưa đi cất giữ. Năm 1997, chiếc xe được kích hoạt lại và được NASA mua lại. Năm sau, việc chuyển đổi máy bay thành “kính viễn vọng bay” bắt đầu.


Trước hết, họ lắp đặt một cánh cửa cồng kềnh có thể đóng (mở) trực tiếp trong suốt chuyến bay. Đằng sau nó là một kính thiên văn gương có đường kính 2,5 m, cũng như các đối trọng và bộ ổn định giúp thiết bị ổn định trong quá trình quan sát.


Cabin được trang bị lại để các nhà khoa học có thể làm việc trên chuyến bay. Máy bay nghiên cứu đầu tiên cất cánh vào năm 2010. Sau đó, người ta có thể chụp ảnh hạt nhân của thiên hà M82 và Sao Mộc.

Thiết kế kính thiên văn

Đây là một chiếc gương có đường kính 2,7 m, tích tụ ánh sáng và tập trung nó. Bề mặt phản chiếu được làm bằng nhôm được mài và lõm cẩn thận.


Luồng ánh sáng chiếu vào gương chính, sau đó đến cạnh trước của kính thiên văn và cuối cùng đến mặt phẳng tiêu điểm, nơi đặt thiết bị ghi.


Chiếc gương được làm từ hỗn hợp gốm thủy tinh có tên Zerodur. Điều thú vị là nó có độ giãn nở nhiệt bằng 0. Một gương phản xạ khác được làm bằng cacbua silic. Phải mất vài tháng để đánh bóng gương!

Trở về từ dự án

Danh sách này có thể còn kéo dài trong một thời gian rất dài: trong thời kỳ tồn tại của đài quan sát bay, hàng nghìn nhà khoa học đã lên đó. Và mỗi người trong số họ đã khám phá ra một điều gì đó mới mẻ. Chúng ta hãy giới hạn bản thân vào những nghiên cứu quan trọng nhất.


Năm 2015, hàm lượng oxy nguyên tử trên sao Hỏa đã được đo. Điều này khiến người ta có thể hiểu rằng hành tinh này khá “thân thiện” với các vi khuẩn dưới lòng đất. Cùng năm đó, với sự trợ giúp của kính viễn vọng trên tàu, người ta có thể khám phá các hành tinh nằm bên ngoài hệ mặt trời. Ban đầu người ta tin rằng dự án SOFIA không thể làm được điều này.

Người ta cũng phát hiện ra rằng sao chổi có chứa nước tương tự như trên Trái đất. Hóa ra bầu khí quyển của Sao Diêm Vương mạnh hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Vào năm 2020, một báo cáo đã được đưa ra về sự tồn tại của các phân tử nước ở phía Mặt Trăng hướng về Trái Đất.

Đóng cửa

Những rắc rối tài chính đã đi kèm với dự án ngay từ đầu. Một năm trước chuyến bay đầu tiên, số tiền được phân bổ đã tăng từ mức ước tính 185 lên 330 triệu “xanh”. Trong 5 năm nghiên cứu đầu tiên, gần 614 triệu đô la đã được chi thay vì 265 triệu đô la như kế hoạch. Sau đó, “quả cầu tuyết” chỉ lớn lên. Lần đầu tiên đài quan sát bay gần như đóng cửa là vào năm 2014: người Mỹ yêu cầu người Đức tăng cường tài trợ.


Ví dụ, hóa ra một giờ bay có giá 100 nghìn đô la. Tuy nhiên, các nhà lập pháp Hoa Kỳ đã ủng hộ dự án và đến năm 2015, tiền đã được phân bổ. Người đứng đầu phái đoàn SOFIA thậm chí còn tuyên bố rằng đài quan sát sẽ hoạt động đến năm 2014. Tuy nhiên, “sấm sét vẫn ập đến”: năm 2020, Donald Trump trình bày một dự án ngân sách không cung cấp tiền cho SOFIA. Năm sau, Hội đồng Quốc gia của Viện Hàn lâm Khoa học khuyến nghị NASA từ bỏ việc tiếp tục sử dụng phòng thí nghiệm bay.

Nguyên nhân làm giảm sự quan tâm đến dự án cũng được lên tiếng: có ý kiến ​​cho rằng trình độ nghiên cứu khoa học chưa tương xứng với số tiền tài trợ. Nói tóm lại, có thể làm được nhiều việc hơn với số tiền này. Các chương trình khác cho thấy mức độ nghiên cứu cao với nguồn tài trợ tương tự đã được sử dụng làm ví dụ. Bất chấp sự phản đối của các nhà khoa học Mỹ và Đức, dự án vẫn bị đóng cửa.


Trong năm 2022, máy bay đã thực hiện 144 lần xuất kích, bay lần cuối cùng vào ngày 28/XNUMX. Đài quan sát bay đã được gửi đến Bảo tàng Hàng không Bang Arizona. Thiết bị độc đáo này sẽ được sử dụng cho các nghiên cứu khác. Nhưng có thể họ sẽ để nó ở bảo tàng.