Wpis z mikrobloga

Maszyny, które osobiście uważam za ciekawe, a które mogą niektórym nie być znane; odc. 73

Lotnicze obserwatoria astronomiczne NASA

Za początki lotniczych obserwacji astronomicznych można uznać lata 20. XX wieku. W 1923r., 10 września, US Navy przy wykorzystaniu wodnosamolotu Felixstowe F5L podjęło nieudaną próbę fotografowania zaćmienia słońca. Pierwsza udana misja w tym celu odbyła się 28 kwietnia 1930r.

Po zakończeniu II wojny światowej wraz z coraz szybszym rozwojem technologii i coraz większą popularnością samolotów odrzutowych rozpoczęto bardziej zaawansowane badania skupione na spektrum elektromagnetycznym w zakresie podczerwieni – istotną kwestią była możliwość prowadzenia pomiarów na dużych wysokościach co minimalizowało wpływ atmosfery.

W 1957r. NASA użyła samolotu Martin B-57 Canberra do obserwacji fal podczerwonych Słońca w zakresie długości 1.0µm - 6.5µm na wysokości 48000ft (14600m).

===========================================================
GAO - Galileo Airborne Observatory [1965-1973]

Pierwszym w pełni zaplanowanym przez NASA obserwatorium lotniczym była kowersja samolotu Convair 990 o nazwie Galileo. Na pokładzie zainstalowano stabilizowany żyroskopowo teleskop o średnicy 12 cali (30.48cm), który był w stanie rejestrować fale o długości 1.0µm - 4.0µm. Obserwacje prowadzono na wysokości 41000ft (12500m).

W 1967r. odkrycto brak wody w atmosferze Wenus co udowodniło zasadność prowadzenia badań astronomicznych z pokładu samolotu. Do pozostałych ważnych misji wykonanych przez Galileo I zaliczyć można obserwację: zaćmienia słońca w maju 1965r., Komety Ikeya-Seki w październiku 1965r., opozycji Marsa w sierpniu 1971r. oraz deszczu meteorów Giacobinid (Drakonid) w październiku 1972r.

W 1973r. w trakcie podejścia do lądowania na Moffet Field w Kaliforni obserwatorium uległo całkowietemu zniszczeniu w wyniku kolizcji z samolotem P-3 Orion.

NASA zastąpiło Galileo kolejną konwersją Convair 990 nazwaną Galileo II. Maszyna była wykorzystywana bardzo sporadycznie ze względu na działające do tego czasu dwa kolejne obserwatoria (LJO i KAO). Galileo II w 1985r. uległ wypadkowi w wyniku uszkodzenia opony podczas kołowania - miał wystartować w ramach misji AMPTE - Active Magnetospheric Particle Tracer Explorers.

Podstawowe dane techniczne (990A)

Długość: 42.6m
Rozpiętość: 37m
Powierchnia nośna: 209m^2
MTOW: 60328kg
Napęd: 4 x General Electric CJ805-23B - silniki turbowentylatorowe o ciągu 71.4kN każdy
Zasięg: 3032nmi | 6115km
Pułap: 41000ft | 12500m
===========================================================
LJO - Learjet Observatory [1966-1976]

W 1966r. zaproponowano umieszczenie teleskopu o średnicy 12 cali (30.48cm) na pokładzie odrzutowca biznesowego Learjet 24. Było to pierwsze obserwatorium z otwieranym portem w bocznej części kadłuba tuż przed lewym skrzydłem.

Po wykonaniu pierwszych lotów wprowadzono szereg usprawnień do teleskopu. Zainstalowano m.in. drugie zwierciadło mające na celu redukowanie wpływu jasności nieba na pozyskiwane dane.

Ze względu na osiągi maszyny badania prowadzone były na wysokości 50000ft (15200m). Teleskop pozyskiwał dane w zakresie długości fal od 0.3µm do 250µm.

Do najważniejszych obserwacji wykonanych na pokładzie Learjeta należą pomiary energii wewnętrzej Jowisza i Saturna, obserwacje w dalekiej podczerwieni Wielkiej Mgławicy w Orionie, badania obszarów formowania gwiazd, źródeł podczerwieni w centrum Drogi Mlecznej oraz odkrycie kwasu siarkowego w chmurach Wenus.

Podstawowe dane techniczne (24F)

Długość: 13.2m
Rozpiętość: 10.8m
Powierchnia nośna: 21.5m^2
MTOW: 3234kg
Napęd: 2 x General Electric CJ610-6 - silniki turboodrzutowe o ciągu 13.1kN każdy
Zasięg: 1473nmi | 2728km
Pułap: 50000ft | 15200m
===========================================================
KAO – Kuiper Airborne Observatory [1974-1995]

Kolejnym krokiem NASA było wykorzystanie doświadczenia i technologii opracowanych na potrzeby obserwatorium Learjet. Najważniejszym był otwierany port w kadłubie co pozwalało na stosowanie teleskopów o dużej średnicy.

W 1969r. NASA zatwierdziła konwersję samolotu Lockheed C-141 Starlifter. Pierwsze loty testowe odbyły się w kwietniu 1973r. a pierwszy lot badawczy w 1974r. Na pokładzie zainstalowano teleskop o średnicy 36 cali (91.44cm) który rejestrował fale o długości od 0.3µm do 1600µm na wysokości 44500ft (13600m).

Nazwa obserwatorium została zadedykowana Gerardowi P. Kuiperowi za zasługi w dziedzinie astronomii lotniczej.

Od 1974r. do 1995r. KAO wykonywało średnio 70 lotów badawczych rocznie. Za najważniejsze dokonania uważa się odkrycie pierścieni Urana, wykrycie pary wodnej w składzie komet, odkrycie atmosfery Plutona, ustalenie składu chemicznego oraz dynamiki Supernowej 1987a, rozmieszczenie gazów w centrum Drogi Mlecznej oraz okerślenie struktur mgławic w których formują się nowe gwiazdy.

Poza dokonaniami naukowymi KAO przyczyniło się do znacznego rozwoju technologii instrumentów pomiarowych i szkolenia naukowców.

Podstawowe dane techniczne (C-141B)

Długość: 51.3m
Rozpiętość: 48.8m
Powierchnia nośna: 300m^2
MTOW: 147000kg
Napęd: 4 × Pratt & Whitney TF33-P-7 - silniki turbowentylatorowe o ciągu 90.1kN każdy
Zasięg: 2550nmi | 4723km
Pułap: 44500ft | 13600m
===========================================================
SOFIA – Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy [2010-2022]

Po zakończeniu wieloletniej eksploatacji KAO w 1995r. NASA przystąpiła do kolejnego projektu skupionego na lotniczych obserwacjach astronomicznych.

Zapotrzebowanie na platformę mogącą wynosić teleskop większy od KAO ogłoszono już w 1984r. Wstępny projekt został opublikowany w 1987r. Oprócz NASA udział brało również niemieckie DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt). Finansowanie przedsięwzięcia odbywało się w proporcji 80/20.

Projekt SOFIA borykał się z problemami logistycznymi i finansowymi aż do 2006r. – koszty wzrosły ze $185mln do $330mln. Wybrano skróconą wersję Boeinga 747 – SP. Na pokładzie zainstalowano teleskop o średnicy 270cm mogący operować w zakersach przysłony od f1.3 do f19.7 pozyskując dane promieniowania podczerwonego o długości fal od 0.3µm do 1600µm na wysokości 44500ft (13600m).

Pierwszy lot testowy odbył się 26 kwietnia 2007r. Do 2009r. testowano otwierany port w tylnej części kadłuba. Wstępne loty obserwacyjne rozpoczęto w grudniu 2010r. Pełną zdolność badawczą określano na 2014r. z możliwością wykonywania ok. 100 lotów.

W 2020r. zasugerowano zakończenie programu SOFIA do 2023r. ze względu na wysokie koszty operacyjne oraz niewielką produktywność badawczo-naukową – wstępny plan przewidywał wykonywanie lotów obserwacyjnych do 2034r.

Projekt został zakończony 30 września 2022r. Wykonano łącznie 921 lotów badawczych. Do najważniejszych obserwacji zaliczyć można zakrycia Plutona w zakresie widzialnym oraz bliskiej podczerwieni i obserwacje centrum Drogi Mlecznej w średniej podczerwieni.

Podstawowe dane techniczne (747SP)

Długość: 56.3m
Rozpiętość: 59.6m
Powierchnia nośna: 511m^2
MTOW: 317500kg
Napęd: 4 × Rolls-Royce RB211-524 - silniki turbowentylatorowe o ciągu 220kN każdy
Zasięg: 7650nmi | 12320km
Pułap: 44500ft | 13600m
===========================================================
RB-57F

Od 1968r. do dnia dzisiejszego w stałej eksploatacji NASA pozostają trzy egzemplarze Martin/General Dynamics RB-57F Canberra. Używane są do badań atmosferycznych, geofizycznych i teledetekcyjnych na wysokościach powyżej 60000ft (18000m).

Podstawowe dane techniczne (747SP)

Długość: 20.8m
Rozpiętość: 37.3m
Powierchnia nośna: 190m^2
MTOW: 32659kg
Napęd: 2 × Pratt & Whitney TF33-P-11A - silniki turbowentylatorowe o ciągu 69kN każdy
Zasięg: 2500nmi | 4600km
Pułap: 60000ft+ | 18000m+

#lotnictwo #astronautyka #samoloty #inzynieria #ciekawostki #historia #gruparatowaniapoziomu #hobby #aircraftboners #zainteresowania #nasa #kosmos #nauka
Do obserwowania: #whangarzeumajstra - jak komuś podobają się moje wypociny
MajsterZeStoczni - Maszyny, które osobiście uważam za ciekawe, a które mogą niektórym...

źródło: 13416788-SOFIA-airborne-observatory-in-flight

Pobierz
  • 19
  • Odpowiedz
  • Otrzymuj powiadomienia
    o nowych komentarzach

@MajsterZeStoczni: Wychodzi, że za bardzo nie poprawia "zasięgu". Trochę więcej w podczerwieni można złapać. Chyba, że użyłoby się stratosferycznych samolotów ale te pewnie mogą nie mieć dość stabilnej platformy i nośności jak takie 747...
Orbitalne pewnie w dłuższym rozrachunku wychodzą taniej.
  • Odpowiedz
Orbitalne pewnie w dłuższym rozrachunku wychodzą taniej.


@pietryna123: wróciłem na chwilę do tego komentarza, zastanowiłem się i przypuszczam, że samolot ma jednak swoją zasadność, ponieważ porusza sie wolniej niż satelita - o ile o satelitach mowa - więc przez dłuższy czas może śledzić pojedynczy obiekt + zależy jeszcze na jakiej szerokości geograficznej się porusza
  • Odpowiedz