Los observatorios astronómicos son por todos conocidos. Colocados siempre en lugares con cielos limpios, alejados de las ciudades, donde se pueden realizar las más claras observaciones del cielo y de los cuerpos celestes. La pega es que al estar basados en tierra, mucha de la luz y gran parte de los espectros que están en el espacio son absorbidos por la atmósfera de nuestro planeta, por lo que muchas de sus investigaciones quedan a la mitad o menos, ya que se pierde mucha información a causa de la luz que atrapa la atmósfera.
Un análisis de las longitudes de onda que absorbe la atmósfera terrestre permite ver que el espectro infrarrojo es el que más tarde queda eliminado, en su caso por el vapor de agua. Esto ya se sabía desde hacía tiempo, aunque no había posibilidad de aprovecharlo. Ya en el siglo XX, con la era de la aviación y sus enormes avances, los aviones comerciales ya se aproximaban a esa zona en la que la luz infrarroja no era dispersada, por lo que algunos astrónomos vieron la oportunidad de montarse en aviones, cargarlos de cámaras e investigar esa luz. El pionero de esta nueva forma de astronomía fue Gerard Kuiper, descubridor de la luna de Urano Miranda en 1948, que confirmó que Titán tenía atmósfera, tal y como predijo Comas i Solà, y también autor de múltiples y extraordinarias fotografías de los cuerpos celestes. Kuiper adquirió un Convair CV-990, y llamándolo Observatorio Galileo, realizó unas primeras observaciones infrarrojas desde el aire apuntando a Venus. Los resultados prometían, y otro astrónomo, Frank Low, en otro avión, realizó investigaciones de ese mismo tipo pero centradas en Júpiter y varias nebulosas. La NASA pronto se interesó en este nuevo tipo de investigación astronómica, y en 1969 planeó colocar un telescopio a bordo de un avión para aprovechar las oportunidades que la estratosfera proporcionaba.
Para portar el telescopio la NASA decidió utilizar un avión de carga C-141A, que había sido donado por la empresa constructora del avión. Este era una variante alargada 11’28 metros respecto al avión normal, diseñado para un uso civil para transporte de carga. Esta clase de aviones fue construida tras una petición del mando de transporte del ejército de EE.UU., aunque un acertado diseño permitió que cumpliera los estándares tanto militares como civiles. Esta
variante en concreto era el prototipo de la que podría haber sido una familia de aviones de carga de un amplio radio de acción y una capacidad de carga muy respetable. Al no recibir peticiones sobre esta base, el aparato fue donado a la NASA. Fue el elegido para portar el telescopio que estaban diseñando para su uso dentro de un avión. A tal efecto, el avión recibió la modificación necesaria, llevada a cabo por la empresa constructora del aparato, para posteriormente incorporar dentro el telescopio. Una vez finalizado, realizó sus primeras pruebas de vuelo en 1973, y empezó a operar normalmente en 1974. Un año antes, el Observatorio Galileo de Kuiper quedó destruido cuando este fue embestido por un avión de patrulla P-3C de la Marina de los Estados Unidos. El Observatorio Aerotransportado Kuiper (nombrado en honor del brillante astrónomo, fallecido en 1973) es un avión con una longitud de 55.47 metros, con una envergadura de 48.8 metros, y una altura de 12 metros. Cuenta con cuatro motores a reacción tipo turbofan o turboventilador, fabric
ados por Pratt & Whitney, montados en las alas, que están montadas en la parte superior del fuselaje, para así dejar (como avión de carga que era) un suelo muy cercano a la pista en la que aterrice para facilitar las operaciones de carga y descarga. El techo de servicio está por encima de los 14 km. de altitud, y era capaz de recorrer 11.000 km. sin repostar. Interiormente, el aparato está dividido en tres secciones: la cabina de mando, el montaje del telescopio, y el área de control del telescopio. El compartimento del telescopio está en la zona delantera, entre la cabina de mando y el área de control. El telescopio en sí es un reflector tipo Cassegrain, de 91.5 cm. de apertura montado en un soporte con cierta movilidad. Colocado sobre un cojín de aire, tiene un sistema que lo aísla completamente de las vibraciones, y mantiene la orientación deseada mediante giróscopos y cámaras seguidoras de estrellas. Una compuerta colocada en el fuselaje permite al telescopio acceder al cielo, tarda 2 minutos su apertura o cierre, y solo se podía abrir o cerrar a alturas superiores a los 10 km. El telescopio está montado entre mamparos estancos para que el aire de la cabina no salga al exterior a través de la ventana en el fuselaje. Enganchado al telescopio llevaba varias cámaras para complementar las observaciones. El Observatorio Aerotransportado Kuiper estaba asociado al Centro de Investigación Ames de la NASA, en el aeródromo de Moffet Field, California. En los 21 años de servicio del aparato, se han realizado múltiples investigaciones, sobre emisiones infrarrojas del centro de las galaxias, estudios de los discos estelares para estudiar la creación de sistemas solares, realizó estudios sobre origen y distribución de las moléculas orgánicas y de agua en el espacio y 
en las zonas de creación de planetas. Su descubrimiento más célebre lo realizó en 1977, cuando encontró anillos en Urano. Otros descubrimientos importantes fueron los realizados en 1987, cuando encontró en la reciente supernova SN 1987 A la formación de elementos pesados como el hierro, el níquel y el cobalto, como resultado de la fusión del núcleo de la estrella, y en 1988, al investigar Plutón, encontraron que éste tenía atmósfera, confirmándolo al 100 por 100. Sus últimas investigaciones interesantes las realizó cuando observó los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 antes de impactar con Júpiter. En 1995 fue dado de baja, y actualmente se mantiene en un hangar de Moffet Field, sin capacidad de volar. Se espera que algún museo de la aviación lo adquiera para su exposición.Vistos los satisfactorios resultados del Observatorio Kuiper, en 1984 se presentó el proyecto de montar un telescopio mayor en un avión más grande. En ese proyecto se hablaba de instalar un telescopio con un espejo primario de tres metros dentro de un Boeing 747. Si bien el Kuiper operaba satisfactoriamente, el limitado tamaño del telescopio limitaba la calidad de las observaciones, por lo que este nuevo proyecto era mucho más interesante. En 1987 el proyecto se aceptó, y la NASA se acercó al DLR (Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt, o centro aeroespacial alemán) para que formara parte del proyecto, financiando un 20% del total. Si bien todo estaba cerrado, recortes de presupuestos por parte de la NASA y por otro lado la reunificación alemana, retrasó el proyecto cinco años. En 1996, al fin, se adquirió el avión que finalmente portaría el telescopio, mientras que la fabricación del telescopio en sí corría a cargo de empresas alemanas, cuya apertura finalmente sería de 2.5 metros. El avión elegido fue un Boeing 747SP (siglas de Special Performance, es decir, rendimiento especial), una variante del famoso avión de pasajeros especialmente diseñada para viajes de mayor duración sin necesidad de escalas. La petición de este nuevo tipo la realizó la aerolínea PanAm, que deseaba explotar rutas que unieran lugares tan lejanos como Nueva York y Tokio sin parar. A su vez, otras aerolíneas se interesaron por las especificaciones solicitadas, por lo
El gran problema de estos aviones es el tener que abrir un agujero en el fuselaje, desde el cual el telescopio accede al cielo abierto. El tener una sección del casco del avión que se abre crea varios problemas al aparato. El más importante es el que genera al propio avión, ya que provoca una pérdida de integridad estructural estando en vuelo. Gran parte de la reforma que tanto el Kuiper como el SOFIA recibieron fue para solucionar este problema. Para ello se ha tenido que reforzar en mayor medida gran parte de la estructura del avión para que sea capaz de soportar el tener un agujero
abierto a altitudes superiores a los 10 km. Esta ventana también provoca otro problema, este sin solución, ya que el orificio practicado en el casco provoca una gran resistencia aerodinámica y enormes turbulencias, ya que el aire, en vez de circular alrededor del avión, se mete dentro a través de la ventana y el telescopio. Si bien en el Kuiper este problema era menor (el pequeño tamaño del telescopio provocó que la ventana fuera también pequeña) en el SOFIA, al tener un telescopio con un espejo de mayores dimensiones, necesita una ventana aún mayor. Para ello se ha tenido que practicar un orificio en el fuselaje de 5.5 metros de alto por 4.1 de ancho en la sección trasera del 747, en el lado derecho. Para realizar las reformas en el fuselaje, la NASA adquirió un segundo 747SP, para sacar de él las piezas necesarias para las modificaciones. Era necesario
crear una compuerta móvil, que fuera capaz de abrirse en pleno vuelo, y que fuera lo suficientemente resistente. Esa zona del fuselaje fue ensanchada, no solo para mejorar la integridad del avión, sino que también fue utilizada para colocar los mecanismos de la puerta del telescopio. El compartimento en sí se sitúa entre dos mamparos presurizados, para que el aire de dentro de la cabina no se escapara al exterior. Fue necesario, además, practicar un agujero en uno de los mamparos para que parte del telescopio se introdujera dentro del compartimento presurizado, para que la luz captada por él llegara a las cámaras, situadas en el centro del avión. Como dijimos anteriormente, el telescopio, diseñado para ser lo más liger o posible, ha sido fabricado en Alemania. El espejo primario, de 2.7 metros de diámetro, lo firma la empresa Schott AG, y está fabricado mediante un compuesto cristalocerámico llamado Zerodur, un material que tiene la propiedad de que no se expande con el calor. Para que el espejo pese lo menos posible se le practicaron múltiples orificios con forma de panal de abeja en la zona inferior. El espejo secundario fue fabricado en Suiza por la empresa CSEM. El montaje del telescopio, también fabricado con materiales superligeros a base de compuestos de polímeros. En el 2002 todo el conjunto fue montado por primera vez en Alemania para comprobar la correcta fabricación de todos sus componentes, y tras ello, enviado a Texas para unirlo al avión. El espejo secundario tuvo una parada intermedia en Lo uisiana para aplicarle la superficie refractiva. Sin embargo, el proyecto llevaba retraso debido a que las empresas dedicadas a construir los componentes de la compuerta del telescopio quebraron uno tras otro. También quebró United Airlines, que estaba en el proyecto como operador del aparato. El programa estuvo a punto de
ser suspendido, aunque por suerte una revisión completa vio que los problemas eran subsanables, y se siguió adelante con la construcción. El telescopio, ya montado en el SOFIA, realizó una primera observación estando en tierra, apuntando a la estrella Polaris. El telescopio no es solo los espejos y la montura. Incorpora una serie de sistemas que lo convierten en una plataforma estable de observación. Son absolutamente necesarios para subsanar la turbulencia pr
ovocada por la ventana en el fuselaje y por las vibraciones provocadas por los motores. Para evitarlo incorpora una serie de cojinetes bañados en aceite presurizado, proporcionando una plataforma libre de vibraciones, junto con una serie de motores especiales. Para apuntarlo equipa giróscopos y cámaras de alta velocidad. El telescopio es como el del Kuiper, reflector tipo Cassegrain con una elevación de entre +15 y +70, aunque la práctica es de +20 y +60. Posee además un espejo terciario, encargado de recoger y dirigir la luz infrarroja a través del punto focal hacia los instrumentos para su análisis. El conjunto total del telescopio pesa unas 17 toneladas.
ovocada por la ventana en el fuselaje y por las vibraciones provocadas por los motores. Para evitarlo incorpora una serie de cojinetes bañados en aceite presurizado, proporcionando una plataforma libre de vibraciones, junto con una serie de motores especiales. Para apuntarlo equipa giróscopos y cámaras de alta velocidad. El telescopio es como el del Kuiper, reflector tipo Cassegrain con una elevación de entre +15 y +70, aunque la práctica es de +20 y +60. Posee además un espejo terciario, encargado de recoger y dirigir la luz infrarroja a través del punto focal hacia los instrumentos para su análisis. El conjunto total del telescopio pesa unas 17 toneladas. Ya terminado, realizó su primer vuelo de prueba el 26 de abril del 2007. Poco después fue trasladado de Texas a Base Edwards, California, para una nueva serie de pruebas. No fue hasta el 18 de diciembre de
l 2009 cuando realizó su primer vuelo en el que abría por completo la compuerta del telescopio. Fueron dos minutos completos los que estuvo con ese lado del avión completamente abiertos al cielo, comprobando que era capaz de resistir en vuelo de esa manera. Finalmente, el SOFIA vio su primera luz en vuelo el 26 de mayo del 2010, apuntado primero a la nebulosa M82, para luego mirar a Júpiter.
l 2009 cuando realizó su primer vuelo en el que abría por completo la compuerta del telescopio. Fueron dos minutos completos los que estuvo con ese lado del avión completamente abiertos al cielo, comprobando que era capaz de resistir en vuelo de esa manera. Finalmente, el SOFIA vio su primera luz en vuelo el 26 de mayo del 2010, apuntado primero a la nebulosa M82, para luego mirar a Júpiter. El SOFIA, es un Boeing 747SP altamente modificado. Posee un largo de 53.9 metros con una envergadura de 59.7 metros. Equipa cuatro motores a reacción turbofan Pratt & Whitney que lo impulsan hasta un techo de servicio de unos 13.700 metros, desde el cual está por encima del 99.8% del total de vapor de agua de la atmósfera terrestre, siendo capaz de captar el 85% de la luz infrarroja que consigue atravesar la atmósfera antes de ser absorbida por el susodicho vapor de agua. Es capaz de estar en vuelo 12 horas seguidas, con una autonomía de 6.625 millas náuticas. El avión fu
e rebautizado como Clipper Lindbergh el 21 de mayo del 2007, en presencia del nieto de Charles Lindbergh. Ha entrado en servicio activo en diciembre del año pasado, y es capaz de incorporar nueve experimentos científicos, pudiendo ser cambiados por otros distintos según los requerimientos de la misión. El equipo base de instrumentos son tres cámaras para infrarrojo cercano, medio y lejano y el resto son espectrómetros de muy diversos tipos. La dotación máxima del SOFIA es de 24 personas: 3 tripulantes de vuelo (piloto, copiloto e ingeniero de vuelo), un máximo de seis de la tripulación de la misión (del centro de investigación Ames, los que tripulaban el Kuiper), y hasta 15 “invitados”, es decir, profesores, educadores, o divulgadores, que aprovecharán las posibilidades de las instalaciones de a bordo para investigar y luego transmitir lo observado y descubierto a todo el mundo, según el programa de Embajadores de astronomía aerotransportada del SOFIA.
e rebautizado como Clipper Lindbergh el 21 de mayo del 2007, en presencia del nieto de Charles Lindbergh. Ha entrado en servicio activo en diciembre del año pasado, y es capaz de incorporar nueve experimentos científicos, pudiendo ser cambiados por otros distintos según los requerimientos de la misión. El equipo base de instrumentos son tres cámaras para infrarrojo cercano, medio y lejano y el resto son espectrómetros de muy diversos tipos. La dotación máxima del SOFIA es de 24 personas: 3 tripulantes de vuelo (piloto, copiloto e ingeniero de vuelo), un máximo de seis de la tripulación de la misión (del centro de investigación Ames, los que tripulaban el Kuiper), y hasta 15 “invitados”, es decir, profesores, educadores, o divulgadores, que aprovecharán las posibilidades de las instalaciones de a bordo para investigar y luego transmitir lo observado y descubierto a todo el mundo, según el programa de Embajadores de astronomía aerotransportada del SOFIA. Son pocos los meses que lleva operando, y está previsto que funcione durante 20 años. Una vez esté completamente operacional, hacia el 2014, realizará 4 salidas a la semana, para realizar así 100 vuelos al año. Su base está fijada en las instalaciones del centro de investigación Dryden (NASA) que tiene montadas en el Aeropuerto Regional Palmdale, en Los Angeles, aunque también puede aterrizar en la vieja casa del Kuiper, el aeródromo de Moffet Field.
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