Abschied von „Sophia“: Observatorien können sich nicht allein auf romantische Gefühle verlassen

Was fällt Ihnen als Erstes ein, wenn Sie den Namen „Sophia“ hören? Ein würdevolles und schönes osteuropäisches Mädchen? Leidenschaftliche spanische Volkslieder? Oder die Kathedralen im byzantinischen Stil in Istanbul oder Harbin? Egal welcher Name es ist, der Name wird auf jeden Fall mit einem Hauch von Geheimnis verbunden und voller Romantik sein.

Tatsächlich ist die Quelle dieser Romanze die perfekte Kombination aus einem großen Jet und einem Infrarot-Astronomieteleskop – dem Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, abgekürzt SOFIA, was „Sophia“ bedeutet. Es besteht kein Zweifel, dass sich hinter all der Romantik und dem Mysterium eine berührende Geschichte mit vielen Wendungen verbirgt.

NASAs SOFIA-Teleskop

Atemberaubendes Debüt

Astronomen bauen ihre Teleskope gerne auf isolierten, hohen Bergen, um einerseits der „Verschmutzung“ durch die Lichter der Städte zu entgehen und andererseits so hoch wie möglich in der Erdatmosphäre zu stehen. Rauch, Nebel, Wasserdampf und andere Aerosole verhindern, dass Licht den Boden erreicht, stören die Messung des kosmischen Spektrums und mindern so die Qualität der wissenschaftlichen Beobachtungen, die am Boden durchgeführt werden.

Um 1965 startete die NASA das Airborne Astronomy Program, bei dem ausgemusterte große Düsenflugzeuge umgebaut, mit Observatorien ausgestattet und in einer Höhe von 12.500 Metern geflogen wurden. Dadurch könnte das astronomische Teleskop oberhalb des größten Teils des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre betrieben werden und hätte einen wesentlich größeren Infrarot-Beobachtungsbereich als erdgebundene Teleskope. Forscher sind davon überzeugt, dass die Verwendung einer Flugzeugplattform vorteilhafter ist als die Verwendung von Satelliten im Weltraum, da Flugzeuge zu jedem Längen- und Breitengrad der Erde fliegen können, um ein bestimmtes Ereignis zu beobachten.

Nach mehreren Testprojekten erreichte der Plan seinen Höhepunkt: „SOFIA“ wurde 1996 gemeinsam von der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gestartet und ein 2,5 Meter großes Cassegrain-Infrarotteleskop wurde an Bord einer Boeing 747-Maschine mit dem Namen „Lind Berlin Clipper“ platziert. Da eine direkte Ausrichtung des Teleskops auf das Sonnenlicht die optische Ausrüstung beschädigen würde, wird „Sophia“ nur nachts zu astronomischen Beobachtungsaufgaben ausgesandt und ist auch als „Jet-Vampir“ bekannt.

Das auffälligste Merkmal der Sofia ist die Ausbuchtung am hinteren Rumpfteil. Das Teleskop ist in der drucklosen Kabine des Flugzeugs installiert und auf der linken Seite des Flugzeugs öffnet sich eine etwa 4,37 Meter breite und 5,74 Meter hohe Tür als Beobachtungsfenster. Die NASA gab einst stolz bekannt, dass beim Öffnen der Teleskoptür von „Sophia“ in einer Höhe von Zehntausenden Metern keine zusätzlichen Vibrationen in der Kabine festgestellt wurden; nach dem Öffnen der Tür erhöhte sich der Widerstand theoretisch stark, in Wirklichkeit erhöhte sich der Kraftstoffverbrauch jedoch nur um 2 %, was das hervorragende aerodynamische Design dieser Tür voll und ganz unter Beweis stellte.

Am 30. November 2010 startete SOFIA zu seinem ersten vollständigen wissenschaftlichen Forschungsflug. Bald erhielt es Daten über die Atmosphäre des Jupiters, den Orionnebel und die Galaxie M82. Nach der offiziellen Inbetriebnahme im Jahr 2014 durchdrang SOFIAs Infrarot-Ausrüstung den Staub in der Galaxie, beobachtete direkt die Entstehung junger Sterne, maß das Magnetfeld der Galaxie, entdeckte Spuren von Wasser auf der sonnenbeschienenen Seite des Mondes und spürte sogar das erste im Universum gebildete Molekül auf – Heliumhydrid.

Neben der Gewährleistung kostenloser Beobachtungszeit und einfacher Wartung ist der Hauptgrund für die Gründung des Projekts „Sophia“ zwei Worte: Kostenersparnis. Verglichen mit Weltraumteleskopprojekten, die oft Milliarden Dollar kosten, bietet „Sophia“, das in der Anfangsphase nur wenige Hundert Millionen Dollar kostete, ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Modifizierung gebrauchter Flugzeuge und die Zusammenarbeit mit ausländischen Forschungseinrichtungen scheinen die „sorgfältige Budgetierung“ auf die Spitze getrieben zu haben. Doch als „Sophia“ weiter in Gebrauch kam, stellten alle plötzlich fest, dass sich der „Jet-Vampir“ allmählich in einen „Hauptstadt-Vampir“ verwandelte.

Links: Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie im Flug. Rechts: In der Kabine sitzen Wissenschaftler, die für den Betrieb des Teleskops und die Datenanalyse zuständig sind, im hinteren Teil der Kabine

SOFIA startet normalerweise von der NASA-Basis in Palmdale, Kalifornien, und hat ein Team aus Wissenschaftlern und Technikern an Bord, um jede Nacht acht bis zehn Stunden lang den Himmel zu beobachten. Gelegentlich wandert er nach Neuseeland, um Ziele am südlichen Himmel zu untersuchen, beispielsweise das Zentrum der Milchstraße. SOPHIA führt jedes Jahr etwa 100 Missionen durch, wobei jede Mission fast 1 Million Dollar kostet. Die Vereinigten Staaten stellen für das Projekt jährlich 85 Millionen Dollar bereit und Deutschland steuert 20 Millionen Dollar bei. Damit ist es nach dem Hubble-Weltraumteleskop die zweitteuerste Mission in der Astrophysik.

Als berühmtestes Weltraumteleskop hat das Hubble-Weltraumteleskop beeindruckende wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht. Von 2014 bis 2019, den ersten sechs Betriebsjahren von SOFIA, half das Hubble-Weltraumteleskop dem wissenschaftlichen Forschungsteam, mehr als 900 wissenschaftliche Arbeiten zu veröffentlichen. Die Finanzierung von SOFIA kommt der des Hubble-Weltraumteleskops nahe und seine wissenschaftliche Leistung „sollte“ nicht weniger beeindruckend sein, aber die Ergebnisse sind enttäuschend.

Im Jahr 2019 stellte eine Überprüfung der NASA fest, dass SOFIA viele häufig zitierte Ergebnisse nicht hervorbrachte. Außerdem hat es von 2014 bis 2019 wissenschaftlichen Forschungsteams lediglich dabei geholfen, 178 wissenschaftliche Arbeiten zu veröffentlichen, also durchschnittlich nur 21 Arbeiten pro Jahr. Damit belegt es den vorletzten Platz in einer Liste, die 29 erdgebundene Teleskope und das Hubble-Weltraumteleskop umfasst. Was den Einfluss betrifft, gemessen an der Anzahl der Zitierungen in Veröffentlichungen, belegt SOFIA den letzten Platz und kann als das am wenigsten effiziente Teleskop der Welt bezeichnet werden.

Der Bericht enthüllte auch, dass die SOFIA-Manager versuchten, die Beobachtungszeit so weit wie möglich zu maximieren, und zwar in einem solchen Ausmaß, dass zu viele Beobachtungsprojekte gestartet wurden, von denen viele nie abgeschlossen wurden. Während Sophias Laufzeit wurden letztendlich nur 40 % der als hochpriorisiert eingestuften Vorschläge abgeschlossen.

Gerade wegen seiner „hohen Kosten und geringen Leistung“ ist „Sophia“ fast jedes Jahr das erste Projekt, das im US-amerikanischen Wissenschaftshaushalt ausgesetzt wird. Jedes Jahr zu dieser Jahreszeit wird „Sophia“ stillgelegt und eingelagert, wo man gespannt auf sein künftiges Schicksal wartet.

Natürlich gibt es ähnliche Probleme nicht nur bei „Sophia“. Im im März dieses Jahres eingereichten US-Bundeshaushaltsantrag für 2023 wurden Projekte wie das Mars Ice Mapper-Projekt, die Marsprobenrückführungsmission des Rovers Perseverance, die Mission zur Erkundung erdnaher Objekte und das Nancy Grace Roman Space Telescope entweder ausgesetzt oder verschoben.

Kürzlich kam endlich die unerwartete und zugleich erwartete Nachricht: Die NASA und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt gaben bekannt, dass sie „Sophia“ dauerhaft schließen werden. Die romantische Reise dieses luftgestützten horizontalen Infrarot-Observatoriums, dessen Betrieb 20 Jahre dauern sollte, fand im achten Jahr seines Bestehens ein abruptes Ende.

Die Geschichte von „Sophia“ zeigt uns: Selbst wenn dieses große wissenschaftliche Gerät eine romantische Stimmung hat, die das Universum schockieren könnte, kann sein Ende nur tragisch sein, wenn es auf wissenschaftlicher Ebene keinen ausreichenden Beitrag leisten kann.