Hace sesenta años, en 1958, se fundó la NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio). La agencia cuenta con una larga trayectoria en el uso de aviones para estudiar el espacio. Volar a gran altitud sitúa los telescopios por encima del vapor de agua de la atmósfera terrestre, que impide que ciertos tipos de luz, como la infrarroja, lleguen a los telescopios terrestres. Los observatorios aerotransportados también pueden desplazarse a cualquier lugar para realizar observaciones, lo que permite a los investigadores estudiar fenómenos transitorios, como los fenómenos similares a los eclipses llamados ocultaciones para aprender sobre planetas y objetos lejanos. Cuando los observatorios aerotransportados aterrizan después de cada vuelo, es posible actualizar o reparar los instrumentos del telescopio, como las cámaras especializadas, y construir otros nuevos para aprovechar las nuevas tecnologías, algo que no es posible con la mayoría de los telescopios espaciales.
En 1965, la NASA abrió camino a la astronomía aerotransportada al volar con un avión Convair 990 modificado para estudiar un eclipse solar desde el interior de la franja de totalidad. En 1968, los astrónomos utilizaron telescopios de 12 pulgadas en las cabinas de aviones Learjet para estudiar objetos como Venus mediante luz infrarroja.
El trabajo en el Observatorio Learjet condujo al desarrollo del Observatorio Aerotransportado Kuiper de la NASA, o KAO, un avión de carga C-141 adaptado que llevaba un telescopio reflector de 36 pulgadas. Bautizado en honor al científico planetario Gerard Kuiper, operó desde el Centro de Investigación Ames de la NASA en California entre 1975 y 1995. Los científicos utilizaron el KAO para investigar el sistema solar y realizar observaciones galácticas y extragalácticas; también estudiaron con luz infrarroja el escudo térmico del transbordador espacial cuando este reingresaba en la atmósfera terrestre. Entre los descubrimientos realizados desde el Observatorio Aerotransportado Kuiper figuran:
La atmósfera de Plutón
Anillosalrededor de Urano
Un anillo de formación estelar alrededor del centro de la Vía Láctea
Moléculas orgánicas complejas en el espacio
Agua en los cometas y en la atmósfera de Júpiter
El Observatorio Aerotransportado Kuiper fue retirado del servicio en 1995 para permitir el desarrollo de un observatorio volante con un telescopio infrarrojo más grande y potente: el Observatorio Estratosférico para la Astronomía Infrarroja (SOFIA).
La NASA y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) operan SOFIA conjuntamente. Eligieron un avión Boeing 747SP para transportar el mayor telescopio aerotransportado hasta la fecha, de 106 pulgadas (2,7 metros) de diámetro. La NASA modificó y mantiene el avión —que en su día voló para Pan American World Airways y United Airlines—, que ahora transporta el telescopio, sus sistemas de apoyo y la tripulación de la misión. El DLR diseñó, construyó y mantiene el telescopio, que funciona durante el vuelo a altitudes de hasta 45.000 pies y a más de 650 mph.
Las modificaciones del avión incluyeron abrir el hueco para la cavidad del telescopio, añadir un nuevo mamparo de presión para separar la cabina presurizada de la cavidad e instalar rampas de flujo de aire alrededor de esta, que permiten que el avión vuele con normalidad mientras la compuerta del telescopio está abierta. Dentro de la cabina, los asientos de la época en que el avión era de pasajeros fueron sustituidos por los sistemas de control de misión necesarios para el observatorio. Las modificaciones y los vuelos de prueba se realizaron en Waco, Texas, y en el hangar 703 del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA. En cada vuelo viajan unas 20 personas para operar el avión, controlar el telescopio y recopilar datos astronómicos.
El telescopio, construido en Alemania, está hecho de un material de vidrio singular que casi no presenta expansión térmica, por lo que el espejo no se ve afectado por los cambios de temperatura entre el aire cálido a nivel del suelo y la estratosfera fría. La parte posterior del telescopio tiene un diseño de panal que lo hace aproximadamente un 80 % más ligero que la mayoría de los telescopios de este tamaño. Un sofisticado sistema de estabilización aísla el telescopio del movimiento del avión y lo mantiene fijo en el objetivo de observación durante los vuelos nocturnos. SOFIA alcanzó su plena capacidad operativa en 2014 y vuela tres o más veces por semana durante 10 horas cada vez.
Los astrónomos utilizan SOFIA para estudiar muchos tipos distintos de objetos y fenómenos astronómicos, entre ellos:
Nacimientoestelar y muerte
La formación de nuevos sistemas solares
Identificación de moléculas complejas en el espacio
Planetas, cometas y asteroides de nuestro sistema solar
Nebulosas y los ecosistemas de las galaxias
Campos magnéticos celestesAgujeros negros en el centro de las galaxias
