Kızılötesi Astronomi İçin Stratosfer Gözlem Evi (SOFIA), içinde 2,7 metrelik kızılötesi teleskop bulunan, yeniden düzenlenmiş bir Boeing 747 SP uçaktır ve dünyanın tek uçan gözlem evidir. Bu yenilikçi araştırma uçağı bilim adamlarının, ışığın yeryüzünden yalnızca bir kısmı görülebilen kızılötesi spektrumunu SOFIA'nın stratosferdeki seyir irtifasından izlemelerini sağlıyor. Alman Havacılık Merkezi (DLR) ve ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) arasındaki bir ortaklıkla geliştirildi.
SOFIA'nın bilimsel çalışmaları, Stuttgart Üniversitesi'nde yer alan Alman SOFIA Enstitüsü (DSI) ve Birleşik Devletler'de Üniversiteler Uzay Araştırma Birliği (USRA) tarafından koordine edilmektedir. Alman endüstrisi konsorsiyumu DLR adına teleskobu tasarladı ve üretti. Titreşimsel ve döner yalıtım sistemleri, takip kameraları ve teleskop/takip sistemi arayüzü DSI tarafından geliştirildi. NASA uzun menzilli uçağın modifikasyonundan, teleskop kurulumundan, uçuş testinden ve operasyonlardan sorumluydu. SOFIA'nın yer tabanlı teleskoplara karşı en önemli avantajı, gözlem evini okültasyon gibi nadir gök olayları izlemek için kesin konuma yerleştirebilmesi ve aynı cihazlarla hem kuzey hem de güney yarımküreden gözlem yapabilmesidir.
Uzaydaki cisimlerden yayılan kızılötesi ışık bilim adamları için özel öneme sahiptir ve yerden yalnızca kısmen görülebilir çünkü atmosferdeki su buharı, kızılötesi ışınımın geçişini engeller. Ancak stratosferde 13 kilometrelik irtifada neredeyse hiçbir şey kızılötesi spektrumdaki astronomik cisimlerin gözlemlenmesini engelleyemez.
Stuttgart Üniversitesi'nden Dr. Dörte Mehlert, DSI'nin SOFIA sistemlerinin büyük kısmını üniversitedeki yüksek lisans ve doktora öğrencileriyle birlikte çalışarak geliştirdiğini belirtti. İş birliğini ve gelişmeyi sağlamak için ekibin, ortak bir 3D tasarım platformunu standartlaştırması gerekiyordu. DSI, SOLIDWORKS® Research Edition yazılımını seçti çünkü kullanımı kolay, tasarımcılar entegre SOLIDWORKS simülasyon araçlarına erişebiliyor ve SOLIDWORKS proje katılımcıları arasında popüler.
Stuttgart Üniversitesi makine mühendisliği doktora öğrencisi ve teleskobun titreşimsel ve dönüşlü yalıtım sistemlerinin yapısal optimizasyonları üzerinde çalışan Yannick Lammen, "SOLIDWORKS yazılımını seçmemizin ana nedeni, endüstriyel ortaklarımızın çoğunun SOLIDWORKS'ü kullanmasıdır" diye açıklıyor. "En az bir çalışma arkadaşım ve ben bu projeden önce SOLIDWORKS'ü kullanmamıştık ama yazılımın kullanılması o kadar kolay ki öğrenmem yaklaşık bir haftamı aldı."
STRATOSFERİK KOŞULLARIN SİMÜLASYONU
SOFIA geliştirme ekibi, teleskobu sabitlemek ve uçuş sırasında kameraları izlemek için gereken çeşitli montaj düzeneklerini ve bileşenleri tasarlamak için SOLIDWORKS modelleme yazılımını kullandı. Ayrıca stratosferde hareket eden bir uçağın zorlu çalışma ortamında tasarım performansını doğrulamak ve optimize etmek için SOLIDWORKS Simulation araçlarını geliştirdiler.
Stuttgart Üniversitesi makine mühendisliği yüksek lisans öğrencisi ve uçağın üç izleme/konumlandırma kamerası ve teleskop arasındaki arayüz üzerinde çalışan öğrenci Jan Drendel "SOFIA uçağı sürekli olarak sallanıyor ve hareket ediyor ve teleskop sistemleri geniş bir sıcaklık ve basınç aralığında çalışmalıdır" şeklinde açıklıyor. "Sistem zemindeyken Kaliforniya sıcağına ve stratosferdeyken -40ºC gibi sıcaklıklara maruz kalıyor.
Drendel "SOLIDWORKS Simulation araçlarını kullanarak kamera/teleskop arayüz bileşenlerinde doğrusal statik gerilim ve termal genleşme çalışmaları yaptım" diye devam ediyor. "Havacılık projelerinde ağırlık kritik bir unsurdur ve SOLIDWORKS Simulation bileşenlerdeki malzeme ve ağırlığı düşük çalışma gerilimiyle azaltmama ve gerilimin yüksek olduğu yerlerdeki parçaları güçlendirmeme yardımcı oldu."
