SOFIA, le B747 à deux bosses de la Nasa

L’observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge, conçu conjointement par la Nasa et la DLR allemande, est venu en visite pour quelques jours à Stuttgart en septembre 2019. Aerobuzz a pu avoir accès au Boeing 747SP « Clipper Lindbergh » largement modifié et vous convie à une visite de cet appareil hors normes.Le télescope spatial spatial SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) est un avion unique. Il a été conçu pour voler à haute altitude et observer de jeunes étoiles et des systèmes planétaires impossibles à voir depuis la surface de la Terre, même avec les meilleurs télescopes. La vapeur d’eau présente dans l’atmosphère protège le sol, et au passage ses habitants, des rayonnements infrarouges. C’est pourquoi les scientifiques ont eu l’idée d’installer un télescope dans un avion qui volerait à très haute altitude.

Le choix des ingénieurs s’est porté sur un Boeing 747SP (Special Performance). Cette version du Jumbo Jet, dont seuls 45 exemplaires ont été fabriqués, est une version long-courrier d’une autonomie de 8.315 milles marins (15.400 kilomètres). Il présente un fuselage plus court de 14 mètres en comparaison des Boeing 747-200 et 747-400 classiques, mais utilise l’aile du Boeing 747-200. Cela permet à l’avion de voler plus haut et plus vite. Le 747SP demeure l’avion de ligne le plus rapide au monde avec Mach 0.9.

Le Boeing 747SP immatriculation N747NA a été équipé d’un télescope, équipé d’un miroir de 2,7 mètres de diamètre, et qui pèse environ 15.400 kilogrammes et effectue ses observations en ouvrant une porte géante sur le côté gauche du fuselage à l’arrière de l’avion. Les vols d’observation sont établis entre 12 et 14 km d’altitude, s’éloignant ainsi de près de 99,9% de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère et qui atténue le rayonnement infrarouge.

Un 747 à deux bosses

Du 15 au 18 septembre 2019, SOFIA s’est installé à l’aéroport de Stuttgart, où les visiteurs ont eu l’occasion de le voir de près et de visiter cet avion particulier. L’avion présente deux bosses sur son fuselage : la bosse à l’avant est connue et ne diffère pas de celle typique du Boeing 747. Une deuxième courbure est présente à l’arrière du fuselage. Cette seconde bosse abrite le mécanisme de la porte s’ouvrant vers le haut (5,5 mètres sur 4,1 mètres) sur le côté gauche du fuselage, ainsi que des carénages aérodynamiques empêchant l’accumulation d’ondes de pression qui produisent des vibrations non désirées et faussent ainsi les observations du télescope.

Même lorsque la porte est ouverte, le flux d’air sur le fuselage reste laminaire grâce aux panneaux et ne crée pas de tourbillons gênants. La porte ne peut être ouverte que si un interrupteur correspondant est actionné à la fois dans le cockpit et au poste de travail du chef de mission.

La conversion de l’ancien avion appartenant à la Pan Am, acheté par la compagnie en 1977 puis acquis par la Nasa en 1997, s’est étalée sur près de dix ans et s’est déroulée à Waco, au Texas. La NASA finance 80% de l’avion et des campagnes de mesures de SOFIA, tandis que le DLR contribue à 20% avec l’Université de Stuttgart. En conséquence, les Etats-Unis bénéficient de 80% des heures scientifiques et 20% pour le DLR. SOFIA est généralement basé à Palmdale, en Californie. L’avion est également régulièrement envoyé en Nouvelle-Zélande pour observer le ciel étoilé du sud.

Premier vol avec porte ouverte

En 2009, SOFIA a volé pour la première fois avec la porte du télescope totalement ouverte. Après une phase de tests en 2014, l’avion a été déclaré pleinement opérationnel. Ceci a marqué le début de la durée d’exploitation de SOFIA, convenue pour une durée de 20 ans, selon l’accord de coopération signé entre la NASA et le DLR. Le contrat doit être confirmé tous les cinq ans et les partenaires négocient actuellement la première prolongation, prévue pour l’année prochaine.

En termes de vol, SOFIA ne pose aucun problème même lorsque la porte est ouverte. Les pilotes signalent que dans le cockpit, on ne remarque pas si la porte est ouverte ou non. Un voyant indique l’ouverture, l’assiette ne nécessite pas d’être changée. SOFIA est tellement bruyant à cause de la faible isolation et du revêtement des parois latérales que toutes les personnes à bord parlent exclusivement à l’aide de casques. Lorsque la porte est ouverte, la consommation de carburant de SOFIA augmente de trois pour cent, ce qui est une valeur extrêmement basse compte tenu du trou énorme dans le fuselage.

Bien que l’avion fût l’un des rares appareils 747SP à recevoir un glass-cockpit en 2012, le poste de travail de l’ingénieur de vol a été préservé. Même aujourd’hui, il contrôle les systèmes du jumbo jet sur tous les vols, des moteurs en passant par l’alimentation électrique, ce qui est crucial pour le succès des travaux scientifiques menés à bord.

Quand vous montez à bord, malgré son glass-cockpit, vous pouvez constater depuis le poste de pilotage que l’avion, mis en service en 1977, fait son âge : les revêtements des sièges sont décolorés, la moquette présente des trous… Mais SOFIA n’est pas un avion de passagers transportant des touristes et des voyageurs d’affaires, mais un laboratoire volant où travaillent des scientifiques. Le catering est en conséquence plutôt mince. Deux micro-ondes et deux machines à café fournissent tout ce dont les chercheurs ont besoin à bord.

Volker K. Thomalla