NASA:s Stratosfärobservatorium för infraröd astronomi, SOFIA, kommer snart att studera Neptunus gigantiska måne, Triton, och uppföljning av Hubbles senaste observation av vattenplymer på Jupiters måne Europa. Enligt nyligen avslutade planer för 2017 års observationskampanj, ungefär hälften av forskningstiden för SOFIA kommer att sträcka sig från studier av planeter till observationer av kometer och asteroider som kretsar kring andra stjärnor och supermassiva svarta hål i galaxernas centrum bortom våra egna. Den andra hälften kommer att fokusera på stjärnbildning och det interstellära mediet, områdena av damm och gas i universum, inklusive ett stort turbulent område som omger mitten av vår galax Vintergatan.

Totalt har 535 observationstimmar tilldelats SOFIAs Science Cycle 5, som sträcker sig från februari 2017 till januari 2018, och de utvalda programmen spänner över hela astronomiområdet från planetvetenskap till extragalaktiska undersökningar. Triton, bara en tredjedel av ett ljusår från jorden, kommer att vara ett av de närmaste objekten som studeras av NASA:s flygobservatorium medan den längsta observationen kommer att studera ett supermassivt svart hål cirka 12 miljarder ljusår bort.

SOFIA är ett gemensamt program mellan NASA och German Aerospace Center och är en Boeing 747SP jetliner modifierad för att bära ett 100-tums teleskop som använder åtta instrument för att studera universum vid infraröda våglängder som inte kan detekteras från markbaserade observatorier. Cykel 5 ger 455 forskningstimmar till amerikanska program och 80 timmar till tyska program.

"Fyra mycket högt värderade program valdes ut för att undersöka den galaktiska centrumregionen med hjälp av upGREAT högupplöst långt-infraröd spektrometer, " sa Harold Yorke SOFIA Science Mission Director för Universities Space Research Association.

"Tre av dessa program syftar till att förstå den centrala molekylära zonen, en stor, turbulent område som omger Vintergatans kärna som innehåller en stor del av galaxens täta molekylära moln och stjärnbildande regioner, förklarade Yorke. "Det fjärde programmet är fokuserat på material kring, och kanske matas in i, det supermassiva svarta hålet i hjärtat av vår galax."

För att studera himmelska föremål som bäst ses från södra halvklotet, planering pågår för en åtta veckor lång utplacering till Christchurch, Nya Zeeland, från slutet av juni till slutet av augusti 2017, använder tre instrument:spektrometern känd som den uppgraderade tyska mottagaren för astronomi vid Terahertz-frekvenser, eller bättre, Den svaga infraröda kameran för SOFIA-teleskopet, eller FORCAST, en kombinerad mellaninfraröd kamera och spektrometer, och Far Infrared Field-Imaging Line Spectrometer, eller FIFI-LS, en långt infraröd avbildningsspektrometer.

Närmare hemmet, Echelon-Cross-Echelle-spektrografen, eller EXES, en mellaninfraröd spektrometer, kommer att dra fördel av det instrumentets stora känslighet och höga spektrala upplösning för att göra en ambitiös sökning efter tidigare oobserverade molekyler i Orions stjärnbildande region, letar efter sällsynta molekylarter som acetylen, eten, och etan. Dessa observationer kommer att ge information om produktionen av organiska föreningar och vatten i en region där stjärnor och planeter för närvarande bildas.

SOFIAs högupplösta luftburna bredbandskamera-plus, känd som HAWC+, en fjärrinfraröd polarimeterkamera, nu i drift, planeras för ett gemensamt projekt med det kraftfullaste teleskopet på jorden, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA, att förstå hur galaxens magnetfält motstår kollapsen av gasmoln som bildar stjärnor och därigenom påverkar stjärnbildningsprocessen.

En utmanande planetarisk vetenskapsundersökning kommer att använda SOFIA för att observera Triton när den passerar framför en ljus bakgrundsstjärna i oktober 2017. Detta skulle kräva en mini-utplacering till den amerikanska östkusten där skuggan av Triton kort kommer att kastas, tillåter en titt på månens tunna atmosfär.

"Detta projekt är ganska jämförbart med SOFIAs studie av Pluto och dess atmosfär under en stjärnockultation observerad från nära Nya Zeeland 2015, och faktiskt föreslogs av samma utredargrupp, " sade Yorke. "Denna typ av forskning visar fördelarna med ett mobilt observatorium som kan gå vart än på jorden som krävs för att se övergående himmelska fenomen."

SOFIA:s förmåga att byta instrument och anpassa ny teknologi möjliggör snabb utveckling och driftsättning av nya sensorer. För detta ändamål, NASA planerar att be om förslag för SOFIA:s nästa generations instrumentering 2017.