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Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) 是一家经过改装的波音 747 SP 飞机，携带一台 2.7 米的红外望远镜，让其成为世界上唯一一个飞行的观测台。这家创新的科研型飞机让科学家可以从 SOFIA 在平流层的巡航高度观察光的红外光谱，而此光谱在地面仅部分可见。此观测台由德国航天航空中心 (DLR) 与美国国家航空航天局 (NASA) 联合开发。

SOFIA 的科学工作由位于斯图加特大学的德国 SOFIA 研究所 (DSI) 与美国大学太空研究协会 (USRA) 协同负责。此望远镜由一个德国工业联盟代表 DLR 设计和制造。振动和旋转隔离系统、跟踪相机和望远镜/跟踪系统则由 DSI 开发。NASA 负责此远程飞机的改装、望远镜的安装、飞行情况的测试和运作。SOFIA 相较于地面望远镜的主要优势在于，天文学者可以将观测台定位在所需的精准位置以便观察罕见的太空现象（例如掩星），还可以使用同一组仪器从南北半球进行观察。

太空物体射出的红外光让科学家们特别感兴趣，但是在地面只能部分可见，主要是因为地球大气层中的水蒸汽阻止了红外辐射的行径。但是，在 13 公里高的平流层中，几乎没有什么可以阻碍在红外光谱中观察天体。

据斯图加特大学的Dörte Mehlert 博士称，DSI 与该大学的毕业生和博士生合作开发了 SOFIA 系统的大部分。为促进协作和开发，该团队需要统一采用一种通用的 3D 设计平台。DSI 选择了 SOLIDWORKS® Research Edition 软件，因为该软件易于使用，设计师可以使用集成式 SOLIDWORKS 仿真工具，并且 SOLIDWORKS 广受项目参与者的青睐。

“而我们选择 SOLIDWORKS 软件的主要原因则是：大多数业内合作伙伴都在使用 SOLIDWORKS，”斯图加特大学机械工程学博士生 Yannick Lammen 解释道。Yannick Lammen 从事望远镜振动和旋转隔离系统的结构优化工作。“在此项目之前，我和我的至少一位同事都未使用过 SOLIDWORKS，但是该软件真的很容易使用，我只花了大约一周的时间就掌握了。”

模拟平流层情况

SOFIA 开发团队借助 SOLIDWORKS 建模软件，设计了在飞行过程中稳定望远镜和跟踪相机所需的各种装配体和部件。此外，他们还利用 SOLIDWORKS Simulation 工具验证并优化平流层中运动飞机充满挑战的飞行环境。

“SOFIA 飞机不断摇晃和移动，望远镜系统必须在广泛的温度和压力范围内工作，”斯图加特大学机械工程学科的毕业生 Jan Drendel 解释道。Jan Drendel 参与了飞机三个跟踪/定位相机与望远镜之间的接口的相关工作。“位于地面时，该系统面临加利福尼亚州的高温，而在平流层时，则要适应接近 -40ºC 的低温。”

“利用 SOLIDWORKS Simulation 工具，我对相机/望远镜接口部件进行了线性静态应力和热膨胀研究，”Drendel 继续说，“重量是航天项目的关键因素，而 SOLIDWORKS Simulation 帮助我减少了低工作应力的部件的材料和重量，同时加固应力较高的部件。”