Unseren Augen zeigt sich das Weltall nur im sichtbaren Licht. Das reicht, um nachts die Sterne zu bewundern, doch erst Teleskope öffnen Fenster zu den übrigen Spektralbereichen, zur ganzen Vielfalt der elektromagnetischen Strahlung aus dem All – von Gammastrahlen über Infrarotlicht bis zu Radiowellen.

Infrarotstrahlen werden durch den Wasserdampf in der Troposphäre verschluckt. Vom Erdboden aus können Astronomen diese Signale deshalb nicht empfangen. „Sofia“ fliegt in der Stratosphäre in zwölf bis 14 Kilometern Höhe, weil dort kaum noch Wasserdampf stört. Gegenüber einem Weltraumteleskop wie Hubble, das ebenfalls Infrarotstrahlung empfängt, hat das Teleskop an Bord der Boeing den Vorteil, dass es sich erweitern lässt.

Sechs Instrumente sind mit an Bord, darunter die Spezialkamera „Great“, die vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie entwickelt wurde. Sie sammelt die vom Teleskop kommende Infrarotstrahlung und zerlegt sie in ihre Spektralanteile. So lassen sich chemische Verbindungen nachweisen und deren Häufigkeiten bestimmen.

Bei den Beobachtungen geht es vor allem darum, wie aus kalten Gas- und Staubwolken im All neue Sterne und Sonnensysteme entstehen.