Mario Cimiotti ist Direktor des Schwalmgymnasiums im hessischen Treysa und - sich selbst beschreibend - „mit Leib und Seele Mathe- und Physiklehrer und Hobbyastronom“. Im Februar 2017 nahm er zusammen mit drei weiteren Lehrkräften und einem Team aus Wissenschaftlern von Palmdale in Kalifornien aus an Forschungsflügen in der Stratosphäre teil. Was er an Bord einer eigens dafür umgebauten und mit besonderer Technik ausgestatteten Boeing 747 erlebt hat und was das Besondere an diesen Missionen mit SOFIA war, hat er uns im Interview erzählt.
(rb) Bevor wir abheben, müssen wir uns nochmal „erden“: Welche SOFIA?...Stratosphäre?...Sind wir da schon im Weltall? Auch wenn es für manche danach klingt, die Stratosphäre ist noch nicht das Weltall - das beginnt erst ab einer Höhe von etwa 100 Kilometern über dem Meeresspiegel. Die Stratosphäre liegt in ca. 15 bis 50 Kilometern Höhe noch deutlich darunter. Aber sie bietet gute Voraussetzungen für astrophysikalische Beobachtungen und ganz besonders für Infrarot-Astronomie, wie sie mit SOFIA zwölf Jahre lang bis 2022 möglich war.
SOFIA, die „fliegende Sternwarte“
SOFIA steht für „Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie“ und ist ein von NASA und DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) gemeinsam entwickeltes Weltraumteleskop mit gigantischen Ausmaßen: 17 Tonnen schwer, der Primärspiegel mit einem Durchmesser von 2,70 m und mit einer Masse von 750 kg, um nur ein paar Daten zu nennen.
SOFIA machte sichtbar, was uns mit Teleskopen auf der Erde verborgen bleibt: Faszinierende Einblicke in astronomische Objekte im Weltall, in ferne Galaxien - durch kosmischen Staub und Gaswolken hindurch.
Wichtige Erkenntnisse über die Entstehung von Sternengebieten, Planeten und ihren Atmosphären zu bekommen, astrophysikalische Theorien „live“ überprüfen zu können: ein Traum für Hobbyastronomen wie Mario Cimiotti, der sich für einen Forschungsflug mit SOFIA im Jahr 2017 erfolgreich beworben hatte. Er durfte Platz nehmen, in einem - wie er es beschreibt -„High-Tech-Forschungslabor“, umgeben von ganz viel Technik und Geräten, die mit Helium stark gekühlt werden müssen, Computerarbeitsplätzen und einer tragbaren Sauerstoffmaske für - zum Glück nicht eingetretene - Notfälle inklusive, denn einen festen Sitzplatz gab es nicht.
Wir freuen uns sehr, dass er sich bereit erklärt hat, uns von diesem Abenteuer zu erzählen.
IfT: Mario, was hat dich an dem Forschungsflug damals gereizt? Warum war die Teilnahme so besonders für dich?
Mario Cimiotti: Also, erst mal mal aus gängigen Physik-Oberstufenbüchern erfährt man schon viel über das SOFIA-Projekt, das findet man in allen gängigen Büchern, so renommiert ist das eigentlich. Und als Hobbyastronom habe ich von der Möglichkeit erfahren, als deutscher Physiklehrer da mitzufliegen. Es ist ja bei der NASA schon immer so eine Tradition, dass die Lehrer-Mitflug-Programme machen. Da das SOFIA-Projekt ein Gemeinschaftsprojekt von der Deutschen DLR und der amerikanischen NASA ist, gab es eben auch die Möglichkeit für deutsche Lehrkräfte, sich darauf zu bewerben. Es gab ein Auswahlverfahren, es gab eine Vorbereitung und das klang sehr vielversprechend. Und das (Versprechen, die Red.) hat es auch natürlich voll erfüllt . Man konnte ganz spannende Einblicke bekommen, so wie ich mir das auch erhofft hatte, mit aktueller Forschung in Kontakt zu kommen.
IfT: Wie lange warst du denn da in der Stratosphäre unterwegs? Wie lange dauert so ein Flug?
Mario Cimiotti: Ich bin zwei Nächte mitgeflogen, das geht dann in der Abenddämmerung im Grunde los. Astronomen brauchen es ja dunkel und in der Morgendämmerung landet man. Und es war im Februar - das heißt, die Nächte waren lang, wir sind dann so zwölf Stunden geflogen. Bis der Treibstoff dann irgendwann zu Ende geht, da muss man zurück sein. Und man muss hoch fliegen, damit man gute Wärmebilder von astronomischen Objekten bekommt. Um die geht es ja, und die kann man nur in größeren Höhen in der Stratosphäre machen.
Das Teleskop schaut hinten links aus dem Flugzeug raus. Man kann die Blickrichtung mit der Höhe ein bisschen variieren, aber durch die Flugrichtung bestimmt man eigentlich, wo das Teleskop hinschaut. Und wenn man jetzt ein Objekt im Süden anschauen will, dann fliegt man halt nach Westen und dann hat man das im Blick - aber dann ist man irgendwann am nächsten Morgen in Japan... .Das will man ja nicht, man möchte ja wieder zurück zum Ausgangsflughafen. Das heißt, man fliegt zurück. Und um auch da was zu beobachten, gibt es einen sehr ausgeklügelten Plan, dass man nicht ein Objekt beobachtet die ganze Nacht, sondern verschiedene in verschiedenen Richtungen, so dass man so auf jedem Flugabschnitt Beobachtungszeit nutzt. Und wenn man ein Objekt mehr als eine Nacht beobachten muss oder mehr als zwölf Stunden, dann muss man sich eben auf verschiedene Flüge aufteilen, wo das dann immer wieder sozusagen ins Visier genommen wird.
Durch den Nebel schauen - Fotos machen, Daten sammeln
IfT: Was genau kann man in der Stratosphäre erforschen?
Mario Cimiotti: Man kann Wärmebilder von astronomischen Objekten machen. Die unterscheiden sich – wie auf der Erde auch – von Lichtbildern. Also, wenn ich eine Wärmebildkamera nehme, sehe ich andere Sachen, die ich auf einem normalen Lichtfoto nicht sehe. Ich kann zum Beispiel kühlere Objekte sehen, die Wärmestrahlung aussenden, aber kein optisches Licht, also irgendwelche Staubwolken. Und ich kann mit Infrarotstrahlung durch Nebel und Gaswolken hindurchsehen. Also das Zentrum der Milchstraße zum Beispiel, das ist von viel Staub eingehüllt. Im Optischen, auf dem Bild sehe ich da nur den Staub, der da irgendwo rumschwebt. Aber, wenn ich sehen möchte, was da sozusagen drin ist, dann muss ich mit einer Wärmebildkamera draufschauen. Man bekommt dann Einblicke, kann quasi hinter den Nebel schauen oder durch den Nebel schauen. Und dann schauen, ob Theorien, die man entwickelt hat - zum Zentrum der Milchstraße zum Beispiel – ob die zutreffend sind.
IfT: Wofür brauchen wir die Forschungsergebnisse?
Mario Cimiotti: Astronomie hat ja einen großen Reiz. Es ist zum einen eine sehr alte Disziplin. Schon früher haben sich die Menschen an natürlichen Sternen orientiert und navigiert. Und es ist ein sehr aktuelles Forschungsthema, an manchen Stellen ist es Grundlagenforschung. Durch das SOFIA-Projekt hat man manche Molekülverbindungen erstmalig nachweisen können, irgendwo in weiter Ferne im Weltall. Und den ersten Nachweis, dass der Pluto eine Atmosphäre hat, hat man auch durch SOFIA erbringen können, noch bevor die Raumsonde da irgendwo vorbeigeflogen ist am Pluto und das auch aus der Nähe dann nochmal untersucht hat. Ja, und das, was sonst Astrophysiker auch erforschen, kann man eben noch in einem ganz anderen Licht, sozusagen im Wärmebereich, im Infrarotbereich untersuchen und sieht eben andere Bilder, als man sie im Optischen bekommt. Die Erdatmosphäre lässt diese Strahlung, die man da einfangen möchte, nicht bis zum Erdboden durch und deshalb muss man in eine bestimmte Höhe gehen.
IfT: Hattet ihr ein konkretes Forschungsobjekt?
Mario Cimiotti: Ja, es ging um verschiedene astronomische Objekte.
Das war vorher klar, um welche es gehen würde bei diesen Flügen, die Flugpläne sind exakt darauf abgestimmt. Wir haben bei den Flügen in beiden Nächten, wo ich oben war, im Orionnebel weiter aufgenommen und die Karte, die man da erstellt hat, vergrößert. Dann haben wir in der Whirlpool-Galaxie Fotos oder Daten gesammelt und noch in den Gaswolken um einen Stern im Sternbild Cassiopeia herum.
IfT: Das heißt, man kann die astronomische Landkarte sozusagen ein bisschen erweitern oder genauer machen?
Mario Cimiotti: Ja, genau. So muss man sich das vorstellen.
IfT: Was war das für ein Gefühl da oben? Was ist anders als bei einem Flug in einem normalen Verkehrsflugzeug?
Mario Cimiotti: Es ist lauter in dem Flugzeug drinnen, wegen der ganzen Geräte, die im Labor auch irgendwie laut wären, sage ich mal. Und es gibt ganz streng geregelte Abläufe, das ist eher besonders. Es ist ja alles relativ zeitkritisch, was man da macht. Und die Beobachtungszeit ist kostbar und genau durchkalkuliert. Und natürlich treten immer irgendwie unvorhergesehene Dinge oder Problemchen auf, durch das Wetter oder durch irgendwas. Und dann muss man sehr schnell Entscheidungen treffen, um keine Zeit zu verlieren. Das heißt, es gibt eine klare Struktur an Bord, es gibt eine Mission Control, die einfach auch Ansagen machen kann, dass ohne Zeitverlust Entscheidungen getroffen werden.
Und spannend ist auch so die Integration von verschiedenen Systemen. Also es gibt Geräte und Software, die das Teleskop selber steuern, andere steuern die Detektoren und das muss alles ineinandergreifen. Und das sind alles Geräte, die jetzt auch keine Seriengeräte sind, sondern die speziell dafür entwickelt wurden und von den Entwicklern selber eigentlich auch am besten beherrscht werden. Und bei sehr kritischen Flügen waren dann oft auch die Entwickler mit an Bord. Und ansonsten gab es angelerntes Personal, was das bei Standardflügen auch bedienen konnte.
Aber so die Integration der verschiedenen Systeme, das war eine Herausforderung und die galt es immer gut zu beherrschen in der Luft.
IfT: Gab es denn eine Situation oder ein Erlebnis da oben, was Dich besonders nachhaltig beeindruckt hat?
Mario Cimiotti: Ja, ich meine, so, wie man reagiert, wenn etwas Unvorhergesehenes passiert. Das war schön zu beobachten: Es treten Turbulenzen auf, man muss irgendwie das Teleskop einfangen oder in einen sicheren Modus versetzen, damit dem nichts passiert, wenn starke Turbulenzen sind. Oder es tauchen doch sehr hohe Wolken mal auf, die dann eine Vereisung des Teleskops bewirken könnten. Um den Flug dann nicht abbrechen zu müssen, gilt es schnell zu reagieren und wieder zu schauen: Wie kann ich zurück zu irgendeinem Startpunkt vorher und alle synchron setzen wieder mit ihrem Prozedere ein?
Wie gut diese Prozeduren ausgearbeitet sind und funktionieren, das ist natürlich spannend, das sind spannende Momente für Beobachter dann.
Zurück im Klassenzimmer – (Astro)physik für den Unterricht?
IfT: Wie kannst du jetzt deine Erfahrungen in der Stratosphäre als Physiklehrer für den Unterricht einsetzen?
Mario Cimiotti: Astronomie bietet in der Oberstufen-Physik Möglichkeiten, Inhalte, die so einzeln für sich in verschiedenen Halbjahren stehen, miteinander zu vernetzen. Und die Infrarot-Astronomie insbesondere, da gibt es ganz schöne Experimente. Ich habe eine Infrarotkamera an der Schule gekauft für entsprechende Experimente, wo man zeigen kann, welches Potenzial grundsätzlich für Wärmebilder noch hier auf der Erde besteht. Und dann kann man auch natürlich Ausblicke geben, wie Astronomen das nutzen, warum die Wärmebilder machen wollen und welches Potenzial Spektroskopie bietet. Das ist ja auch was, was bei SOFIA, bei fast allen Detektoren angewandt wird. Also, dass man das Licht, was reinkommt, in Spektralfarben zerlegt und deren Intensität misst und daraus ganz viele Dinge ableiten kann. Das verdeutlicht für die Schülerinnen und Schüler natürlich nochmal die Wichtigkeit. Und die Anwendung des Ganzen, die Tragweite, die das hat, was man so als einzelnes physikalisches Phänomen in der Schule mal so behandelt, das stellt es in den Zusammenhang.
IfT: Jetzt gibt es bei euch an der Schule noch etwas Besonderes: einen NASA-Wettbewerb! Was können die Gewinnerinnen und Gewinner denn da erwarten?
Mario Cimiotti: Genau, so einen NASA-Wettbewerb gibt es seit 2001, der jährlich nach Eingangsstufe 11 ausgetragen wird, durch einen ehemaligen Kollegen initiiert und einen Mitarbeiter von NASA. Und da nehmen jährlich zwischen 5 und 10 Schülerinnen und Schüler teil, die einen Artikel zu einem selbstgewählten Problem rund um das Thema Mars-Mission verfassen, also sich eine Problemstelle suchen, eine Lösung entwickeln und das ausarbeiten.
Und der erste Gewinner oder die erste Gewinnerin, denen winkt eine Reise nach Houston in den Sommerferien, um an einer Summer-School dort teilzunehmen bei FISE (Foundation for International Space Education). Also im Prinzip in Houston am NASA-Zentrum, da gibt es so einen Sommerkurs für entsprechend qualifizierte und interessierte Schülerinnen und Schüler internationaler Herkunft. Und das wird in der Regel von NASA-Mitarbeitern, ehemaligen Astronauten, Professoren geleitet. Also da gibt es ganz hochkarätige Dozenten, die da Vorträge geben für die Schüler und auch Workshops betreuen.
IfT: Und dann heißt das, da kann man schon an seiner Zukunft als Astronaut oder Astronautin bauen?
Mario Cimiotti: Ja, die Schüler*innen kommen natürlich schon mit einem erweiterten Horizont und einem anderen Blick auf die eigene Welt zurück, machen prägende Erfahrungen. Und es gibt einen Schüler, der 2004 Sieger war und in Houston war, der diese Richtung studiert hat und jetzt in Pasadena in Los Angeles auch fester Mitarbeiter bei NASA ist. Also der hat das zum Beruf gemacht, ausgehend von dieser Erfahrung.
IfT: Woher kommt deine Begeisterung für den Weltraum? Und wie oft schaust du denn privat mit dem Teleskop in die Sterne?
Mario Cimiotti: Ja, das hängt ein bisschen vom Wetter ab. Wenn abends klarer Himmel ist, gibt es eigentlich nichts Schöneres, als irgendwo mit dem Teleskop auf dem Balkon oder auf der Terrasse zu stehen oder vielleicht auch auf einem abgelegenen Parkplatz irgendwo am Waldrand, und in den Himmel zu schauen. Leider haben wir in Deutschland nicht so ein schönes Wetter wie in Kalifornien, dass man da 350 Tage im Jahr blauen Himmel hat, sondern man muss die wenigen klaren Nächte dann auch mal nutzen, auch spontan und kann es halt nicht so planen. Also auch wenn man sich mit Schülern verabreden möchte, um mal zu beobachten, dann kann man schlecht sagen: „In drei Wochen am Donnerstagabend um acht treffen wir uns zur Beobachtung.“ Da ist meistens das Wetter nicht gut. Das muss man dann ganz kurzfristig organisieren.
Ja, aber das hat was für mich... Also diese Verbindung einerseits, die Objekte zu sehen, über die man theoretisch was weiß und gleichzeitig auch nicht nur Objekte anzugucken, die interessant aussehen, sondern auch natürlich über die physikalischen Vorgänge zu wissen, wie sie entstanden sind und was da gerade passiert. Das hat einen Reiz und das hat aber auch einen sehr ästhetischen Reiz, irgendwie schöne ästhetische Bilder von diesen Objekten zu sehen, die man ja auch sonst so kennt und faszinierend findet.
IfT: Vielen Dank für das Interview und weiterhin viele faszinierende und erleuchtende Momente beim Blick in die Sterne!
Quellen:
Interview mit Mario Cimiotti, geführt am 27.11.2025
Homepage des DSI (Deutsches SOFIA Institut, Universität Stuttgart)
https://www.dsi.uni-stuttgart.de
Informationen zum SOFIA Teleskop: „Das SOFIA Teleskop“
https://www.dsi.uni-stuttgart.de/dokumente/infomaterial-oeffentlichkeit-seiten/plakate/Das_SOFIA_Teleskop.pdf
Homepage des BFS (Bundesamt für Strahlenschutz): Glossareintrag zu „Stratosphäre“
https://www.bfs.de/SharedDocs/Glossareintraege/DE/S/stratosphaere.html
Weiterführende Informationen (Auswahl an Berichten der Universität Stuttgart /DSI, Presse, Funk und Fernsehen)
„Vier deutsche Lehrkräfte auf SOFIA-Fortbildung in Kalifornien", Bericht von Antje Lischke-Weis vom 09.02.2017
„Tschüss SOFIA! - Fliegende Sternwarte hat ein neues Zuhause“, Pressemitteilung der Universität Stuttgart vom 30.01.2023
https://www.uni-stuttgart.de/universitaet/aktuelles/meldungen/tschuess-sofia/
„Öffentlichkeitsarbeit für SOFIA: "Das ist mein Traumberuf"“, Interview mit Dr. Dörte Mehlert, Astronomin, DSI (Deutsches SOFIA Institut), erschienen in „forschung leben – das Magazin der Universität Stuttgart“ (Ausgabe März 2022)
https://www.uni-stuttgart.de/forschung/forschung-leben/1-2022/oeffentlichkeitsarbeit-sofia/
„SOFIA-Flugzeug: So wichtig war die Sternwarte für die Forschung“, SWR (Radio), Onlinefassung von Jonathan Hadem, vom 25.11.2024: Andreas Böhnisch interviewt Prof. Alfred Krabbe, Leiter des SOFIA-Instituts an der Universität Stuttgart
https://www.swr.de/swraktuell-radio/sofia-institut-flugzeug-sternwarte-weltraum-100.html
„Abschied vom fliegenden Teleskop SOFIA“, Tagesschau vom 26.11.2024
www.tagesschau.de/wissen/forschung/sofia-mission-stratosphaere-100.html
15.12.2025
