SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y el Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, la Agencia Espacial Alemana). Las operaciones de vuelo se llevan a cabo desde el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Palmdale, California. El Centro de Ciencias SOFIA (SSC), responsable de supervisar la producción científica de la misión, está ubicado en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. Las Operaciones de la Misión Científica son administradas conjuntamente por la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades (USRA) para la NASA y por el Deutsches SOFIA Institut (DSI), en Stuttgart, para DLR. Las operaciones de aeronaves están a cargo de NASA Armstrong.
Las altitudes de observación de SOFIA están entre 37.000 y 45.000 pies, por encima del 99% del vapor de agua en la atmósfera terrestre. El telescopio y los instrumentos proporcionan imágenes y capacidades espectroscópicas en el rango de longitud de onda de 0,3-1600 µm, lo que convierte a SOFIA en una de las principales instalaciones astronómicas infrarrojas/submilimétricas. El telescopio está ubicado en una cavidad abierta en la parte trasera de la aeronave, con una vista desde el lado de babor. Las observaciones se pueden hacer en elevaciones entre +20 y +60 grados. El telescopio está estabilizado por inercia y la precisión de puntería es de aproximadamente 0,5 segundos de arco. Se espera que la visión esté limitada por difracción en todas las longitudes de onda a lo largo de aproximadamente 15 µm. Habrá alrededor de 8 horas de tiempo de observación en cada vuelo, y en plena capacidad operativa habrá tres vuelos por semana. Se espera que SOFIA tenga una vida útil de 20 años.
SOFIA tiene 6 instrumentos, tanto generadores de imágenes como espectrógrafos, que cubren una amplia gama de longitudes de onda y resolución espectral. Estos incluyen cuatro instrumentos científicos de instalaciones (FSI), FORCAST, FIFI-LS, FPI+ y HAWC+, que son mantenidos y operados por Science Mission Operations (SMO), dos instrumentos científicos de clase de investigador principal (PSI), GREAT y EXES, mantenidos por los respectivos equipos de instrumentos. Los FSI y PSI están disponibles para todos los investigadores generales. Además, SOFIA llevará un monitor de vapor de agua, que se utiliza para medir el nivel de vapor de agua precipitable a lo largo de una línea de visión fija. Los valores resultantes se utilizarán para calibrar los datos obtenidos utilizando la ciencia, a demás de un telescopio de 2,7 metros (con una apertura efectiva de 2,5 m).
Todos estos instrumentos se encuentran abordo de un Boeing 747-SP modificado especialmente para llevar a cabo las misiones de la NASA. Este Boeing 747-SP, número de serie 21441, fue entregado nuevo a Pan American World Airways (Pan Am) en 1977, N536PA, luego fue United Airlines, 1986. En octubre del 1997 pasó a ser operado por NASA con la matrícula N145UA y el 2004 fue re-matriculado N747NA. Con un fuselaje de 6.1 metros de ancho y la capacidad de volar hasta 15 horas con las modificaciones, hacen del 747 una plataforma perfecta para este tipo de misiones.
Entre sus anteriores misiones destacan la del 29 de junio de 2015, cuando el planeta enano Plutón pasó entre una estrella distante y la Tierra produciendo una sombra en la Tierra cerca de Nueva Zelanda que permitió a SOFIA estudiar su atmósfera y a principios de 2016, SOFIA detectó oxígeno atómico en la atmósfera de Marte por primera vez en 40 años.
SOFIA operará desde el aeropuerto Arturo Merino Benítez (SCL/SCEL), desde el 21 al 30 de marzo 2022, en vuelos entre el continente y la isla de pascua y hacia el extremo sur del continente, en altitudes entre 37.000 y 43.000 pies. Los planes de vuelos y sus fechas se encuentran disponibles en el sitio de SOFIA, y debido a lo critico de las misiones, las horas de despegues están calculadas para alcanzar los distintos puntos de observación a una determinada hora especifica.
Los vuelos de SOFIA tendrán como estudiar la composición de las atmósferas y superficies planetarias; investigar la estructura, evolución y composición de los cometas; determinar la física y química del medio interestelar; y explorar la formación de estrellas entre otros objetos estelares. Cada uno de estos está especificado en los planes de vuelos junto con los nombres de los científicos a cargo de dicha observación.
Se espera que SOFIA vuelva a Santiago entre los meses de junio y septiembre dependiendo de las condiciones meteorológicas.