同温层红外线天文台 （SOFIA）是NASA、德国航空太空中心（DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.）和大学太空研究协会（URSA）共同合作，在1996年由NASA授权优先发展的计划。SOFIA是由一架曾在泛美航空和联合航空的商业航线上服务过的波音747SP 改装上2.5 米直径反射望远镜，在41,000英尺（约12,496米）的高空进行红外线天文学研究的飞机。

一旦可以使用，希望能在未来的20年间，每周能进行3或4晚的飞行观测。SOFIA的基地是设在加州蓝开斯特（Lancaster）附近艾德华空军基地内的NASA德来登飞行研究中心（Dryden Flight Research Center）。

能力使它几乎能在地球大气层内所有的水蒸气之上飞行（能够观察到一些被大气层拦阻不能被地基设备观察到的红外波长），并且飞行至地球表面上的任何一点进行观测。从外面看，这架望远镜像是在机身的机尾附近的大门，初期将装置九套观测仪器，进行在红外线天文学波长1-655微米，和在波长0.3制1.1微米的高速光学天文学观测。

SOFIA是2.5米的反射望远镜，但使用的镜片是与多数的红外望远镜相同，超大的2.7米的主镜。虽然SOFIA显然是安置在飞机上最大的望远镜，但相较于地基研究用的望远镜，它仍然只是中型的尺寸。这个计划在莫菲特联邦机场（Moffett Federal Airfield）有自己的镀膜设备，可以快速的重新镀镜。DLR负责整架望远镜的组装（NASA负责飞机），望远镜的制造被转包给欧洲的产业界（德国制造望远镜，法国制造主镜，副镜则是瑞士制造）。每一次的任务都可以更换与望远镜连结的科学仪器。有两组是一般目的通用的仪器，另外也能未特别的研究设计和建造专用的仪器。望远镜将安置在一个天窗内，暴露于高速动荡的风中；另一方面，飞机的振动和运动也都会增加观测上的困难。在飞机起飞之前必须先预冷望远镜所在的货舱，以便能与外面的温度相同（避免温度造成的变形）。为了避免湿气和结露，在冷却之前货舱还必须灌满氮气[1]。

SOFIA使用的飞机是一架波音747SP（出厂编号21441/306）。它最初在1977年5月交付给泛美航空[2]。联合航空在1986年2月购买了这架飞机，并在1995年将之除役。两年后，NASA从联合航空购买了这架飞机给SOFIA计划使用。为了进行天文学观测的飞行，从1997年起由位于德州威克市（Waco）的L-3通信整合系统公司（L-3 Communications Integrated Systems）进行了一系列基础性的试飞。从另一架747SP取下的部分被用于测试全尺寸模型，以确保设备的实用性。泛美航空当初将这架飞机命名为“林白快帆号”（Clipper Lindbergh），以尊崇有名的飞行员查尔斯·林白（Charles Augustus Lindbergh），并在林白于1927年由巴黎飞抵纽约的50周年纪念庆典上，由其遗孀安妮·莫里·林白（Anne Morrow Lindbergh）亲自主持命名仪式。虽然这架飞机在1977年5月6日已经开始服务，但在2007年的5月21日，还是由林白的孙子艾里·克林白，在德州威科市L-3的机房内再度恢复原来的名称 － 林白快帆号。SOFIA的处女航是2007年4月26日，在威科市进行了简要的测试程序和部份飞行状态与基础的维护检查之后，这架飞机在2007年5月31日被移交给艾德华空军基地，继续后续主要的测试飞行。在测试完成之后，SOFIA将在加州圣荷西硅谷附近，莫菲特机场的NASA埃姆斯研究中心（Ames Research Center），由美国长青航空（Evergreen International Aviation, Inc.）执行维修和操作[3]。

SOFIA在2004年8月18日至19日进行了在地面上的测试，观察了北极星

SOFIA的主要科学目标是研究行星的表面和大气层组成；研究彗星的组成、演化和结构；以及探讨星际物质的物理和化学性质、探索恒星和其它天体的形成。SOFIA这架飞机是由NASA位于加州德来登山景中的艾美斯研究中心管理，它的家称为SOFIA科学中心。