La NASA está desarrollando un nuevo instrumento para ampliar los límites de la investigación astronómica. Un equipo de científicos y tecnólogos del Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA está desarrollando el espectrómetro de infrarrojo medio de alta resolución (HIRMES), un instrumento innovador que permitirá nuevas investigaciones científicas y contribuciones importantes a nuestra comprensión del cosmos. La puesta en servicio de HIRMES está prevista para finales de 2018 en el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA (SOFIA), un Boeing 747SP muy modificado que lleva un telescopio infrarrojo de 2,5 m de diámetro. SOFIA vuela por encima del ~ 95% del vapor de agua atmosférico de la Tierra, permitir a los astrónomos acceder a longitudes de onda que no son posibles de observar desde el suelo, incluso con los telescopios terrestres más potentes. HIRMES aplica tecnologías ópticas y de detectores emergentes diseñadas para aprovechar al máximo la plataforma única proporcionada por SOFIA, cubriendo el rango espectral de 25-122 micrones con poderes de resolución que van de 600 a 100, 000.

HIRMES extenderá tecnologías probadas, lograr un equilibrio entre impulsar el estado del arte y proporcionar un rendimiento confiable a la creciente comunidad de usuarios de SOFIA. HIRMES empleará bolómetros basados ​​en sensores de borde de transición superconductores (TES), operando a temperaturas de ~ 0,1 K para proporcionar una sensibilidad limitada solo por la relación intrínseca señal / ruido impuesta por el fondo del cielo. Estos detectores prometen un ruido de orden de magnitud menor en comparación con los detectores heterodinos actualmente desplegados en la instrumentación SOFIA. y disminuirá el tiempo de observación en un factor de ~ 200 en las líneas espectrales de interés. Los detectores HIRMES estarán dispuestos en un formato de 16x64 elementos para proporcionar observaciones espectroscópicas de baja y media resolución, incluyendo una capacidad de imagen. Se utilizará una matriz separada de 8x16 elementos optimizada para fondos bajos para observaciones de alto poder de resolución. Un sistema de refrigeración de varias etapas proporcionará el disipador de calor de ~ 100 mK necesario para el rendimiento del detector de fondo limitado. La dispersión óptica de la luz emitida por el telescopio se logrará mediante un sistema de rejillas, espejos y monocromadores interferométricos sintonizables Fabry-Perot.

La investigación principal de HIRMES es un estudio detallado de los procesos que conducen a la formación de sistemas planetarios en un rango espectral rico en iónicos, atómico, y líneas moleculares. El programa científico de HIRMES determinará la estructura y evolución de los discos protoplanetarios y aumentará nuestra capacidad para modelar estos sistemas a medida que evolucionan de discos homogéneos a sistemas planetarios incipientes. Al comienzo de sus vidas, las estrellas interactúan significativamente con sus entornos y el programa HIRMES avanzará en nuestra comprensión sobre las formas en que estas interacciones regulan la formación de estrellas. El equipo de HIRMES también estudiará los procesos de formación de protoestrellas masivas y los mecanismos que aceleran el polvo en las estrellas de ramas gigantes asintóticas (AGB). La NASA anticipa una demanda significativa dentro de la comunidad científica por las nuevas y poderosas capacidades que proporcionará HIRMES.

El equipo de GSFC desarrolló un estudio de concepto de instrumento en 2016, conduciendo a la selección competitiva de HIRMES para el desarrollo. El trabajo comenzó inmediatamente en el desarrollo del instrumento, incluida la evaluación de laboratorio de los subsistemas de tableros de latón y la adquisición de elementos de hardware de larga duración limitados para respaldar un programa de desarrollo agresivo. El equipo de HIRMES está trabajando para realizar una revisión crítica del diseño en el año fiscal 2017, seguido del desarrollo de hardware para permitir la entrega de instrumentos a finales de 2018.