La NASA sta sviluppando un nuovo strumento per espandere i confini della ricerca astronomica. Un team di scienziati e tecnologi del Goddard Space Flight Center (GSFC) della NASA sta sviluppando lo spettrometro nel medio infrarosso ad alta risoluzione (HIRMES), uno strumento innovativo che consentirà nuove indagini scientifiche e importanti contributi alla nostra comprensione del cosmo. La messa in servizio di HIRMES è prevista per la fine del 2018 sullo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) della NASA, un Boeing 747SP pesantemente modificato che trasporta un telescopio a infrarossi di 2,5 m di diametro. SOFIA vola sopra ~ 95% del vapore acqueo atmosferico della Terra, consentendo agli astronomi di accedere a lunghezze d'onda che non è possibile osservare da terra, anche con i più potenti telescopi terrestri. HIRMES applica rivelatori emergenti e tecnologie ottiche su misura per sfruttare al massimo la piattaforma unica fornita da SOFIA, coprendo la gamma spettrale 25-122 micron con poteri di risoluzione che vanno da 600 a 100, 000.

HIRMES estenderà tecnologie collaudate, trovare un equilibrio tra spingere lo stato dell'arte e fornire prestazioni affidabili alla crescente comunità di utenti di SOFIA. HIRMES impiegherà bolometri basati su sensori del bordo di transizione (TES) superconduttori, operando a temperature di ~ 0,1 K per fornire una sensibilità limitata solo dal rapporto segnale-rumore intrinseco imposto dallo sfondo del cielo. Questi rivelatori promettono un rumore inferiore di un ordine di grandezza rispetto ai rivelatori eterodina attualmente impiegati nella strumentazione SOFIA, e ridurrà il tempo di osservazione di un fattore di ~200 sulle righe spettrali di interesse. I rivelatori HIRMES saranno disposti in un formato 16x64 elementi per fornire osservazioni spettroscopiche a bassa e media risoluzione, compresa una capacità di imaging. Un array separato di 8x16 elementi ottimizzato per sfondi bassi verrà utilizzato per osservazioni ad alto potere di risoluzione. Un sistema di refrigerazione multistadio fornirà il dissipatore di calore di ~100mK necessario per prestazioni del rivelatore limitate in background. La dispersione ottica della luce emessa dal telescopio sarà realizzata tramite un sistema di reticoli, specchi, e monocromatori interferometrici Fabry-Perot sintonizzabili.

L'indagine principale di HIRMES è uno studio dettagliato dei processi che portano alla formazione di sistemi planetari su una gamma spettrale ricca di ioni ionici, atomico, e linee molecolari. Il programma scientifico HIRMES determinerà la struttura e l'evoluzione dei dischi protoplanetari e aumenterà la nostra capacità di modellare questi sistemi man mano che si evolvono da dischi omogenei a nuovi sistemi planetari. All'inizio della loro vita, le stelle interagiscono in modo significativo con i loro ambienti e il programma HIRMES farà progredire la nostra comprensione sui modi in cui queste interazioni regolano la formazione stellare. Il team di HIRMES studierà anche i processi di formazione di protostelle massicce ei meccanismi che accelerano la polvere nelle stelle asintotiche del ramo gigante (AGB). La NASA prevede una richiesta significativa all'interno della comunità scientifica per le nuove potenti capacità che HIRMES fornirà.

Il team GSFC ha sviluppato uno studio sul concetto di strumento nel 2016, portando alla selezione competitiva di HIRMES per lo sviluppo. I lavori sono iniziati immediatamente sullo sviluppo dello strumento, compresa la valutazione di laboratorio dei sottosistemi Brassboard e l'approvvigionamento di articoli hardware limitati a lungo termine per supportare un programma di sviluppo aggressivo. Il team HIRMES sta lavorando per una revisione critica del progetto nell'AF17, seguito dallo sviluppo dell'hardware per consentire la consegna dello strumento alla fine del 2018.