NASA ontwikkelt een nieuw instrument om de grenzen van astronomisch onderzoek te verleggen. Een team van wetenschappers en technologen bij NASA's Goddard Space Flight Center (GSFC) ontwikkelt de High-Resolution Mid-Infrared Spectrometer (HIRMES) - een innovatief instrument dat nieuwe wetenschappelijke onderzoeken en belangrijke bijdragen aan ons begrip van de kosmos mogelijk zal maken. De ingebruikname van HIRMES wordt verwacht voor eind 2018 op NASA's Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), een sterk gemodificeerde Boeing 747SP met een infraroodtelescoop met een diameter van 2,5 meter. SOFIA vliegt boven ~ 95% van de atmosferische waterdamp van de aarde, waardoor astronomen toegang krijgen tot golflengten die niet vanaf de grond kunnen worden waargenomen, zelfs met de krachtigste telescopen op de grond. HIRMES past opkomende detector- en optische technologieën toe die op maat zijn gemaakt om maximaal te profiteren van het unieke platform van SOFIA, bestrijkt het spectrale bereik van 25–122 micron met oplossend vermogen van 600 tot 100, 000.

HIRMES zal bewezen technologieën uitbreiden, het vinden van een balans tussen het pushen van de nieuwste stand van de techniek en het leveren van betrouwbare prestaties aan de groeiende gebruikersgemeenschap van SOFIA. HIRMES zal gebruik maken van op supergeleidende overgangsrandsensoren (TES) gebaseerde bolometers, werkend bij temperaturen van ~ 0,1 K om een ​​gevoeligheid te bieden die alleen wordt beperkt door de intrinsieke signaal-ruisverhouding die wordt opgelegd door de hemelachtergrond. Deze detectoren beloven een orde van grootte lagere ruis in vergelijking met de heterodyne detectoren die momenteel worden ingezet in SOFIA-instrumentatie, en zal de waarnemingstijd met een factor ~200 verkorten op spectraallijnen van belang. HIRMES-detectoren zullen worden opgesteld in een formaat van 16x64 elementen om spectroscopische waarnemingen met lage en gemiddelde resolutie te bieden, inclusief een beeldvormingsmogelijkheid. Een aparte array van 8x16 elementen, geoptimaliseerd voor lage achtergronden, zal worden gebruikt voor observaties met een hoog oplossend vermogen. Een meertraps koelsysteem levert het ~100mK koellichaam dat nodig is voor achtergrondgelimiteerde detectorprestaties. Optische verspreiding van het door de telescoop geleverde licht zal worden bereikt via een systeem van roosters, spiegels, en afstembare Fabry-Perot interferometrische monochromators.

Het voornaamste onderzoek van HIRMES is een gedetailleerde studie van de processen die leiden tot de vorming van planetenstelsels over een spectraal bereik dat rijk is aan ionische, atoom, en moleculaire lijnen. Het HIRMES-wetenschappelijke programma zal de structuur en evolutie van protoplanetaire schijven bepalen en ons vermogen vergroten om deze systemen te modelleren terwijl ze evolueren van homogene schijven naar jonge planetaire systemen. Aan het begin van hun leven, sterren hebben een significante wisselwerking met hun omgeving en het HIRMES-programma zal ons begrip vergroten over de manieren waarop deze interacties de stervorming reguleren. Het HIRMES-team zal ook de vormingsprocessen van massieve protosterren bestuderen en de mechanismen die stof versnellen in asymptotische reuzentaksterren (AGB). NASA verwacht een grote vraag binnen de wetenschappelijke gemeenschap naar de krachtige nieuwe mogelijkheden die HIRMES zal bieden.

Het GSFC-team ontwikkelde in 2016 een instrumentconceptstudie, leidend tot de competitieve selectie van HIRMES voor ontwikkeling. Er werd onmiddellijk begonnen met de ontwikkeling van het instrument, inclusief laboratoriumevaluatie van brassboard-subsystemen en aanschaf van beperkte hardware-items met een lange lead om een ​​agressief ontwikkelingsschema te ondersteunen. Het HIRMES-team werkt aan een kritische ontwerpbeoordeling in FY17, gevolgd door hardware-ontwikkeling om de levering van instrumenten eind 2018 mogelijk te maken.