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    HIRMES, un nouveau spectromètre infrarouge moyen haute résolution pour SOFIA

    Représentation en coupe du modèle CAO de la conception proposée de l'instrument HIRMES. Crédit :Equipe Instrument GSFC HIRMES

    La NASA développe un nouvel instrument pour repousser les limites de la recherche en astronomie. Une équipe de scientifiques et de technologues du Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA développe le spectromètre infrarouge moyen à haute résolution (HIRMES), un instrument innovant qui permettra de nouvelles investigations scientifiques et des contributions importantes à notre compréhension du cosmos. La mise en service d'HIRMES est prévue pour fin 2018 sur l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge de la NASA (SOFIA), un Boeing 747SP fortement modifié qui transporte un télescope infrarouge de 2,5 m de diamètre. SOFIA vole au-dessus de ~ 95% de la vapeur d'eau atmosphérique de la Terre, permettant aux astronomes d'accéder à des longueurs d'onde qu'il n'est pas possible d'observer depuis le sol, même avec les télescopes au sol les plus puissants. HIRMES applique des technologies émergentes de détection et d'optique adaptées pour tirer le meilleur parti de la plate-forme unique fournie par SOFIA, couvrant la gamme spectrale de 25 à 122 microns avec des pouvoirs de résolution allant de 600 à 100, 000.

    HIRMES étendra les technologies éprouvées, trouver un équilibre entre pousser l'état de l'art et fournir des performances fiables à la communauté croissante d'utilisateurs de SOFIA. HIRMES utilisera des bolomètres supraconducteurs basés sur des capteurs de bord de transition (TES), fonctionnant à des températures de ~0,1 K pour fournir une sensibilité limitée uniquement par le rapport signal sur bruit intrinsèque imposé par le fond du ciel. Ces détecteurs promettent un bruit inférieur d'un ordre de grandeur par rapport aux détecteurs hétérodynes actuellement déployés dans l'instrumentation SOFIA, et réduira le temps d'observation d'un facteur d'environ 200 sur les raies spectrales d'intérêt. Les détecteurs HIRMES seront disposés au format 16x64 éléments pour fournir des observations spectroscopiques à basse et moyenne résolution, y compris une capacité d'imagerie. Un réseau séparé de 8x16 éléments optimisé pour les arrière-plans faibles sera utilisé pour les observations à haute résolution. Un système de réfrigération à plusieurs étages fournira le dissipateur thermique d'environ 100 mK nécessaire pour des performances de détection limitées en bruit de fond. La dispersion optique de la lumière délivrée par le télescope se fera via un système de réseaux, miroirs, et des monochromateurs interférométriques Fabry-Perot accordables.

    L'enquête principale de HIRMES est une étude détaillée des processus conduisant à la formation de systèmes planétaires sur une gamme spectrale riche en ions, atomique, et les raies moléculaires. Le programme scientifique HIRMES déterminera la structure et l'évolution des disques protoplanétaires et augmentera notre capacité à modéliser ces systèmes à mesure qu'ils évoluent de disques homogènes vers des systèmes planétaires naissants. Au début de leur vie, les étoiles interagissent de manière significative avec leur environnement et le programme HIRMES fera progresser notre compréhension de la manière dont ces interactions régulent la formation des étoiles. L'équipe HIRMES étudiera également les processus de formation des protoétoiles massives et les mécanismes qui accélèrent la poussière dans les étoiles à branches géantes asymptotiques (AGB). La NASA anticipe une demande importante au sein de la communauté scientifique pour les nouvelles capacités puissantes que fournira HIRMES.

    L'équipe GSFC a développé une étude de concept d'instrument en 2016, conduisant à la sélection compétitive d'HIRMES pour le développement. Le travail a commencé immédiatement sur le développement de l'instrument, y compris l'évaluation en laboratoire des sous-systèmes de brassboard et l'achat d'articles matériels limités à long terme pour soutenir un calendrier de développement agressif. L'équipe HIRMES travaille à une revue de conception critique en FY17, suivi du développement du matériel pour permettre la livraison de l'instrument à la fin de 2018.

    HIRMES sur SOFIA sondera la structure et l'évolution des disques protoplanétaires et augmentera notre capacité à modéliser ces systèmes à mesure qu'ils évoluent vers des systèmes planétaires naissants. Crédit :Equipe Instrument GSFC HIRMES




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