El instrumento HIFI
HIFI es el instrumento heterodino de Herschel (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared), un sistema que permite analizar el espectro electromagnético a unas frecuencias mucho menores que las de observación y, gracias a ello, alcanzar una resolución espectral muy elevada, hasta R = λ/Δλ ~ 107, sólo alcanzable actualmente en Radioastronomía. En el caso más extremo, permitirá alcanzar una resolución en velocidad tan baja como 0,02 km/s. Este fue uno de los requisitos del diseño, junto con la capacidad de realizar exploraciones espectrales de manera eficiente y con alta resolución en toda su banda, que debía alcanzar desde las transiciones del O2 y del carbono a ~610 μm hasta la transición a 158 μm del ión C+.
HIFI permitirá medir miles de líneas espectrales de átomos, moléculas e iones del medio interestelar y de envolturas de estrellas, en el rango de 157 a 625 μm, o sea de 480 a 1910 GHz, un rango prácticamente inaccesible desde radiotelescopios situados en la superficie terrestre, por ser la atmósfera casi opaca a tales frecuencias. Se realizarán inventarios de moléculas en muy diversos entornos (regiones de formación estelar, nebulosas difusas, discos protoplanetarios, galaxias cercanas, etc), y permitirá analizar muchas transiciones de una de las moléculas más interesantes del Universo, la del agua. Con ello se pretende avanzar en el conocimiento de la interacción cíclica entre las estrellas y la materia interestelar en las galaxias.
Para ello dispone de 14 receptores heterodinos, que cubren siete bandas en dos polarizaciones independientes (5 de ellos cubren de manera continua el rango de 480 a 1250 GHz y los otros dos de 1410 a 1910 GHz), lo cual redunda en una mejor sensibilidad y en redundancia ante fallos. Estos receptores se basan en tecnologías punteras, empleando mezcladores de señal tipo superconductor-aislador-superconductor (SIS) y tipo bolómetro de electrones calientes (HEB), seguidos de una etapa de amplificación (IF1) de muy bajo ruido y banda ancha, diseñada y construida en los laboratorios del Centro Astronómico de Yebes, del Observatorio Astronómico Nacional (OAN). En la construcción de HIFI han participado 20 institutos de 12 paises liderados por Thijs de Graauw, del Instituto Holandés para la Investigación Espacial (SRON).