Das Instrument MIDAS besteht aus einer einzigen mechanischen Einheit von der Größe 248 x 340 x 276 mm und einer Masse von 8 kg. In Oberteil sind das eigentliche Raster-Kraft-Mikroskop und die Mechanismen untergebracht, die die aufgefangenen Staubteilchen zum Sensor transportieren. Der trichterförmige Staubeinlass ragt durch die Außenwand der Raumsonde hindurch. In unteren Teil des Gehäuses befindet sich die Elektronik.
Während des Sammelns der Staubteilchen ist die Eintrittsöffnung in den vom Kometen kommenden Staubfluss gerichtet, und der Verschluss wird für bestimmte Zeit geöffnet. Die Staubteilchen treffen auf eine von 64 speziell beschichteten Facetten am Unfang eines Probenrades. Nach dem Ende der Belichtung wird das Rad um 180 Grad gedreht und seitlich verschoben, sodass es unter einer der 16 Sensoren zu liegen kommt.
Vor der Abtastung durch eine Spitze des Raster-Kraft-Mikroskops muss diese an die Probe herangeführt werden. Sobald Kontakt detektiert wird, beginnt die zeilenförmige Abtastung. Der Mikroskopteil besteht aus einem in drei Achsen durch piezoelektrische Aktuatoren fein steuerbaren System, auf welchem eine Reihe von 16 einzelnen Sensoren angebracht ist. Die maximalen Auslenkungen betragen jeweils 100 µm parallel zur Abbildungsebene und 10 µm vertikal dazu.
Jeder Sensor besteht aus einem ca. 0.5 mm langen Cantilever, an dessen Ende im Zuge des Ätzverfahrens eine ca. 10 µm hohe Nadel angebracht wurde, welche einen Spitzenradius von etwa 10 nm besitzt. Diese Spitze wird vom Scanner über die Probe geführt. Ein piezoelektrischer Sensor an der Basis des Cantilevers erzeugt bei der entstehenden Durchbiegung des Cantilevers ein elektrisches Signal, das zur Regelung des Abtastabstandes verwendet wird.
Im meist verwendeten dynamischen Betriebsmodus wird der Cantilever nahe seiner mechanischen Resonanzfrequenz von ca. 90 kHz zur Schwingung angeregt. Bei intermittierendem Kontakt zwischen der Spitze und der Probe, aber auch schon ohne volle Berührung, verändert sich die Amplitude und Phasenlage der Schwingung durch Dämpfung. Diese Größen können ebenfalls zur Abstandsregelung verwendet werden.
Mit diesem Raster-Kraft-Mikroskop können Strukturen bis zu ca. 5 µm Höhe auf ihre Textur untersucht werden. Die erzielbare Auflösung wird durch die Güte des Positionierungssystems und die Form der Spitze limitiert. In Tests wurde die Fähigkeit nachgewiesen, Höhenstrukturen von ca. 1 nm aufzulösen.
