Последняя из трех обсерваторий NASA High Energy Astronomy Observatories , HEAO 3, была запущена 20 сентября 1979 года на ракете-носителе Atlas-Centaur на почти круговую низкую околоземную орбиту с наклоном 43,6 градуса и начальным перигеем 486,4 км. Нормальным режимом работы было непрерывное сканирование неба, вращение примерно каждые 20 минут вокруг оси z космического корабля, которая номинально была направлена на Солнце. Общая масса обсерватории при запуске составляла 2660,0 килограммов (5864,3 фунта). [1]
HEAO 3 включал три научных прибора: первый — криогенный германиевый гамма-спектрометр высокого разрешения и два, предназначенных для наблюдения за космическими лучами . Научные цели трех экспериментов миссии были:
Инструмент HEAO "C-1" (как он был известен до запуска) был экспериментом по обзору неба, работающим в жестком рентгеновском и низкоэнергетическом гамма-диапазонах. Гамма -спектрометр был специально разработан для поиска линии гамма-излучения 511 кэВ , образующейся при аннигиляции позитронов в звездах, галактиках и межзвездной среде (ISM), ядерной гамма-эмиссии, ожидаемой от взаимодействия космических лучей в ISM, радиоактивных продуктов космического нуклеосинтеза и ядерных реакций, вызванных низкоэнергетическими космическими лучами. Кроме того, было проведено тщательное изучение спектральных и временных вариаций известных источников жесткого рентгеновского излучения.
Экспериментальный пакет содержал четыре охлаждаемых детектора гамма-излучения из Ge высокой чистоты p-типа общим объемом около 100 см3 , заключенных в толстый (в среднем 6,6 см) сцинтилляционный экран из иодида цезия (CsI) в активном антисовпадении [2] для подавления постороннего фона. Эксперимент был способен измерять энергии гамма-излучения, попадающие в интервал энергий от 0,045 до 10 МэВ. Система детекторов Ge имела начальное энергетическое разрешение лучше 2,5 кэВ при 1,33 МэВ и линейную чувствительность от 1,E-4 до 1,E-5 фотонов/см2 - с в зависимости от энергии. Ключевые экспериментальные параметры: (1) геометрический фактор 11,1 см2 - ср, (2) эффективная площадь ~75 см2 при 100 кэВ, (3) поле зрения ~30 градусов FWHM при 45 кэВ и (4) временное разрешение менее 0,1 мс для германиевых детекторов и 10 с для детекторов CsI. Гамма-спектрометр работал до 1 июня 1980 года, когда его криоген был исчерпан. [3] [4] Энергетическое разрешение детекторов Ge подвергалось деградации (примерно пропорционально энергии и времени) из-за радиационного повреждения. [5] Первичные данные доступны на сайте HESARC NASA [6] и в JPL. Они включают данные об инструменте, орбите и аспекте, а также некоторую служебную информацию о космическом аппарате на бинарных лентах 1600 бит/дюйм. Часть этого материала впоследствии была заархивирована на более современных носителях. [7] Эксперимент был предложен, разработан и проведен Лабораторией реактивного движения Калифорнийского технологического института под руководством доктора Аллана С. Якобсона .
Эксперимент HEAO C-2 измерял относительный состав изотопов первичных космических лучей между бериллием и железом (Z от 4 до 26) и распространенность элементов до олова (Z=50). Счетчики Черенкова и годоскопы вместе с магнитным полем Земли образовали спектрометр. Они определили заряд и массу космических лучей с точностью 10% для наиболее распространенных элементов в диапазоне импульсов от 2 до 25 ГэВ/c (c=скорость света). Научное руководство осуществляли главные исследователи профессор Бернард Петерс и доктор Лиой Кох-Мирамонд. Первичная база данных была заархивирована в Центре ядерных исследований в Сакле и Датском институте космических исследований. Информация о продуктах данных предоставлена Энгельманом и др., 1985. [8]
Целью эксперимента HEAO C-3 было измерение спектра заряда ядер космических лучей в диапазоне заряда ядра (Z) от 17 до 120, в интервале энергий от 0,3 до 10 ГэВ/нуклон; характеристика источников космических лучей; процессов нуклеосинтеза и мод распространения. Детектор состоял из двухстороннего прибора верхнего и нижнего годоскопов и трех двухщелевых ионных камер. Два конца были разделены черенковским радиатором. Геометрический фактор составлял 4 см 2 -ср. Ионные камеры могли разрешать заряд до 0,24 единиц заряда при низкой энергии и 0,39 единиц заряда при высокой энергии и высоком Z. Черенковский счетчик мог разрешать от 0,3 до 0,4 единиц заряда. Биннс и др. [9] приводят более подробную информацию. Эксперимент был предложен и проведен Лабораторией космической радиации Калифорнийского технологического института (Калтех) под руководством главного исследователя профессора Эдварда С. Стоуна -младшего из Калтеха, а также доктора Мартина Х. Израэля и доктора Сесила Дж. Уоддингтона.
Проект HEAO 3 был последней миссией в серии High Energy Astronomy Observatory , которая управлялась Центром космических полетов им. Маршалла (MSFC) NASA, где научным сотрудником проекта был доктор Томас А. Парнелл, а менеджером проекта был доктор Джон Ф. Стоун. Генеральным подрядчиком была TRW .
