El último de los tres observatorios astronómicos de alta energía de la NASA , el HEAO 3, fue lanzado el 20 de septiembre de 1979 a bordo de un vehículo de lanzamiento Atlas-Centaur , a una órbita baja terrestre casi circular con una inclinación de 43,6 grados y un perigeo inicial de 486,4 km. El modo de funcionamiento normal era un barrido celestial continuo, girando aproximadamente una vez cada 20 minutos sobre el eje z de la nave espacial, que apuntaba nominalmente al Sol. La masa total del observatorio en el momento del lanzamiento era de 2660,0 kilogramos (5864,3 libras). [1]
HEAO 3 incluía tres instrumentos científicos: el primero, un espectrómetro criogénico de rayos gamma de germanio de alta resolución , y dos dedicados a observaciones de rayos cósmicos . Los objetivos científicos de los tres experimentos de la misión eran:
El instrumento HEAO "C-1" (como se lo conocía antes del lanzamiento) era un experimento de exploración del cielo que operaba en las bandas de rayos X duros y rayos gamma de baja energía. El espectrómetro de rayos gamma fue diseñado especialmente para buscar la línea de rayos gamma de 511 keV producida por la aniquilación de positrones en estrellas, galaxias y el medio interestelar (ISM), la emisión de la línea de rayos gamma nuclear esperada a partir de las interacciones de los rayos cósmicos en el ISM, los productos radiactivos de la nucleosíntesis cósmica y las reacciones nucleares debidas a los rayos cósmicos de baja energía. Además, se realizó un estudio cuidadoso de las variaciones espectrales y temporales de las fuentes conocidas de rayos X duros.
El paquete experimental contenía cuatro detectores de rayos gamma de Ge de alta pureza, refrigerados y de tipo p , con un volumen total de aproximadamente 100 cm , encerrados en un escudo de centelleo de yoduro de cesio (CsI) grueso (6,6 cm en promedio) en anti-coincidencia activa [2] para suprimir el fondo extraño. El experimento fue capaz de medir energías de rayos gamma que caen dentro del intervalo de energía de 0,045 a 10 MeV. El sistema detector de Ge tenía una resolución de energía inicial mejor que 2,5 keV a 1,33 MeV y una sensibilidad de línea de 1,E-4 a 1,E-5 fotones/cm 2 -s, dependiendo de la energía. Los parámetros experimentales clave fueron (1) un factor geométrico de 11,1 cm2 - sr, (2) área efectiva de ~75 cm a 100 keV, (3) un campo de visión de ~30 grados FWHM a 45 keV, y (4) una resolución temporal de menos de 0,1 ms para los detectores de germanio y 10 s para los detectores de CsI. El espectrómetro de rayos gamma funcionó hasta el 1 de junio de 1980, cuando se agotó su criógeno . [3] [4] La resolución energética de los detectores de Ge estuvo sujeta a degradación (aproximadamente proporcional a la energía y el tiempo) debido al daño por radiación. [5] Los datos primarios están disponibles en el HESARC de la NASA [6] y en el JPL. Incluyen datos de instrumentos, órbita y aspecto, además de alguna información de mantenimiento de la nave espacial en cintas binarias de 1600 bpi. Parte de este material se ha archivado posteriormente en medios más modernos. [7] El experimento fue propuesto, desarrollado y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto Tecnológico de California, bajo la dirección del Dr. Allan S. Jacobson .
El experimento HEAO C-2 midió la composición relativa de los isótopos de los rayos cósmicos primarios entre el berilio y el hierro (Z de 4 a 26) y las abundancias elementales hasta el estaño (Z = 50). Los contadores Cerenkov y los hodoscopios , junto con el campo magnético de la Tierra, formaron un espectrómetro. Determinaron la carga y la masa de los rayos cósmicos con una precisión del 10% para los elementos más abundantes en el rango de momento de 2 a 25 GeV/c (c = velocidad de la luz). La dirección científica estuvo a cargo de los investigadores principales, el Prof. Bernard Peters y el Dr. Lyoie Koch-Miramond. La base de datos primaria se ha archivado en el Centro de Estudios Nucleares de Saclay y el Instituto de Investigación Espacial Danés. La información sobre los productos de datos se proporciona en Engelman et al. 1985. [8]
El propósito del experimento HEAO C-3 fue medir el espectro de carga de los núcleos de rayos cósmicos en el rango de carga nuclear (Z) de 17 a 120, en el intervalo de energía de 0,3 a 10 GeV/nucleón; caracterizar las fuentes de rayos cósmicos; los procesos de nucleosíntesis y los modos de propagación. El detector consistía en un instrumento de doble extremo de hodoscopios superior e inferior y tres cámaras de iones de doble espacio. Los dos extremos estaban separados por un radiador Cerenkov. El factor geométrico era de 4 cm 2 -sr. Las cámaras de iones podían resolver la carga a 0,24 unidades de carga a baja energía y 0,39 unidades de carga a alta energía y Z alto. El contador Cerenkov podía resolver de 0,3 a 0,4 unidades de carga. Binns et al. [9] dan más detalles. El experimento fue propuesto y gestionado por el Laboratorio de Radiación Espacial del Instituto de Tecnología de California (Caltech), bajo la dirección del investigador principal, el profesor Edward C. Stone , Jr., de Caltech, y el Dr. Martin H. Israel y el Dr. Cecil J. Waddington.
El Proyecto HEAO 3 fue la última misión de la serie High Energy Astronomy Observatory , que fue administrada por el Centro Marshall para Vuelos Espaciales (MSFC) de la NASA, donde el científico del proyecto fue el Dr. Thomas A. Parnell y el director del proyecto fue el Dr. John F. Stone. El contratista principal fue TRW .
