Small Astronomy Satellite 3 ( SAS 3 ، همچنین به عنوان SAS-C قبل از پرتاب شناخته می شود) (Explorer 53) یک تلسکوپ فضایی نجوم پرتو ایکس ناسا بود . [1] از 7 مه 1975 تا 9 آوریل 1979 کار کرد. محدوده اشعه ایکس را با چهار آزمایش روی کشتی پوشش داد. این ماهواره که توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز (APL) ساخته شده است، توسط مرکز تحقیقات فضایی MIT (CSR) پیشنهاد و راه اندازی شده است . بر روی یک وسیله نقلیه پیشاهنگی از سکوی ایتالیایی سان مارکو ( مرکز فضایی بروگلیو ) در نزدیکی مالیندی ، کنیا ، به مداری در پایین زمین و تقریباً استوایی پرتاب شد . همچنین به عنوان اکسپلورر 53 به عنوان بخشی از برنامه کاوشگر ناسا شناخته می شد . [2]
فضاپیما 3 محوره با چرخ تکانه تثبیت شده بود که برای ایجاد ثبات در مورد چرخش اسمی یا محور Z استفاده می شد. جهت گیری محور Z را می توان طی چند ساعت با استفاده از سیم پیچ های گشتاور مغناطیسی که با میدان مغناطیسی زمین برهم کنش دارند، تغییر داد . پنلهای خورشیدی باتریها را در طول روز هر مدار شارژ میکردند، به طوری که SAS 3 اساساً هیچ مواد مصرفی برای محدود کردن طول عمر خود فراتر از طول عمر ضبطکنندههای نوار، باتریها و کشش مداری نداشت. فضاپیما معمولاً در حالت چرخشی عمل میکرد و با یک دور در هر مدار 95 دقیقهای میچرخید، به طوری که آزمایشهای LED ، لوله و لت که در امتداد محور Y به بیرون نگاه میکردند، میتوانستند آسمان را تقریباً پیوسته مشاهده و اسکن کنند. چرخش همچنین می تواند متوقف شود و امکان مشاهدات نوک تیز (تا 30 دقیقه) از منابع انتخاب شده توسط ابزارهای محور Y را فراهم کند. دادهها توسط ضبطکنندههای نوار مغناطیسی روی کشتی ضبط میشدند و در حین عبور ایستگاه در هر مدار پخش میشدند. [3]
SAS 3 از مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا (GSFC) در گرینبلت، مریلند فرمان داده شد ، اما دادهها توسط مودم برای تجزیه و تحلیل علمی به MIT منتقل شد، جایی که کارکنان علمی و فنی 24 ساعته در حال انجام وظیفه بودند. دادههای هر مدار قبل از عبور ایستگاه مداری بعدی در MIT مورد تجزیه و تحلیل علمی سریع قرار گرفتند، بنابراین برنامه عملیاتی علمی را میتوان با دستورات تلفنی از MIT به GSFC تغییر داد تا اهداف را در زمان واقعی مطالعه کند.
این فضاپیما از سکوی سن مارکو در سواحل کنیا در آفریقا به مداری نزدیک به دایره و نزدیک به استوایی پرتاب شد . این فضاپیما شامل چهار ابزار بود: آزمایش برون کهکشانی، آزمایش مانیتور کهکشانی، آزمایش نظارت بر عقرب و آزمایش جذب کهکشانی. در پیکربندی مداری، فضاپیما 145.2 سانتی متر (57.2 اینچ) ارتفاع و بعد نوک به نوک 470.3 سانتی متر (185.2 اینچ) بود. چهار پدل خورشیدی به همراه یک باتری 12 سلولی نیکل کادمیوم برای تامین انرژی در کل مدار استفاده شد. فضاپیما در امتداد محور Z تثبیت شد و در حدود 0.1 درجه در ثانیه چرخید. تغییرات در جهت محور چرخش با دستور زمینی، یا با تأخیر یا در زمان واقعی انجام شد. فضاپیما را می توان طوری ساخت که با سرعت 0.01 درجه در ثانیه در امتداد یک منبع انتخاب شده در امتداد محور X ± 2.5 درجه به جلو و عقب حرکت کند. آزمایشها در امتداد محور Z فضاپیما، عمود بر آن و با زاویه نگاه کردند. [4]
اهداف علمی اصلی این مأموریت عبارت بودند از:
کاوشگر 53 (SAS-C) یک فضاپیمای کوچک بود که هدف آن بررسی کره آسمانی برای منابع تابش شده در پرتو ایکس، پرتو گاما ، فرابنفش و سایر مناطق طیفی بود. ماموریت های اولیه اکسپلورر 53 اندازه گیری تابش اشعه ایکس از منابع مجزای فرا کهکشانی، نظارت بر شدت و طیف منابع پرتو ایکس کهکشانی از 0.2 تا 60 کیلو ولت و نظارت بر شدت اشعه ایکس عقرب X- بود. 1 . [5]
این آزمایش موقعیت منابع پرتو ایکس برون کهکشانی بسیار ضعیف را مشخص کرد . این ابزار یک منطقه 100 درجه مربعی از آسمان را حول جهت محور چرخش ماهواره مشاهده کرد. اهداف اسمی برای یک مطالعه 1 ساله عبارت بودند از: (1) خوشه کهکشانی باکره برای 4 ماه، (2) استوای کهکشانی برای 2 ماه، (3) سحابی آندرومدا برای 3 ماه، و (4) ابرهای ماژلانی. به مدت 3 ماه ابزار دقیق شامل یک کولیماتور مدولاسیون 2.5 دقیقه قوس و یک کولیماتور مدولاسیون با عرض کامل 4.5 دقیقه در نیمه حداکثر (FWHM) و همچنین شمارنده های متناسب حساس در محدوده انرژی از 1.5 تا 10- keV بود . مساحت موثر هر کولیماتور حدود 225 سانتی متر مربع بود . سیستم جنبه اطلاعاتی را در مورد جهت گیری کولیماتورها با دقت 15 قوس بر ثانیه ارائه می کرد. [6]
چگالی و توزیع ماده بین ستاره ای با اندازه گیری تغییر در شدت پس زمینه پرتو ایکس پرانرژی کم به عنوان تابعی از عرض جغرافیایی کهکشانی تعیین شد . یک شمارشگر متناسب پنجره پلی پروپیلن 1 میکرومتری برای محدوده انرژی 0.1 تا 0.4 و 0.4 تا 1.0 کو استفاده شد، در حالی که یک شمارنده پنجره تیتانیومی 2 میکرومتری محدوده انرژی از 0.3 تا 0.5 کو را پوشش داد. علاوه بر این، دو شمارنده پنجره بریلیوم 1 میلی متری برای محدوده انرژی 1.0 تا 10 کیلو ولت استفاده شد. کولیماتورها در این آزمایش میدان دید 3 درجه برای شمارنده 1 میکرومتری، 2 درجه برای شمارنده 2 میلی متری و 2 درجه برای شمارنده های 1 میلی متری داشتند. [7]
هدف از این آزمایش یافتن منابع پرتو ایکس کهکشانی تا 15 ثانیه قوس و نظارت بر این منابع برای تغییرات شدت بود. موقعیت منبع با استفاده از کولیماتورهای مدولاسیون آزمایش فراکهکشانی در طول رصد اسمی 2 ماهه از استوای کهکشانی تعیین شد. مانیتورینگ آسمان پرتو ایکس با استفاده از سه کولیماتور slat انجام شد. یک کولیماتور، 1 درجه در 70 درجه FWHM، عمود بر صفحه استوایی ماهواره قرار داشت، در حالی که دو کولیماتور، هر کدام 0.5 درجه در 45 درجه FWHM، 30 درجه بالا و 30 درجه پایینتر از اولی جهتگیری داشتند. آشکارساز پشت هر کولیماتور یک شمارنده متناسب، حساس از 1.5 تا 13 کو، با مساحت موثر حدود 100 سانتی متر مربع بود . کولیماتور 1.0 درجه یک شمارنده اضافی از همان ناحیه داشت که از 8 تا 50 کیلو ولت حساس بود. زمانی که ماهواره با چرخش ثابت 4 دقیقه قوس بر ثانیه حول محور Z می چرخید، سه خط موقعیت برای هر منبع مشخصی به دست آمد. [8]
یک کولیماتور 12 درجه در 50 درجه FWHM با محور طولانی خود عمود بر محور اسپین ماهواره قرار گرفته بود به طوری که یک نقطه مشخص در آسمان را می توان برای حدود 25٪ از یک چرخش تحت نظر داشت. این تلاقی کننده نسبت به صفحه استوایی ماهواره 31 درجه متمایل بود به طوری که عقرب X-1 مشاهده شد در حالی که محور Z به سمت خوشه کهکشانی Virgo گرایش داشت. آشکارسازهای مورد استفاده در این آزمایش، شمارنده های متناسب با پنجره های بریلیومی 1 میلی متری بودند. محدوده انرژی از 1.0 تا 60-keV بود و کل منطقه موثر حدود 40 سانتی متر مربع بود . [9]
SAS 3 به دلیل انعطافپذیری و پاسخدهی سریع، بهویژه سازنده بود. از مهمترین نتایج آن عبارتند از:
محققین اصلی در SAS 3، استادان MIT، جورج دبلیو. کلارک ، هیل وی. براد، و والتر اچ جی لوین بودند . دیگر مشارکت کنندگان عمده پروفسور کلود آر. کانیزارس و سائول راپاپورت ، و دکترهای جفری ای .