القمر الاصطناعي الفلكي الصغير 3

كان القمر الاصطناعي الفلكي الصغير 3  (SAS ، المعروف أيضًا باسم SAS-C قبل الإطلاق) (المستكشف 53) مقرابًا فضائيًّا للأشعة السينية تابعًا لوكالة ناسا. عمل القمر الاصطناعي من 7 مايو 1975 إلى 9 أبريل 1979، وغطى نطاق الأشعة السينية بأربع تجارب على متنه. بُني القمر الاصطناعي بواسطة مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (APL)، واقترحه مركز أبحاث الفضاء التابع لمعهد ماساتشوستس للتقانة (CSR) وأداره. أُطلق القمر على متن صاروخ سكاوت من منصة سان ماركو الإيطالية (مركز بروليو الفضائي) بالقرب من ماليندي، كينيا، إلى مدار أرضي منخفض قريب من خط الاستواء. عُرف أيضًا باسم المستكشف 53، كجزء من برنامج المستكشف التابع لناسا.HEASARC GSFC, retrieved 17 October 2009 Mission Overview

كانت المركبة الفضائية مثبتة على ثلاثة محاور بواسطة عجلة زخم تُستخدم لتحقيق الاستقرار حول محور الدوران الاسمي، أو المحور Z. وكان من الممكن تغيير اتجاه المحور Z على مدى ساعات باستخدام ملفات عزم مغناطيسي تتفاعل مع المجال المغناطيسي للأرض. وتقوم الألواح الشمسية بشحن البطاريات خلال فترة النهار من كل مدار، مما يعني أن المركبة SAS 3 لم تكن تحتوي عمليًّا أي مواد استهلاكية تحد من عمرها الافتراضي بعد انتهاء عمر مسجلات الأشرطة والبطاريات ومقاومة الهواء المدارية. وكانت المركبة الفضائية تعمل عادةً في وضع الدوران، حيث تدور دورة واحدة كل 95 دقيقة، مما يسمح لمصابيح ثنائي باعث الضوء وتجارب مجمع الأشعة الأنبوبي والشرائحي، الموجهة نحو الخارج على طول المحور Y، برؤية السماء ومسحها بشكل شبه مستمر. كما كان من الممكن إيقاف الدوران، مما يسمح بإجراء عمليات رصد موجهة ومطولة (تصل إلى 30 دقيقة) لمصادر محددة بواسطة أجهزة المحور Y. وكانت البيانات تسجل على متن المركبة بواسطة مسجلات أشرطة مغناطيسية، وتُشغَّل أثناء مرورها بالمحطة في كل مدار.W. Mayer 1975, APL Tech Digest, 14, 14.

كانت مهمة المركبة الفضائية SAS 3 تُدار من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت، ميريلاند، ولكن البيانات كانت تُنقل عبر المودم إلى معهد ماساتشوستس للتقانة (MIT) لإجراء التحليل العلمي، حيث كان الطاقم العلمي والفني موجودًا على مدار الساعة. وكانت البيانات من كل مدار تخضع لتحليل علمي سريع في معهد ماساتشوستس للتقانة قبل مرور المحطة المدارية التالية، مما يسمح بتعديل خطة العمليات العلمية عبر تعليمات هاتفية من معهد ماساتشوستس للتقانة إلى مركز جودارد لرحلات الفضاء لدراسة الأهداف في الوقت الفعلي تقريبًا.

 الإطلاق 
أُطلقت المركبة الفضائية من منصة سان ماركو قبالة سواحل كينيا، في أفريقيا، إلى مدار شبه دائري قريب من خط الاستواء. احتوت المركبة على أربعة أجهزة: تجربة ما وراء المجرة، وتجربة مراقبة المجرة، وتجربة مراقبة العقرب، وتجربة امتصاص المجرة. في هذا المدار، كانت ارتفاع المركبة ، وكان البعد من طرف إلى طرف . استُخدمت أربعة ألواح شمسية مع بطارية نيكل-كادميوم مكونة من 12 خلية لتوفير الطاقة طوال المدار. ثُبتت المركبة الفضائية على المحور Z ودارت بمعدل 0.1 درجة/ثانية تقريبًا. مع تغيير اتجاه محور الدوران عن طريق أوامر أرضية، إما بتأخير أو في الوقت. ويمكن تحريك المركبة الفضائية ذهابًا وإيابًا بمقدار ± 2.5 درجة عبر مصدر محدد على طول المحور X بمعدل 0.01 درجة/ثانية. وقد ركزت التجارب على طول المحور Z للمركبة الفضائية، عموديًا عليه، وبزاوية. 
 الأهداف 
الأهداف العلمية الرئيسية كانت:

 تحديد مواقع مصادر الأشعة السينية الساطعة بدقة تصل إلى 15 ثانية قوسية؛
 دراسة مصادر مختارة ضمن نطاق الطاقة 0.1-55 كيلو إلكترون فولت؛
 البحث باستمرار في السماء عن المستعرات النجمية للأشعة السينية، والتوهجات، والظواهر العابرة الأخرى.

كانت المركبة الفضائية إكسبلورر 53 مركبة صغيرة هدفت إلى مسح القبة السماوية بحثًا عن مصادر تشع في نطاق الأشعة السينية، وأشعة جاما، والأشعة فوق البنفسجية، وغيرها من الأطياف. وشملت مهامها الرئيسية قياس انبعاثات الأشعة السينية من مصادر خارج المجرة، ورصد شدة وأطياف مصادر الأشعة السينية المجرية من 0.2 إلى 60 كيلو إلكترون فولت، ورصد شدة الأشعة السينية لمصدر سكوربيو إكس-1. 
 التجارب 

 تجربة خارج المجرة (EGE) 
حددت هذه التجربة مواقع مصادر الأشعة السينية الضعيفة جدًا خارج المجرة. رصد الجهاز منطقة من السماء مساحتها 100 درجة مربعة حول محور دوران القمر الاصطناعي. كانت الأهداف المحددة لدراسة مدتها عام واحد كما يلي: (1) عنقود مجرات العذراء لمدة 4 أشهر، (2) خط استواء المجرة لمدة شهرين، (3) سديم أندروميدا لمدة 3 أشهر، و(4) سحابتا ماجلان لمدة 3 أشهر. تألف الجهاز من مجمِّع أشعة معدل بعرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يبلغ 2.5 دقيقة قوسية وآخر بعرض كامل عند نصف الحد الأقصى يبلغ 4.5 دقيقة قوسية، بالإضافة إلى عدادات تناسبية حساسة لنطاق الطاقة من 1.5 إلى 10 كيلو إلكترون فولت. بلغت المساحة الفعالة لكل مجمع أشعة حوالي 225 سم². وفر نظام تحديد الاتجاه معلومات حول اتجاه الموازيات بدقة تصل إلى 15 ثانية قوسية. 

 تجربة الامتصاص المجري (GAE) 
لتحديد كثافة وتوزيع المادة بين النجوم بقياس التغير في شدة خلفية الأشعة السينية المنتشرة منخفضة الطاقة كدالة لخط العرض المجري. استُخدم عداد تناسبي ذو نافذة من البولي بروبيلين بسمك 1 ميكرومتر لنطاقي الطاقة من 0.1 إلى 0.4 كيلو إلكترون فولت ومن 0.4 إلى 1.0 كيلو إلكترون فولت، بينما غطى عداد ذو نافذة من التيتانيوم بسمك 2 ميكرومتر نطاق الطاقة من 0.3 إلى 0.5 كيلو إلكترون فولت. إضافةً إلى ذلك، استُخدم عدادان ذوا نافذة من البريليوم بسمك 1 مليمتر لنطاق الطاقة من 1.0 إلى 10 كيلو إلكترون فولت. كانت زوايا رؤية المجمعات في هذه التجربة 3 درجات للعداد ذي الميكرومتر الواحد، ودرجتين للعداد ذي المليمترين، ودرجتين للعداد ذي المليمتر الواحد. 

 تجربة مراقبة المجرة (GME) 
كان الهدف من هذه التجربة تحديد مواقع مصادر الأشعة السينية المجرية بدقة تصل إلى 15 ثانية قوسية، ورصد تغيرات شدة هذه المصادر. حُددت مواقع المصادر باستخدام مجمعات التعديل الخاصة بتجربة المجرات الخارجية خلال فترة رصد خط استواء المجرة التي استمرت شهرين. ورُصدت سماء الأشعة السينية باستخدام ثلاثة مجمعات شرائحية. وُضع مجمِع واحد، بأبعاد 1° × 70° (نصف العرض عند نصف الارتفاع)، عموديًّا على مستوى خط استواء القمر الاصطناعي، بينما وُضع المجمعان الآخران، بأبعاد 0.5° × 45° (نصف العرض عند نصف الارتفاع)، بزاوية 30° أعلى و30° أسفل المُجمِّع الأول. كان الكاشف الموجود خلف كل مجمع عداد تناسبي، حساس من 1.5 إلى 13 كيلو إلكترون فولت، بمساحة فعالة تبلغ حوالي 100 سم². أما المجمع ذو زاوية 1.0°، فكان مزودًا بعداد إضافي بنفس المساحة، حساس من 8 إلى 50 كيلو إلكترون فولت. تم الحصول على ثلاثة خطوط للموقع لأي مصدر معين عندما كان القمر الاصطناعي يدور بسرعة ثابتة تبلغ 4 دقائق قوسية/ثانية حول المحور Z. 

 تجربة مراقبة سكوربيو (SME) 
وُضع مجمع شعاعي ذو شرائح بأبعاد 12° × 50° وعرض نصف أقصى (FWHM) بحيث يكون محوره الطويل عموديًّا على محور دوران القمر الاصطناعي، ما يسمح برصد نقطة محددة في السماء لحوالي 25% من دورة كاملة. ووُضع هذا المجمع بزاوية 31° بالنسبة للمستوى الاستوائي للقمر الاصطناعي، بحيث رُصد المصدر العقرب X-1 بينما كان المحور Z موجهًا نحو عنقود مجرات العذراء. استُخدمت في هذه التجربة عدادات تناسبية ذات نوافذ من البريليوم بعرض 1 مم. وتراوح نطاق الطاقة من 1.0 إلى 60 كيلو إلكترون فولت، وبلغت المساحة الفعالة الكلية حوالي 40 سم². 

 المراجع 

تصنيف:مقاريب فضائية
تصنيف:برنامج إكسبلورر
تصنيف:رحلات الفضاء في 1975