Small Astronomy Satellite 3
Observatoire spatial

Vue d'artiste du satellite Explorer 53 (SAS 3).

Données générales

Organisation	NASA
Constructeur	Applied Physics Laboratory, université Johns-Hopkins
Programme	Explorer
Domaine	Astronomie des rayons X
Statut	Mission terminée
Autres noms	SAS-C Explorer 53
Base de lancement	Plate-forme San Marco,Kenya
Lancement	7 mai 1975 à 22:45:01UTC
Lanceur	Scout F-1 (S194C)
Fin de mission	9 avril 1979
Durée	12 mois (mission primaire)
Désorbitage	9 avril 1979
Identifiant COSPAR	1975-037A
SATCAT	07788
Site	[1]

Caractéristiques techniques

Masse au lancement	196.7 kg
Contrôle d'attitude	Stabilisé par rotation
Source d'énergie	Panneaux solaires
Puissance électrique	65watts

Orbite géocentrique

Orbite	Équatoriale
Périapside	509.00 km
Apoapside	516.00 km
Période de révolution	94.90 minutes
Inclinaison	3.00°

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Small Astronomy Satellite 3 ouSAS 3 (égalementSAS-C ouExplorer 53) est un petitobservatoire spatialX développé par laNASA dans le cadre de sonprogramme Explorer. Lancé en 1975, il est surtout connu pour la découverte d'une douzaine desursauteurs X.

SAS 3 est le troisième satellite du programme SAS (Small Astronomy Satellite) dont l'objectif est de mener des missions d'observation spatiale permettant de détecter les sources derayons gamma etX. La gestion du programme SAS est confiée auCentre de vol spatial Goddard sous la direction deMarjorie Townsend première femme à occuper un poste de cette importance à la NASA. Le satellite est construit par l'Applied Physics Laboratory de l'université Johns-Hopkins tandis que l'instrumentation est réalisée par leMassachusetts Institute of Technology (MIT).SAS 3 est le53^e satellite du programme de satellites scientifiques Explorer.

Les objectifs deSAS 3 sont les suivants :

• déterminer la position de sources de rayonnement X brillantes avec une précision de 15^{secondes d'arc} ;
• étudier des sources présélectionnées ayant une énergie comprise entre 0,1 et55keV notamment Scorpio X-1 ;
• rechercher de manière continue des explosions stellaires, éruptions et autres sources transitoires de rayonnement X.

Le satellite est haut de 1,45 m et a une envergure de 4,7 mètres avec ses quatrepanneaux solaires déployés. Ceux-ci fournissent 65 watts qui sont stockés dans unaccumulateur nickel-cadmium comportant12 cellules. Le satellite eststabilisé par rotation autour de son axe Z à une vitesse de 0,1° par seconde (une rotation complète en95 minutes). La rotation peut être interrompue à l'aide d'ungyroscope permettant un pointage fixe d'une durée de30 minutes vers une source donnée. L'orientation de l'axe du satellite peut être modifiée en temps réel ou en différé. Le pointage vers une source peut être programmé de manière à décrire un mouvement de 2,5° le long de l'axe X à une vitesse de 0,1° par seconde. L'installation des instruments les fait pointer selon le cas parallèlement à l'axe ou perpendiculairement à celui-ci ou dans une position intermédiaire^[1].

SAS 3 embarque quatre instruments scientifiques qui représentent une masse de 75,3 kg et consomment 17,5 watts :

• L'instrument EGE (Extragalactic Experiment) détermine la position des sources de rayons X extragalactiques mous (1,5 à 10 keV). La région observée est une zone10° × 10° centrée sur l'axe de rotation du satellite. Deux collimateurs de 2,5 et4,5 minutes d'arc sélectionnent les rayons X qui sont détectés par descompteurs proportionnels à gaz. La surface efficace du détecteur est de 225 cm². La résolution spatiale est de15 secondes d'arc. L'instrument dans le cadre de la mission nominale d'une durée d'un an a pour programme l'observation de l'amas de galaxiesVirgo (4 mois), de l'équateur galactique (2 mois), lagalaxie d'Andromède (3 mois) et lesNuages de Magellan (3 mois)^[2] ;
• L'instrument GME (Galactic Monitor Experiment) a pour objectif de localiser les sources X d'origine galactique avec une précision de15 secondes d'arc et d'étudier leurs variations. Les sources sont localisées à l'aide de l'instrument EGE et la surveillance est effectuée à l'aide trois collimateurs à lame et deux détecteurs de type compteur proportionnel à gaz. Les collimateurs sont orientés avec leur axe écartés de 30° l'un de l'autre. Leur champ optique est respectivement de 1 × 70°FWMH (collimateur central), 0,5 × 45° FWMH pour les deux autres. Les deux détecteurs sont placés l'un derrière l'autre sur le trajet des rayons X : le premier avec une surface efficace de 100 cm² détecte les rayons ayant une énergie comprise entre1,5 et 13 keV, le second avec la même surface détecte les rayons de8 à 50 keV. Les trois collimateurs du fait de la rotation du satellite sur son axe permettent d'effectuer trois relevés de la position de la source X[3] ;
• L'instrument SME (Scorpio Monitor Experiment) dispose d'un collimateur de 12 × 50° FWMH perpendiculaire à l'axe de rotation du satellite permettant de surveiller une source durant 25 % du temps de rotation. Le compteur proportionnel utilise a une fenêtre enbéryllium de 1 mm d'épaisseur et le détecteur permet de mesurer le rayonnement ayant une énergie comprise entre1 et 60 keV avec une surface effective de 40 cm². La disposition de l'instrument est optimisé pour l'observation de Scorpio X-1[4] ;
• L'instrument GAE (Galactic Absorption Experiment) est chargé de déterminer la densité et la distribution de la matière interstellaire en mesure les variations du rayonnement X mou diffus en fonction de lalatitude galactique. Un compteur proportionnel à gaz utilisant une fenêtre enpolypropylène de 1 micromètre est utilisé pour mesurer le rayonnement ayant une énergie comprise entre0,1 et 0,4 keV et entre0,4 et 1 keV. Un deuxième compteur proportionnel utilise une fenêtre entitane de micromètres mesure le rayonnement allant de0,3 à 0,5 keV. Enfin deux autres compteurs utilisant une fenêtre en béryllium de 1 mm mesurent les rayons compris entre1 et 10 keV. Les collimateurs utilisés pour cet instrument ont un champ optique allant de 1 à 2°[5].

SAS 3 est lancé le7 mai 1975 depuis laplate-forme San Marco (Kenya) par un lanceurScout F-1. Le satellite est placé sur uneorbite terrestre basse équatoriale (inclinaison de 3,0°) d'environ 500 km qu'il parcourt en94.9 minutes. Il fonctionne jusqu'à sa désintégration dans l'atmosphère le9 avril 1979.

Les principaux résultats obtenus pasSAS 3 sont^[6] :

• Le principal résultat deSAS 3 est la découverte d'une douzaine desursauteurs X dont le célèbre MXB 1730-335 (surnommé « lesursauteur rapide ») ;
• La découverte de l'émission à43hertz (naine blanche isolée) ;
• Localisation précise de60 sources X ;
• Première localisation d'unquasar à l'aide de son émission dans le rayonnement X ;
• Position centrale des sources X dans les amas globulaires ;
• Étude du fond diffus X mou (0,1-0,25 keV).

• (en) H. B. Riblet, « The Small Astronomy Satellite Program — An Overview »,Johns Hopkins APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 10,n^os 4-5,‎mars juin 1971,p. 2-10(lire en ligne) — Conception et caractéristiques du programme SAS.
• (en) H. B. Riblet, « The Small Astronomy Satellite-3: A General Description »,APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 14,n^o 3,‎juillet-septembre 1975,p. 2-5(lire en ligne) — Description générale du satellite SAS-3
• (en) R. M. Sullivan, A. F. Hogrefe et P. T. Brenza, « The SAS-3 Power and Thermal Subsystems »,APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 14,n^o 3,‎juillet-septembre 1975,p. 7-15(lire en ligne) — Le système de régulation thermique du satellite SAS-3.
• (en) F. F. Mobley, R. Konigsberg et G. H. Fountain, « The SAS-3 Attitude Control System »,APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 14,n^o 3,‎juillet-septembre 1975,p. 7-15(lire en ligne) — Le système de régulation thermique du satellite SAS-3.
• (en) E. J. Hoffman, « The SAS-3 Delayed Command System »,APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 14,n^o 4,‎octobre-décembre 1975,p. 2-7(lire en ligne) — Le système de commandes du satellite SAS-3.
• (en) M. R. Peterson, « The SAS-3 Programmable Telemetry System »,APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 14,n^o 4,‎octobre-décembre 1975,p. 7-13(lire en ligne) — Gestion des télémesures du satellite SAS-3.
• (en) W. F. Mayer, « The SAS-3 X-Ray Observatory »,APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 14,n^o 4,‎octobre-décembre 1975,p. 14-22(lire en ligne) — Gestion des télémesures du satellite SAS-3.
• (en) Brian Harvey,Discovering the cosmos with small spacecraft : the American Explorer program, Cham/Chichester, Springer Praxis,2018(ISBN 978-3-319-68138-2)
  Histoire duprogramme Explorer.

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