المستكشف 11

The instrumentation for the Explorer 11 crystal sandwich Cherenkov detector experiment was the same as that used for the gamma-ray telescope experiment. The gamma-ray experiment was designed by researchers at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) primarily to detect cosmic gamma rays greater than 50 MeV. Charged particle data were collected using the same instrument. This telescope was used to determine the intensity and pitch-angle distribution of geomagnetically trapped protons. The telescope consisted of an anticoincidence plastic shield, layers of Sodium iodide (NaI) and Caesium iodide (CsI) crystals, and a cylindrical Cherenkov detector. When the anticoincidence requirement of the plastic scintillator shield was removed, charged particle information was recorded by all three counters. In addition, charged particle coincidences between the crystal sandwich and Cherenkov detectors were recorded. In this mode, directional information was obtained. The solid-angle-area factor of the telescope was about 4.3 cm² (0.67 sq in). The look direction of the telescope was identical to the symmetry axis of the spacecraft. For a beam incident parallel to the look direction of the telescope, the detection efficiency fell to 0 at 15° from this direction. The energy thresholds for each detector were as follows: (1) scintillation plastic (upper portion), electrons -350 keV, protons -3.5 MeV, (2) scintillation plastic (lower portion), electrons -400 keV, protons -35 MeV, (3) crystal sandwich, electrons -400 keV, protons -75 MeV, and (4) Cherenkov, electrons -15 MeV, protons -350 MeV. The accumulation time for the charged particle data was approximately 30 seconds. A single scaling circuit in Explorer 11 permitted one channel at a time to be monitored. During the 7 months in which the instrument was turned on and working in orbit, only 141 hours (3%) were considered useful observing time. During this time, the telescope was monitored for gamma rays and charged particles.^[4]

صُممت هذه التجربة للبحث عن أشعة غاما عالية الطاقة (أكبر من 50 ميغا إلكترون فولت ) من القبة السماوية . يتألف نظام الكاشف الأساسي من طبقتين من بلورات متلألئة من يوديد الصوديوم (NaI) ويوديد السيزيوم (CsI) (بكثافة 20 غ/سم² ^{) ، تُشاهد بواسطة} مضاعف ضوئي واحد ، وعداد تشيرينكوف من مادة لوسيت، يُشاهد بواسطة مضاعفين ضوئيين. يُحيط بالكاشف غلاف من البلاستيك المتلألئ يُشاهد بواسطة خمسة مضاعفات ضوئية. يوفر الكاشف الطبقي مادة ذات عدد ذري ​​عالٍ لعملية إنتاج الأزواج، أي أن أشعة غاما عالية الطاقة تُحوّل إلى أزواج إلكترون - بوزيترون . ثم تدخل الإلكترونات والبوزيترونات إلى عداد تشيرينكوف، الذي يرصد الجسيمات التي تعبر حجمه باتجاه الأسفل فقط. تشير الإشارات الكهربائية المتزامنة من أنبوبي التضخيم الضوئي إلى أن جسيمًا مشحونًا واحدًا أو أكثر قد عبر التلسكوب. أشارت الإشارات، أو انعدامها، الصادرة من الدرع البلاستيكي المحيط لحظة تشغيل التلسكوب إلى ما إذا كان التشغيل ناتجًا عن جسيم غير مشحون أو مشحون. كما وفرت المكونات "الأخيرة" و"الإجمالية" للإشارات الصادرة من المضاعف الضوئي الذي رصد كاشف الطبقات طريقةً للتمييز بين الأحداث الناجمة عن النيوترونات وأشعة غاما. وقد سارت التجربة بشكل طبيعي منذ الإطلاق وحتى 17 نوفمبر 1961. ^{[ 5 ]}

استخدم تلسكوب إكسبلورر 11، الذي طُوّر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، مزيجًا من كاشف وميضي مُركّب وعداد تشيرينكوف لقياس اتجاهات وصول وطاقات أشعة غاما عالية الطاقة. ولأن التلسكوب لم يكن قابلاً للتوجيه، وُضعت المركبة الفضائية في دوران بطيء لمسح الكرة السماوية. ونظرًا لمدار أعلى من المخطط له، والذي حمل المركبة الفضائية إلى منطقة إشعاع حزام فان ألين المُشوّش للكاشف ، وعطل مبكر في مُسجّل الشريط الموجود على متنها، لم يُستفد إلا من 141 ساعة فقط من وقت الرصد المُفيد خلال فترة تشغيل الجهاز التي امتدت لحوالي سبعة أشهر. خلال هذه الفترة، سُجّلت 31 إشارة لأشعة غاما عندما كان التلسكوب مُوجّهًا في اتجاهات بعيدة عن الغلاف الجوي للأرض ، الذي يُعدّ مصدرًا ساطعًا نسبيًا لأشعة غاما الناتجة عن تفاعلات بروتونات الأشعة الكونية العادية مع ذرات الهواء. ولم يُظهر التوزيع السماوي لاتجاهات الوصول الـ 31 أي ارتباط ذي دلالة إحصائية مع اتجاه أي مصدر كوني مُحتمل. ونظرًا لعدم وجود مثل هذه العلاقة، تعذّر تحديد سبب الأحداث الواحد والثلاثين على أنها أشعة غاما ذات أصل كوني. ولذلك، تم الإبلاغ عن نتائج التجربة كحدود عليا أقل بكثير من الحدود التي تم الحصول عليها من تجارب سابقة باستخدام البالونات.

تم إطلاق تلسكوب أشعة غاما مُحسّن، طُوّر أيضاً في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، على متن المرصد الشمسي المداري 3 ( OSO 3 ) الذي أُطلق عام 1967. وقد حقق هذا التلسكوب أول رصد قاطع لأشعة غاما الكونية عالية الطاقة من مصادر مجرية وخارج مجرية. وفي تجارب لاحقة، سواء في المدار أو على الأرض، تم تحديد العديد من المصادر المنفصلة لأشعة غاما الكونية في مجرتنا وخارجها .