ATS-6

كان القمر الصناعي ATS-6 أول قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض مزود بنظام تثبيت وتوجيه ثلاثي المحاور. ^{[ 7 ]} تميز هذا النظام الفرعي بقدرته على التوجيه بدقة عالية (أفضل من 0.1 درجة باستخدام وحدات القياس بالقصور الذاتي، وصولاً إلى 0.002 درجة باستخدام مقياس تداخل بترددات الراديو. ^{[ 8 ]} ). علاوة على ذلك، كان القمر الصناعي قادرًا على تتبع الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض من خلال الدوران، ^{[ 9 ]} وذلك بتتبع القمر الصناعي في المدار الأرضي المنخفض عبر استشعار بترددات الراديو في النطاق S. كما كان النظام قادرًا على إجراء رسم خرائط مدارية للقمر الصناعي المُتتبع، وكان بمثابة مقدمة لنظام التشغيل TDRSS . استخدم نظام التوجيه الفرعي المتطور للغاية (آنذاك) مستشعرات للأرض والشمس، وجهاز تتبع نجمي موجه نحو نجم القطب الشمالي ( بولاريس )، وثلاثة مستشعرات بالقصور الذاتي. تم تغذية قياسات المستشعرات إلى حاسوبين رقميين (أساسي واحتياطي)، بالإضافة إلى حاسوب تناظري احتياطي . كان من الممكن أيضاً توجيه القمر الصناعي باستخدام أجهزة استشعار الترددات الراديوية. تضمنت المحركات ثلاث عجلات دافعة ، ومحركات دفع تعمل بالغاز الساخن ( الهيدرازين أحادي الوقود ). بعد تعطل إحدى العجلات الدافعة في يوليو 1975، تم تطوير نظام بديل يسمح بالحفاظ على الموقع باستخدام العجلتين والمحركات المتبقية.

زُوِّدت المركبة الفضائية ATS-6 بمحركين كهربائيين يعملان على تسريع أيونات السيزيوم ، وكان من المقرر استخدامهما للحفاظ على موقعها في مدارها بين الشمال والجنوب. ^{[ 10 ]} جاء تطوير هذا النظام الفرعي استكمالاً لمحاولات فاشلة سابقة على متن المركبة الفضائية ATS السابقة. بلغ وزن كل محرك 16 كيلوغرامًا (35 رطلاً) ، واستهلك 150 واط من الطاقة الكهربائية، وأنتج قوة دفع قدرها 0.004 نيوتن، بدفع نوعي قدره 2500 ثانية. وكان مخزون السيزيوم الموجود على متن المركبة كافيًا لتشغيلها لمدة 4400 ساعة. لسوء الحظ، تعطل كلا المحركين قبل الأوان، أحدهما بعد ساعة واحدة من التشغيل، والآخر بعد 95 ساعة. ومع ذلك، يمكن تحقيق بعض أهداف التجارب، مثل قياس قوة الدفع الفعالة، وعدم وجود أي تداخل مع حمولات الترددات الراديوية (من 150 ميجاهرتز إلى 6 جيجاهرتز)، وعدم إعادة ترسب السيزيوم على الأجزاء الحرجة من الحمولة (مثل مقياس الإشعاع)، والتحييد الصحيح للمركبة الفضائية مقابل بيئتها.    

كان جهاز قياس الإشعاع مُثبّتًا على اللوحة المواجهة للأرض على متن المركبة الفضائية ATS-6. ^{[ 11 ]} تميّز هذا الجهاز (آنذاك) بدقة عالية جدًا. وكان يعمل على قناتين: الأشعة تحت الحمراء (من 10.5 إلى 12.5  ميكرومتر) والضوء المرئي (من 0.55 إلى 0.75  ميكرومتر). غطّت الصور الملتقطة بجهاز قياس الإشعاع قرص الأرض بالكامل، بدقة 1200 سطر، كل سطر يحتوي على 2400 بكسل ( بكسل مربع مساحته 11 كيلومترًا (6.8 ميل) في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، و 5.5 كيلومترات (3.4 ميل) مربع في نطاق الضوء المرئي ). تم تبريد كاشف الأشعة تحت الحمراء تبريدًا سلبيًا عند 115 كلفن، بينما حُفظ كاشف الضوء المرئي عند 300 كلفن. وكانت تُرسل صورة كاملة لقرص الأرض إلى الأرض كل 25 دقيقة. وقد تم التقاط وإرسال مئات الصور، إلى أن تعطل أحد المكونات الميكانيكية لجهاز قياس الإشعاع، بعد شهرين ونصف من الإطلاق.  

كانت المهمة الرئيسية للمركبة الفضائية ATS-6 هي إثبات جدوى البث التلفزيوني المباشر إلى المنازل ( DTH ). ^{[ 12 ]} ولتحقيق هذه الغاية، بالإضافة إلى الهوائي عالي الكسب، كانت حمولة المركبة الفضائية قادرة على الاستقبال في أي من نطاقات VHF وC وS وL، والبث في نطاق S (2  جيجاهرتز) عبر جهاز إرسال ذي حالة صلبة بقدرة 20 واط، وفي نطاق L (1650  ميجاهرتز) بقدرة 40 واط، وفي نطاق UHF (860  ميجاهرتز) بقدرة 80 واط (والتي استُخدمت في تجربة التلفزيون التعليمي عبر الأقمار الصناعية (SITE))، وباستخدام جهاز إرسال قائم على مضخم الموجة المتحركة (TWTA) بقدرة 20  واط في نطاق C (4  جيجاهرتز). وقد أنتج الهوائي منطقتين على الأرض تبلغ مساحة كل منهما 400,000 كيلومتر مربع (150,000 ميل مربع ) ، حيث يمكن استقبال البث التلفزيوني باستخدام هوائيات قطرها 3 أمتار (9.8 قدم) . استُخدمت هذه الحمولة لأول مرة فوق الولايات المتحدة لإجراء تجارب التعليم عن بُعد والطب عن بُعد، وذلك من أغسطس 1974 إلى مايو 1975 كجزء من تجربة HET ( الصحة والتعليم والاتصالات ) التي طورتها وكالة ناسا بالاشتراك مع وزارة الصحة والتعليم والرعاية الاجتماعية الأمريكية (وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية حاليًا ) . ثم نُقلت المركبة الفضائية فوق القوس الجغرافي الثابت من خط طول 94 درجة غربًا إلى خط طول 35 درجة شرقًا، بالتعاون مع وكالة الفضاء الهندية ( ISRO )، التي نشرت في الهند أكثر من 2500 محطة استقبال أرضية. تمت عملية نقل القمر الصناعي من خط طول 94 درجة غربًا إلى خط طول 35 درجة شرقًا، وهي رحلة طولها 12800 كيلومتر (8000 ميل) ، من المحطة الأرضية في روسمان بولاية كارولاينا الشمالية ^{[ 13 ].} تضمنت عملية النقل هذه تشغيل محرك الصاروخ الموجود على متن المركبة مرتين. استغرقت عملية التشغيل الثانية 5 ساعات و37 دقيقة و17 ثانية، وهي أطول عملية تشغيل لصاروخ كيميائي في الفضاء في ذلك الوقت. ^{[ 14 ]} بدأ برنامج تعليم عن بُعد - تجربة التلفزيون التعليمي عبر الأقمار الصناعية أو SITE ^{[ 15 ]} - واستمر لمدة عام. خلال التجربة، قدمت الحكومة الهندية محطة استقبال لآرثر سي كلارك ، الذي كان يقيم في سريلانكا . حققت هذه التجربة نجاحًا باهرًا، وشجعت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) على البدء في بناء برنامج تشغيلي، باستخدام المركبة الفضائية الهندية INSAT IB (التي أُطلقت عام 1983). بعد انتهاء تجربة SITE، أُعيد القمر الصناعي إلى الولايات المتحدة، واستُخدم بشكل خاص كقمر صناعي لنقل البيانات وتتبع المركبات الفضائية ذات المدار المنخفض مثل Nimbus 6 ، ولرحلة أبولو-سويوز .      

أُجريت عدة تجارب في فيزياء الجسيمات على متن المركبة الفضائية ATS-6. وكان من أهمها قياس البروتونات منخفضة الطاقة (من 25  كيلو إلكترون فولت إلى 3.6  ميجا إلكترون فولت)، ^{[ 16 ]} بالإضافة إلى رصد الأيونات الثقيلة (حتى 6  ميجا إلكترون فولت). وقد سمحت هذه التجربة الأخيرة برصد أول أيونات ثقيلة (Z > 6) بطاقة E > 4  ميجا إلكترون فولت، في مدار ثابت بالنسبة للأرض.

وأخيرًا، حملت المركبة الفضائية ATS-6 العديد من المنارات اللاسلكية ، ^{[ 17 ]} مما سمح بقياس خصائص انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الغلاف الجوي عند 13 و18 و20 و30  جيجاهرتز.