Vanguard 3

Le satellite est une sphère de 50,8 cm de diamètre prolongée par un cône de 66 centimètres de long. Les trois quarts de la sphère sont réalisées en magnésium recouvert d'une couche de dioxyde de silicium tandis que le quart restant ainsi que la partie conique du satellite sont réalisées en fibre de verre. Vanguard 3 a une masse de 23,7 kilogrammes auxquels s'ajoutent l'enveloppe du troisième étage qui a une masse de 19,2 kg et qui reste solidaire du satellite après la mise en orbite, portant l'ensemble à une masse totale de 42,9 kg. L'énergie est fournie par des batteries argent-zinc qui sont dimensionnées de manière à permettre un fonctionnement durant trois mois et qui occupent une enceinte pressurisée qui remplit les deux tiers de la sphère. Dans cette enceinte se trouve également un cylindre contenant l'électronique des instruments scientifiques et la balise radio Minitrack fonctionnant à 108,00 MHz et consommant 30 mW. L'enceinte est surmontée par un autre cylindre contenant le magnétomètre ainsi que l'émetteur radio fonctionnant à 108,03 MHz et consommant 80 mW. La sphère contient également un enregistreur sur bande magnétique pour stocker les données jusqu'au survol d'une station terrienne. Quatre antennes fixées au niveau de l'équateur de la sphère et séparées par un intervalle de 90° sont déployées par un ressort une fois le satellite en orbite. Une petite cellule photovoltaïque et une cellule de sulfate de cadmium (utilisé par le détecteur de micrométéorites) sont montés près de l'équateur de la sphère. À l'extrémité de la partie conique est fixé le capteur du magnétomètre. Le satellite, dépourvu de système de contrôle d'attitude et de système de propulsion, est stabilisé par rotation^[1].

Le satellite emporte quatre instruments :

• Le détecteur de micrométéorites est composé d'un système de mesures de l'érosion de la coque externe et de quatre petits micros. L'expérience permet de mesurer 6 600 impacts durant les 66 jours de fonctionnement dont 2 800 sur une période de 70 heures^[2].
• Le magnétomètre effectue des mesures ponctuelles du champ magnétique terrestre durant le survol des huit stations terriennes déployées pour réceptionner les données du satellite. Durant ces passages, les mesures sont effectuées durant 2 secondes avec un intervalle de 2 secondes entre chacune d'entre elles. L'instrument effectue 4 300 mesures avec une précision de 10 nT^[3].
• Le satellite du fait de sa forme sphérique est choisi pour mesurer la densité de la haute atmosphère terrestre en fonction de l'altitude, la latitude, la saison et l'activité solaire. Ces mesures sont effectuées près du périgée en mesurant la trajectoire à l'aide d'un réseau de caméras optiques Baker-Nunn, de radars et de récepteurs radio à partir du sol. L'expérience permet d'obtenir des mesures valables de la densité. Celles-ci permettent de déterminer que le satellite doit pénétrer dans l'atmosphère environ 300 ans après son lancement^[4].
• Le quatrième instrument avait pour objectif de mesurer le rayonnement X du Soleil et d'estimer ses effets sur l'atmosphère terrestre. Il est constitué par deux chambres d'ionisations identiques^[5].