HEAO-3 стал завершающим этапом амбициозной программы High Energy Astronomy Observatory, которую NASA реализовала в конце 1970-х годов. В отличие от двух предыдущих аппаратов, эта миссия была нацелена преимущественно на изучение космических лучей и гамма-излучения с высокой энергетикой, открывая новое окно для понимания процессов, происходящих в экстремальных условиях Вселенной.
Аппарат был запущен 20 сентября 1979 года ракетой Atlas-Centaur и выведен на низкую околоземную орбиту. HEAO-3 сразу занял особое место среди астрофизических миссий своего времени: он сочетал в себе два крупных научных инструмента, каждый из которых был способен собирать уникальные данные, недоступные наземным обсерваториям. Один комплекс занимался регистрацией гамма-излучения и картированием ярких источников на небесной сфере, а другой — высокоточной спектрометрией космических лучей, что позволяло определять химический состав частиц и их энергию.
Благодаря этим наблюдениям учёным впервые удалось получить подробные данные о распределении излучающих источников в Млечном Пути, а также уточнить спектральные характеристики редких тяжёлых ядер космических лучей. Исследования HEAO-3 значительно улучшили понимание происхождения галактических космических лучей, механизмов их ускорения и распространения в межзвёздной среде.
Несмотря на компактность по меркам астрофизических миссий, аппарат проработал эффективно и надёжно, завершив программу наблюдений в 1981 году. Его данные используются до сих пор — они вошли в фундаментальные каталоги гамма-источников и легли в основу современных моделей распространения космических лучей.
HEAO-3 считается примером удачного сочетания инженерной простоты, высокой научной отдачи и чёткой задачи, в результате чего миссия оставила заметный след в истории космической астрономии.