TRACER ist ein Detektor zur direkten Messung schwerer Kerne (Sauerstoff bis Eisen) in der kosmischen Strahlung im Energiebereich von 1013 bis zu einigen 1014 eV. TRACER misst die Kernladungszahl, Energie und die Spur der Teilchen im Detektor. Zur Ladungsmessung werden zwei Lagen von Plastikszintillationszählern (2 x 2 m2) und ein Cerenkov-Zähler (2 x 2 m2) benutzt. Die Messung der Energie der Teilchen ist eine besondere Herausforderung. TRACER benutzt ein Übergangsstrahlungsdetektorsystem, mit dem der Lorentzfaktor der Teilchen gemessen wird. Dies erlaubt den Bau eines großflächigen Detektors bei gleichzeitig relativ geringem Gewicht.

TRACER besteht aus acht Doppellagen von Proportionalzählern, welche alternierend orthogonal angeordnet sind, um die Spur der Teilchen im Detektor zu vermessen. Dies erlaubt die Korrektur von Variationen durch unterschiedliche Spurlängen. Der Ionisationsverlust der Teilchen wird mit den oberen vier Doppellagen von Proportionalzählrohren registriert. Vier Radiatoren aus Plastikfasermaterial oberhalb jeweils einer Doppellage von Zälrohren bilden einen Übergangsstrahlungsdetektor zur Messung der Teilchenenergie. Zwei Szintillationszähler oberhalb und unterhalb der Proportionalzähler bilden den Instrumenttrigger. Zusätzlich wird hier durch Messung des Ionisationsverlustes die Ladung bestimmt. Ein Acryl Cerenkov-Zähler am unteren Ende des Detektors dient zur Unterdrückung nicht-relativistischer Teilchen.

Die Plastikszintillationszähler sind 1 cm dick und werden mittles Wellenlängenschieberstäben in 24 Photomultipliern ausgelesen. Die Cerenkovsignale werden mittels 24 Photomultiplier-Röhren gemessen.

Mehr als 2000 Proportionalzähler wurden an der Universität Chicago gebaut. Die Röhren sind 2 m lang mit einem Durchmesser von 2 cm. Die Wände bestehen aus aluminisiertem Mylar mit einer Dicke von 125 micro m.

Die Proportionalzähler sind in 16 Einheiten ("Manifolds"), bestehend aus jeweils 99 Röhren, angeordnet.

Die Hochspannung für die Proportionalzählrohre wird über Platinen in den Manifolds zugeführt. Diese ermöglichen ebenfalls die kapazitive Auslese der Signaldrähte.

16 Manifolds bestehend aus jeweils 99 Röhren bilden den 2x2 m2 großen Meßaufbau des TRACER Instruments mit 16 Lagen und insgesamt 1584 Röhren.

Acht Lagen von Röhren dienen der Messung des Ionisationsverlustes. Übergangsstrahlung wird in acht weiteren Lagen unterhalb von Radiatormaterial gemessen.

Die Signaldrähte werden mit einer speziellen integrierten Schaltung ausgelesen (AMPLEX chip). Die Verstärker sind in Aluminiumgehäsen direkt auf den Manifolds angebracht, um das Elektronische Rauschen möglichst gering zu halten.

Herz der TRACER Elektronik ist ein Intel 486 Prozessor in einem VME Überrahmen. Der Überrahmen ist zusammen mit den Festplatten für die Aufzeichnung der Meßdaten, einem weiteren Überrahmen zur Aufnahme der zentralen Elektronik sowie Hochspannungsversorgungen für die Proportionalzählrohre und die Photomultiplier in einem Überdruckbehäter untergebracht. Alle anderen elektronischen Komponenten, wie Gasventile und Hauptverstärker sowie die ADC-Systeme für die Proportionalzähler und die Photomultiplier sind direkt am äßeren Rahmen des Detektors ohne Druckbehäter angebracht.

Der gesamte Detektor ist in einer 2.5 x 2.5 x 3 m 3 Aluminiumstruktur, ohne umgebenden Druckbehäter montiert.

Die Außenhaut des Instruments bildet eine 10 cm dicke Lage aus Schaumstoff, welche außen mit aluminisiertem Mylar bedeckt ist, zur thermischen Isolation des Detektors. Zusätzliche Schockabsorber an den vier oberen Ecken und unterhalb des Instrumentenrahmens sorgen für eine weiche Landung.

Zur Durchführung der Messungen wird TRACER an einem heliumgefülltem Balloon mit einem Inhalt von 1000000 m3 in einer Höhe von ca. 40 km geflogen.