המערכת כללה זוג לוויינים פעילים. הלוויינים פעלו במסלול בגובה 118 ק"מ. תחילה המערכת הייתה מיועדת לגילוי פיצוץ גרעיני תת-קרקעי ובהמשך נוספה יכולת גילוי פיצוץ באטמוספירה. לצורך הצבת הלוויינים במסול נוצל שיגור ראשון של משגר מדגם "אטלס-אג'ינה SLV 3". לוויינים היו מתוכננים לפעול במשך חצי שנה אך פעלו במשך 5 שנים. משקל הלוויינים היה 150 ק"ג. הלוויינים היו מצוידים בגלאי קרינת רנטגן, קרינת גמא ונייטרונים. הספק של כ-90 ואט סופק על ידי פאנל סולארי. הזוג הראשון שוגר ב-17 באוקטובר1963, כשבוע לאחר חתימת האמנה. הלוויינים נבנו על ידי TRW
החל מדגם VELA 4 הלוויינים היו מסוגלים לגלות פיצוץ באטמוספירה ומשקלם גדל ל-230–260 ק"ג. ללוויינים מדגם זה התווספו חיישנים של פעימה אלקטרומגנטית והספק של פאנל סולרי כגל ל-120 ואט. הם שוגרו על ידי משגר מדגם "טיטן 3C". לוויינים מדגם זה היו מתוכננים לפעול במשך 18 חודשים. בדרך כלל הם פעלו 7 שנים ויותר. זוג לוויינים אחרון שוגר בשנת 1970.