هلیوس (فضاپیما)
این کاوشگرها رکورد حداکثر سرعت را برای فضاپیما هلیوس -ب پرواز کرد از "هلیوس -آ" به خورشید نزدیکتر است، و در آوریل به پریلئون رسیده‌اید ۱۷، ۱۹۷۶، در فاصله رکورد , نزدیک به مدار عطارد. "هلیوس-بی" ۱۳ ماه پس از پرتاب "هلیوس-آ" به مدار فرستاده شد. کاوشگرهای فضایی هلیوس تا اوایل دهه ۱۹۸۰ مأموریتهای اصلی خود را به اتمام رساندند، اما همچنان به ارسال داده‌ها تا سال ۱۹۸۵ ادامه دادند.
کاوشگرها دیگر عملکردی ندارند و هنوز در مدار بیضوی در اطراف خورشید قرار دارند.
دو کاوشگر "هلیوس" بسیار شبیه به هم هستند. "هلیوس-آ" دارای جرم ، و "هلیوس-ب" جرم میزان بار علمی آنها روی "هلیوس-آ" و در "هلیوس-ب". اجساد مرکزی از منشور شانزده طرفه قطر و زیاد بیشتر تجهیزات و ابزار دقیق در این بدنه مرکزی نصب شده‌است. استثنائات مسترها و آنتنهای مورد استفاده در آزمایشها و تلسکوپهای کوچک هستند که نور زودیاک را اندازه‌گیری می‌کنند و از بدن مرکزی بیرون می‌آیند. دو صفحه خورشیدی مخروطی در بالا و پایین بدنه مرکزی گسترش می‌یابند و به مونتاژ جلوی دیابلو یا قرقره نخ را می‌دهند.
در هنگام پرتاب، هر کاوشگر بلند با قطر حداکثر هنگامی که در مدار قرار گرفتند ، آنتن‌های مخابراتی در بالای کاوشگرها آشکار شدند و ارتفاعات را به همچنین در هنگام دستیابی به مدار، دو رونق سفت و محکم که حامل سنسورها و مغناطیس بودند، در دو طرف بدنه مرکزی متصل شده‌اند و دو آنتن قابل انعطاف برای تشخیص امواج رادیویی استفاده شده‌است که عمود بر محورهای فضاپیما برای طول طراحی امتداد دارند. هرکدام.
این فضاپیما در محورهای خود که عمود بر دائرةالبروج است، ۶۰ دور بر دقیقه می‌چرخد.
انرژی الکتریکی توسط سلولهای خورشیدی متصل به دو مخروط کوتاه شده تأمین می‌شود. برای نگه داشتن صفحات خورشیدی در دمای زیر در هنگام نزدیکی با خورشید، سلولهای خورشیدی با آینه‌ها تلاقی می‌کنند، ۵۰٪ سطح را می‌پوشانند و ضمن از بین بردن گرمای اضافی، بخشی از نور خورشید را منعکس می‌کنند. توان تأمین شده توسط پنل‌های خورشیدی حداقل ۲۴۰ است وات هنگامی که کاوشگر در آپلیون قرار دارد. ولتاژ آن تا ۲۸ تنظیم می‌شود ولت DC، و انرژی در یک ۸ ذخیره می‌شود آه باتری نقره روی. باتری‌ها فقط در هنگام پرتاب استفاده می‌شدند.
بزرگترین چالش فنی که طراحان با آن روبرو بودند گرمائی بود که کاوشگر هنگام نزدیک شدن به خورشید در معرض آن بود. در از خورشید، جریان تقریبی گرما ۱۱ ثابت خورشیدی است، (۱۱ برابر مقدار دریافتی در مدار زمین) یا ۲۲٫۴ کیلو وات در هر متر مربع در معرض. در این شرایط دمای کاوشگر می‌تواند به برسد سلولهای خورشیدی و محفظه مرکزی سازه‌ها باید در دماهای بسیار پایین‌تر نگهداری می‌شدند. دمای سلولهای خورشیدی نمی‌تواند از تجاوز کند، در حالی که محفظه مرکزی بین be باید حفظ شود این محدودیت‌ها مستلزم رد ۹۶ درصد گرمای دریافتی از خورشید است. شکل مخروطی صفحات خورشیدی یکی از اقداماتی است که برای کاهش جریان گرما انجام شد. با کج شدن صفحات خورشیدی با توجه به تابش نور خورشید عمود بر محور کاوشگر، بخش بیشتری از تابش خورشیدی بازتاب می‌یابد. بعلاوه، «آینه‌های سطح دوم» که به‌طور خاص توسط ناسا ساخته شده‌است، کل بدن مرکزی و ۵۰ درصد ژنراتورهای خورشیدی را در بر می‌گیرد. اینها از کوارتز ذوب شده ساخته شده‌است، با یک فیلم نقره ای روی قسمت داخلی که خود آن را با یک ماده دی الکتریک پوشانده‌است. برای محافظت بیشتر، عایق چند لایه متشکل از ۱۸ لایه میلار یا کپتون (بسته به موقعیت مکانی)، توسط پین‌های پلاستیکی کوچکی که برای جلوگیری از تشکیل پل‌های حرارتی در نظر گرفته شده‌اند، جدا از یکدیگر قرار دارند. برای پوشش جزئی محفظه هسته استفاده شد. علاوه بر این وسایل منفعل، کاوشگرها از یک سیستم فعال از لوارهای متحرک که در یک الگوی شاتر مانند در امتداد قسمت پایین و بالای محفظه قرار گرفته بودند، استفاده کردند. بازشدن آن به‌طور جداگانه توسط چشمه دوتایی کنترل می‌شود که طول آن با درجه حرارت متفاوت است و باعث باز یا بسته شدن دیافراگم می‌شود. مقاومت نیز برای کمک به حفظ دمای کافی برای تجهیزات خاص استفاده شد.
سیستم مخابراتی از فرستنده رادیویی استفاده می‌کند، که توان آن بین ۰٫۵ تا ۲۰ تنظیم می‌شود وات سه آنتن در بالای هر کاوشگر پوشانده شد. آنتن پر درآمد (۲۳ dB)، برای انتشار یک برس بالاتر از ۵٫۵ درجه از هر طرف بیضوی استفاده می‌شود و ۱۴ درجه عرض آنتن متوسط (3) dB برای انتقال و 6.3 dB برای دریافت) سیگنال را در تمام جهات هواپیمای گرفتگی در ارتفاع ۱۵ درجه و یک آنتن دو قطبی (۰٫۳ انتقال دسی بل و ۰٫۸ دسی بل برای دریافت). آنتن شاخ کم درآمد در زیر مرکز کاوش قرار داشت تا بتواند آداپتورهایی را که پروب را به وسیله نقلیه پرتاب متصل می‌کند، فراهم کند. برای اینکه به‌طور مداوم به سمت زمین هدایت شود ، آنتن پرمصرف توسط یک موتور با سرعتی در حال چرخش نگه داشته می‌شود که دقیقاً بدنه کاوشگر را متعادل می‌کند. همگام سازی سرعت با استفاده از داده‌های تهیه شده توسط یک سنسور Sun انجام می‌شود. حداکثر سرعت داده به دست آمده با افزایش آنتن بزرگ ۴۰۹۶ بیت بر ثانیه در بالادست بود. دریافت و انتقال سیگنالها توسط آنتن‌های شبکه شبکه فضای دوردست ناسا روی زمین پشتیبانی شدند.
برای حفظ جهت‌گیری در طول مأموریت، این فضاپیما به‌طور مداوم در ۶۰ دور در دقیقه به دور محور اصلی خود می‌چرخد. سپس سیستم کنترل جهت‌گیری اصلاحات را در سرعت و جهت‌یابی شفتهای کاوشگر آغاز کرد. برای تعیین جهت‌گیری آن، هلیوس از یک سنسور خام خورشید استفاده کرد. اصلاحات راهنمایی با استفاده از گازسوز گاز سرد انجام شد (۷٫۷) کیلوگرم نیتروژن) با افزایش ۱ نیوتون محور کاوشگر به‌طور دائم حفظ می‌شد، هر دو عمود بر جهت خورشید و هواپیمای ماه گرفتگی.
کنترلرهای پردازنده قادر به اجرای ۲۵۶ دستور بودند. حافظه انبوه می‌تواند ۵۰۰ موضوع را ذخیره کند کیلوبیت، (این یک حافظه بسیار بزرگ برای کاوشگرهای فضایی زمان بود)، و عمدتاً زمانی مورد استفاده قرار می‌گرفت که کاوشگرها در ارتباط برتر با زمین باشند (یعنی خورشید بین زمین و فضاپیما می‌آید). این اتصال می‌تواند تا ۶۵ روز ادامه داشته باشد.
هر دو کاوشگر "هلیوس" ده ابزار علمی داشتند. "هلیوس-آ" در ۱۰ دسامبر سال ۱۹۷۴، از ایستگاه پرتاب نیروی هوایی کیپ کانااورال ، مجتمع ۴۱ راه اندازی شد ۴۱ در کیپ کاناوراول، فلوریدا. این اولین پرواز عملیاتی موشک Titan IIIE بود. پرواز آزمایشی این موشک زمانی شکست خورده بود که موتور در مرحله فوقانی Centauraur نباشد، اما پرتاب "هلیوس-آ" بی نظیر بود.
این کاوشگر در مدت زمان ۱۹۲ روز با حدود مدار از خورشید. چندین مشکل بر روی عملیات تأثیر گذاشت. یکی از این دو آنتن به‌طور صحیح مستقر نشده و باعث کاهش حساسیت دستگاه پلاسما پلاسما به امواج با فرکانس پایین می‌شود. وقتی آنتن پر درآمد وصل شد، تیم مأموریت فهمید که انتشار آنها در ذرات آنالایزر و گیرنده رادیو دخالت می‌کند. برای کاهش تداخل، ارتباطات با استفاده از کاهش قدرت انجام می‌شد، اما این امر با استفاده از گیرنده‌های زمینی با قطر بزرگ که در حال حاضر به لطف سایر مأموریت‌های فضایی در دست اقدام هستند، لازم بود.
در طول اولین حضیض خورشید در اواخر ماه فوریه ۱۹۷۵، فضاپیمای به خورشید نزدیک تر از هر فضاپیمای قبلی آمد. دمای برخی از اجزاء به بیش از ، در حالی که صفحات خورشیدی به رسیده‌است، بدون اینکه روی عملیات کاوشگر تأثیر بگذارد. در طول گذر دوم در ۲۱ سپتامبر، دمای هوا به رسید، که بر عملکرد برخی از ابزارهای خاص تأثیر داشته‌است.
قبل از راه‌اندازی "هلیوس-ب"، براساس درسهایی که از عملیات "هلیوس-آ به دست آمده"، برخی تغییرات در فضاپیما انجام شده‌است. موتورهای کوچک مورد استفاده برای کنترل نگرش بهبود یافته بودند. تغییراتی در مکانیزم اجرای آنتن انعطاف‌پذیر و انتشار آنتن با بهره زیاد ایجاد شده‌است. ردیاب‌های اشعه ایکس به گونه ای بهبود یافته‌اند که می‌توانند پشت سر هم اشعه گاما را تشخیص دهند و به آنها اجازه دهند در رابطه با ماهواره‌های مدار زمین برای مثلث مکان محل انفجار استفاده شوند. از آنجا که دما در "هلیوس-آ" همیشه بیشتر از حداکثر از حداکثر طراحی در پریلئون، تصمیم گرفته شد که "Helios-B" حتی به خورشید نزدیک شود و عایق حرارتی نیز افزایش یافته‌است تا ماهواره بتواند ۱۵ درصد در دمای بالاتر مقاومت کند.
محدودیت‌های برنامه تنگ در پرتاب هلیوس-ب در اوایل سال ۱۹۷۶ وجود دارد. امکاناتی که در هنگام پرتاب فضاپیمای "وایکینگ ۲" در سپتامبر ۱۹۷۵ آسیب دیده بود، باید تعمیر شود، در حالی که فرود وایکینگ‌ها در تابستان ۱۹۷۶ در مریخ باعث می‌شود آنتن‌های شبکه فضایی Deep که "هلیوس-ب" برای انجام علوم پیرلیونی خود لازم نیست، انجام دهد.
"هلیوس-ب" در ۱۰ ژانویه ۱۹۷۶ با استفاده از موشک Titan IIIE پرتاب شد. این کاوشگر با یک دوره ۱۸۷ روزه و مدار قرار جهت‌گیری هلیوس-ب با توجه به ماه گرفتگی در مقایسه با "هلیوس-آ" ۱۸۰ درجه معکوس شد به طوری که ردیاب‌های میکرومتریت می‌توانند پوشش ۳۶۰ درجه داشته باشند. در هفدهم آوریل سال ۱۹۷۶، "هلیوس- ب" با نزدیکترین سرعت هلیوسنتریک حداکثر دمای ثبت شده بود بالاتر از اندازه‌گیری شده توسط "هلیوس-آ".
مأموریت اصلی هر کاوشگر ۱۸ ماه به طول انجامید، اما آنها بسیار طولانی‌تر عمل کردند. در مارس ۳، ۱۹۸۰، چهار سال پس از راه اندازی آن، فرستنده رادیویی در "هلیوس-ب" شکست خورد. در ژانویه ۷، ۱۹۸۱، یک فرمان توقف برای جلوگیری از تداخل احتمالی رادیویی در ماموریت‌های آینده ارسال شد. "هلیوس-آ" به عملکرد عادی خود ادامه داد، اما با وجود آنتن‌های DSN با قطر بزرگ در دسترس نیست، داده‌ها توسط آنتن‌های قطر کوچک با سرعت کمتری جمع‌آوری می‌شوند. سلولهای خورشیدی تخریب شده "هلیوس-آ" با مدار ۱۴ خود، دیگر نمی‌توانند انرژی کافی را برای جمع‌آوری همزمان و انتقال داده‌ها فراهم کنند، مگر اینکه کاوشگر نزدیک به قسمت انتهایی آن باشد. در سال ۱۹۸۴، گیرنده‌های اصلی و پشتیبان رادیو شکست خوردند، نشان می‌دهد که دیگر آنتن پرقدرت دیگر به سمت زمین نشانه رفته‌است. آخرین داده تله متری در فوریه دریافت شد ۱۰، 1986.
هر دو کاوشگر داده‌های مهمی در مورد فرایندهای ایجاد شده توسط باد خورشیدی و سرعت بخشیدن به ذرات سازنده پرتوهای بین سیاره ای و کیهانی جمع‌آوری کرده‌اند. این مشاهدات طی یک دوره ده ساله از حداقل خورشیدی در ۱۹۷۶ تا حداکثر خورشیدی در اوایل دهه ۱۹۸۰ انجام شد.
مشاهده نور زودیاک برخی از خواص گرد و غبار بین سیاره‌ای را که بین ۰٫۱ است وجود دارد AU و ۱ AU از خورشید، مانند توزیع مکانی، رنگ و قطبش. مشخص شده‌است که پودر نسبت به نیروهای گرانشی و نیروهای الکترومغناطیسی حساس تر بود. مقدار گرد و غبار تا ۱۰ برابر در اطراف زمین مشاهده شده‌است. توزیع ناهمگن به دلیل عبور از دنباله دارها به‌طور کلی پیش‌بینی می‌شد، اما مشاهدات این موضوع را تأیید نمی‌کند. ابزارهای کاوشگر گرد و غبار را در نزدیکی خورشید مشاهده کردند که نشان می‌دهد، با وجود آفتاب هنوز در فاصله ۰٫۰۹ AU وجود دارد.
"هلیوس" همچنین با مشاهده گذر از C / 1975 V1 (West) در ۱۹۷۶، C / 1978 H1 (Meir) در نوامبر ۱۹۷۸ و C / 1979 Y1 (Bradfield) در فوریه ۱۹۸۰ اجازه افزایش داده‌ها را برای ستاره‌های دنباله دار جمع‌آوری کرد. در آخرین کاوشگر، ابزارها یک باد خورشیدی آشفته را مشاهده کردند که بعداً با شکاف دم دنباله دار ترجمه شد. آنالایزر پلاسما نشان داد که پدیده‌های شتاب باد خورشیدی با سرعت بالا با وجود سوراخ‌های تاج همراه است. این ابزار همچنین برای اولین بار یون‌های هلیوم جدا شده در باد خورشیدی را شناسایی کرد. در سال ۱۹۸۱، در اوج فعالیت خورشیدی، داده‌های جمع‌آوری شده توسط "هلیوس-آ" در فاصله کمی از خورشید به مشاهدات بصری از نشت توده‌های تاجی که از مدار زمین انجام شده کمک می‌کند. داده‌های جمع‌آوری شده توسط مغناطیس سنج‌ها دو پروب "هلیوس" بهمراه پروب‌های بین سیاره ای "پایونیر" و "وویجر" برای تعیین جهت میدان مغناطیسی در مسافت‌های مبهوت از خورشید استفاده شد.
از ردیاب‌های موج رادیویی و پلاسما برای تشخیص انفجارهای رادیویی و امواج شوک همراه با شعله‌های خورشیدی، معمولاً در حداکثر خورشیدی استفاده می‌شد. آشکارسازهای پرتوی کیهانی مطالعه کردند که چگونه خورشید و محیط بین سیاره ای بر گسترش اشعه‌های مشابه، از منبع خورشیدی یا کهکشانی تأثیر می‌گذارند. شیب پرتوهای کیهانی، به عنوان تابعی از فاصله از خورشید، اندازه‌گیری شد. این مشاهدات، همراه با آنچه توسط "Pioneer انجام شده‌است ۱۱" بین سالهای ۱۹۷۷ و ۱۹۸۰ در بیرون منظومه شمسی (۲۳–۲۳ AU از خورشید) مدل‌سازی خوبی از این شیب تولید کرد. آشکارساز "هلیوس-ب" GRB 18 واقعه را در طول سه سال اول کار این ساز شناسایی کرد که منبع آن برای بعضی‌ها با کمک جستجوهای انجام شده توسط ماهواره‌ها در مدار زمین می‌تواند شناسایی شود. برخی از ویژگی‌های تاج خورشیدی داخلی در طی فرارسیدن اندازه‌گیری شد. برای این منظور یا سیگنال رادیویی از فضاپیما به زمین ارسال می‌شد یا ایستگاه زمینی سیگنالی را ارسال می‌کرد که توسط کاوشگر بازگردانده می‌شد. تغییرات در انتشار سیگنال ناشی از عبور تاج خورشیدی اطلاعاتی را در مورد نوسانات چگالی فراهم کرد.
از سال ۲۰۲۰، کاوشگرها دیگر کاربردی نیستند، اما هنوز در مدار بیضوی در اطراف خورشید قرار دارند.