เฮลิออส

ต้นแบบของยานอวกาศเฮลิออส
ประเภทภารกิจ	การสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์
ผู้ปฏิบัติงาน	นาซ่า ดีเอฟวีแอลอาร์
รหัส COSPAR	เฮลิออส-เอ : 1974-097A เฮลิออส-บี : 1976-003A
หมายเลข SATCAT	เฮลิออส-เอ : 7567 เฮลิออส-บี : 8582
เว็บไซต์	เฮลิออส-เอ : [1] เฮลิออส-บี : [2]
ระยะเวลาของภารกิจ	เฮลิออส-เอ : 10 ปี 1 เดือน 2 วัน เฮลิออส-บี : 3 ปี 5 เดือน 2 วัน
คุณสมบัติของยานอวกาศ
ผู้ผลิต	เอ็มบีบี
ปล่อยมวล	เฮลิออส-เอ : 371.2 กก. (818 ปอนด์)เฮลิออส-บี : 374 กก. (825 ปอนด์)
พลัง	270 วัตต์ ( แผงโซลาร์เซลล์ )
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	Helios-A : 10 ธันวาคม พ.ศ. 2517, 07:11:01 UTC [ 1 ] Helios-B : 15 มกราคม พ.ศ. 2519, 05:34:00 UTC [ 2 ] ( 1974-12-10UTC07:11:01 ) ( 1976-01-15UTC05:34 )
จรวด	ไททัน IIIE  / เซนทอร์
จุดปล่อยจรวด	เคปคานาเวอรัลSLC-41
เข้ารับราชการ	เฮลิออส-เอ : 16 มกราคม 1975 เฮลิออส-บี : 21 กรกฎาคม 1976
สิ้นสุดภารกิจ
ปิดใช้งานแล้ว	เฮลิออส-เอ : 18 กุมภาพันธ์ 1985เฮลิออส-บี : 23 ธันวาคม 1979 ( 19 กุมภาพันธ์ 1985 )
ติดต่อครั้งล่าสุด	เฮลิออส-เอ : 10 กุมภาพันธ์ 1986 เฮลิออส-บี : 3 มีนาคม 1980
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิง	ระบบสุริยะเป็นศูนย์กลาง
ความแปลกประหลาด	เฮลิออส-เอ : 0.5218 เฮลิออส-บี : 0.5456
ระดับความสูงจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด	เฮลิออส-เอ : 0.31 หน่วยดาราศาสตร์ เฮลิออส-บี : 0.29 หน่วยดาราศาสตร์
ระดับความสูงของจุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์	เฮลิออส-เอ : 0.99 หน่วยดาราศาสตร์ เฮลิออส-บี : 0.98 หน่วยดาราศาสตร์
ความโน้มเอียง	เฮลิออส-เอ : 0.02° เฮลิออส-บี : 0°
ระยะเวลา	เฮลิออส-เอ : 190.15 วัน เฮลิออส-บี : 185.6 วัน
ยุค	Helios-A : 15 มกราคม 2518, 19:00 UTC [ 1 ] Helios-B : 20 กรกฎาคม 2519, 20:00 UTC [ 2 ]

เฮลิออส-เอและเฮลิออส-บี (หลังจากปล่อยขึ้นสู่อวกาศได้เปลี่ยนชื่อเป็นเฮลิออส 1และเฮลิออส 2 ) เป็น ยานสำรวจคู่หนึ่งที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรดวงอาทิตย์เพื่อศึกษา ปรากฏการณ์ต่างๆ บนดวง อาทิตย์ ยานสำรวจทั้งสองลำ นี้เป็นโครงการร่วมระหว่างศูนย์วิจัยอวกาศแห่งเยอรมนี (DLR) และนาซาโดยถูกปล่อยจากสถานีฐานทัพอากาศเคปคานาเวรัลรัฐฟลอริดา เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม 1974 และ 15 มกราคม 1976 ตามลำดับ

โครงการ Helios สร้างสถิติความเร็วสูงสุดสำหรับยานอวกาศที่ 252,792 กม./ชม. (157,078 ไมล์/ชม.; 70,220 ม./วินาที) ^{[ 3 ]} Helios-Bได้ทำการบินผ่านดวงอาทิตย์ใกล้ที่สุดเท่าที่เคยมีมา ซึ่งเป็นสถิติที่ถูกทำลายในเดือนตุลาคม 2018 โดยParker Solar Probeยานสำรวจเหล่านี้ไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป แต่ ณ ปี 2024 ยังคงอยู่ในวงโคจรวงรีรอบดวงอาทิตย์

โครงการ Helios เป็นโครงการร่วมทุนระหว่างหน่วยงานอวกาศของเยอรมนีตะวันตก DLR (ส่วนแบ่ง 70 เปอร์เซ็นต์) และ NASA (ส่วนแบ่ง 30 เปอร์เซ็นต์) ยานสำรวจ Helios ซึ่งสร้างโดยผู้รับเหมาหลัก Messerschmitt-Bölkow-Blohmเป็นยานสำรวจอวกาศลำแรกที่สร้างขึ้นนอกสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตที่ออกจากวงโคจรของโลก^{[ 4 ]}

ยานสำรวจ เฮลิออสทั้งสองลำมีรูปร่างคล้ายกันเฮลิออส-เอมีมวล 370 กิโลกรัม (820 ปอนด์) และเฮลิออส-บีมีมวล 376.5 กิโลกรัม (830 ปอนด์) ส่วนอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์มีมวล 73.2 กิโลกรัม (161 ปอนด์) สำหรับเฮลิออส-เอและ 76.5 กิโลกรัม (169 ปอนด์) สำหรับเฮลิออส-บีส่วนกลางของยานเป็นปริซึมสิบหกด้าน มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.75 เมตร (5 ฟุต 9 นิ้ว) และสูง 0.55 เมตร (1 ฟุต 10 นิ้ว) อุปกรณ์และเครื่องมือส่วนใหญ่ติดตั้งอยู่ในส่วนกลางนี้ ยกเว้นเสาและเสาอากาศที่ใช้ในระหว่างการทดลอง และกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่ใช้วัดแสงจักรราศีซึ่งโผลออกมาจากส่วนกลาง แผงโซลาร์เซลล์รูปทรงกรวยสองแผงยื่นออกมาด้านบนและด้านล่างของส่วนกลาง ทำให้ยานโดยรวมมีลักษณะคล้ายลูกดิ่งหรือม้วนด้าย

เมื่อเริ่มปล่อย โพรบแต่ละอันมีความสูง 2.12 เมตร (6 ฟุต 11 นิ้ว) โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 2.77 เมตร (9 ฟุต 1 นิ้ว) เมื่ออยู่ในวงโคจร เสาอากาศสื่อสารจะกางออกบนยอดโพรบ ทำให้ความสูงเพิ่มขึ้นเป็น 4.2 เมตร (14 ฟุต) นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งบูมแข็งสองอันที่บรรทุกเซ็นเซอร์และแมกนีโตมิเตอร์ ซึ่งติดอยู่ทั้งสองด้านของตัวกลาง และเสาอากาศแบบยืดหยุ่นสองอันที่ใช้สำหรับการตรวจจับคลื่นวิทยุ ซึ่งยื่นออกมาตั้งฉากกับแกนของยานอวกาศ โดยมีความยาวตามการออกแบบ 16 เมตร (52 ฟุต) ต่ออัน^{[ 5 ]}

ยานอวกาศหมุนรอบแกนของตัวเอง ซึ่งตั้งฉากกับระนาบสุริยวิถีด้วยความเร็ว 60 รอบต่อนาที  

พลังงานไฟฟ้าได้มาจากเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดอยู่กับกรวยตัดสองอัน เพื่อรักษาอุณหภูมิของแผงโซลาร์เซลล์ให้ต่ำกว่า 165 องศาเซลเซียส (329 องศาฟาเรนไฮต์) เมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์จึงถูกสลับด้วยกระจกเงา โดยครอบคลุมพื้นที่ 50% ของพื้นผิว และสะท้อนแสงอาทิตย์บางส่วนที่ตกกระทบพร้อมกับระบายความร้อนส่วนเกิน พลังงานที่จ่ายโดยแผงโซลาร์เซลล์มีอย่างน้อย 240 วัตต์เมื่อยานสำรวจอยู่ที่จุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์แรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมให้คงที่ที่ 28 โวลต์กระแสตรงแบตเตอรี่เงิน-สังกะสีถูกใช้เฉพาะในช่วงการปล่อยยานเท่านั้น   

ความท้าทายทางเทคนิคที่ใหญ่ที่สุดคือการหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการโคจรขณะที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ที่ระยะ 0.3 หน่วยดาราศาสตร์ (45,000,000 กิโลเมตร; 28,000,000 ไมล์) จากดวงอาทิตย์ กระแสความร้อนโดยประมาณคือ 11 ค่าคงที่ของดวงอาทิตย์ (11 เท่าของปริมาณรังสีจาก ดวงอาทิตย์ ที่ได้รับขณะโคจรรอบโลก) หรือ 15  กิโลวัตต์ต่อตารางเมตรที่สัมผัส ในระยะทางนั้น ยานสำรวจอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 370 องศาเซลเซียส (698 องศาฟาเรนไฮต์)

เซลล์แสงอาทิตย์และส่วนประกอบกลางของอุปกรณ์ต้องรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่ามาก เซลล์แสงอาทิตย์ต้องมีอุณหภูมิไม่เกิน 165 องศาเซลเซียส (329 องศาฟาเรนไฮต์) ในขณะที่ส่วนประกอบกลางต้องรักษาอุณหภูมิไว้ระหว่าง -10 ถึง 20 องศาเซลเซียส (14 ถึง 68 องศาฟาเรนไฮต์) ข้อจำกัดเหล่านี้ทำให้ต้องลดพลังงานที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ลงถึง 96 เปอร์เซ็นต์ รูปทรงกรวยของแผงโซลาร์เซลล์ถูกกำหนดขึ้นเพื่อลดความร้อน การเอียงแผงโซลาร์เซลล์เมื่อเทียบกับแสงแดดที่ตกกระทบตั้งฉากกับแกนของยานสำรวจ จะสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ ได้มากขึ้น "กระจกสะท้อนแสงพื้นผิวที่สอง" ที่นาซา พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษ ครอบคลุมส่วนกลางทั้งหมดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ 50 เปอร์เซ็นต์ กระจกเหล่านี้ทำจากควอตซ์หลอมเหลว โดยมีฟิล์มเงินอยู่ด้านใน ซึ่งเคลือบด้วยวัสดุไดอิเล็กทริกอีกชั้นหนึ่ง เพื่อการป้องกันเพิ่มเติมฉนวนหลายชั้น  ซึ่งประกอบด้วยไมลาร์หรือแคปตัน หนา 0.25 มิลลิเมตร (0.0098 นิ้ว) จำนวน 18 ชั้น (ขึ้นอยู่กับตำแหน่ง) คั่นด้วยหมุดพลาสติกขนาดเล็กเพื่อป้องกันการเกิดสะพานความร้อน  ถูกนำมาใช้เพื่อปิดช่องแกนกลางบางส่วน นอกจากอุปกรณ์แบบพาสซีฟเหล่านี้แล้ว โพรบยังใช้ระบบแอคทีฟของบานเกล็ดที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งจัดเรียงในรูปแบบคล้ายบานเกล็ดตามด้านล่างและด้านบนของช่อง การเปิดปิดจะถูกควบคุมแยกต่างหากโดยสปริงโลหะสองชนิดซึ่งมีความยาวแปรผันตามอุณหภูมิและทำให้บานเกล็ดเปิดหรือปิด ตัวต้านทานยังถูกใช้เพื่อช่วยรักษาอุณหภูมิให้เพียงพอสำหรับอุปกรณ์บางอย่าง^{[ 6 ]}

ระบบโทรคมนาคมใช้เครื่องรับส่งสัญญาณวิทยุ ซึ่งสามารถปรับกำลังส่งได้ระหว่าง 0.5 ถึง 20 วัตต์ แต่ละยานสำรวจติดตั้งเสาอากาศสามต้น ได้แก่ เสาอากาศกำลังขยายสูง (23  dB ) ที่มีมุมกระจายสัญญาณ 11° เสาอากาศกำลังขยายปานกลาง (3 dB สำหรับการส่งและ 6.3 dB สำหรับการรับ) ที่ส่งสัญญาณไปทุกทิศทางของระนาบสุริยวิถีที่ความสูง 15° และเสาอากาศไดโพลกำลังขยายต่ำ (0.3 dB สำหรับการส่งและ 0.8 dB สำหรับการรับ) เพื่อให้เสาอากาศกำลังขยายสูงหันเข้าหาโลก อย่างต่อเนื่อง จึงใช้มอเตอร์หมุนด้วยความเร็วที่สมดุลกับการหมุนของยานสำรวจ การซิงโครไนซ์ความเร็วในการหมุนทำได้โดยใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ดวงอาทิตย์อัตราการส่งข้อมูลสูงสุดที่ได้จากเสาอากาศที่มีกำลังขยายสูงคือ 4096 บิตต่อวินาที การรับและส่งสัญญาณได้รับการสนับสนุนโดย เสาอากาศ ของเครือข่ายอวกาศห้วงลึกบนโลก

เพื่อรักษาระดับการวางตัวระหว่างภารกิจ ยานอวกาศหมุนอย่างต่อเนื่องที่ 60 รอบต่อนาทีรอบแกนหลักระบบควบคุมการวางตัวจะจัดการความเร็วและการวางตัวของเพลาของยานสำรวจ ในการกำหนดทิศทาง เฮลิออสใช้เซ็นเซอร์ดวงอาทิตย์ แบบ ง่ายๆ การแก้ไขการนำทางดำเนินการโดยใช้เครื่องยนต์ขับดันก๊าซเย็น ( ไนโตรเจน 7.7 กิโลกรัม [17 ปอนด์] ) ด้วยแรงขับดัน 1 นิวตันแกนของยานสำรวจถูกรักษาไว้ให้ตั้งฉากกับทิศทางของดวงอาทิตย์และระนาบสุริยวิถีอย่างถาวร  

ระบบควบคุมบนยานสามารถจัดการคำสั่งได้ 256 คำสั่ง หน่วยความจำหลักสามารถเก็บข้อมูลได้ 500  กิโลไบต์ (ซึ่งถือว่าเป็นหน่วยความจำขนาดใหญ่มากสำหรับยานสำรวจอวกาศในยุคนั้น) และส่วนใหญ่จะใช้เมื่อยานสำรวจอยู่ในตำแหน่งที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับโลก (กล่าวคือ ดวงอาทิตย์อยู่ระหว่างโลกและยานอวกาศ) ช่วงเวลาการอยู่ในตำแหน่งดังกล่าวอาจกินเวลานานถึง 65 วัน

ยาน อวกาศ Helios-AและHelios-Bถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 10 ธันวาคม พ.ศ. 2517 และ 15 มกราคม พ.ศ. 2519 ตามลำดับHelios-Bบินเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าHelios-A ถึง 3,000,000 กิโลเมตร (1,900,000 ไมล์) โดยเข้า ใกล้ ดวงอาทิตย์ มากที่สุด เมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 2519 ที่ระยะห่าง 43.432 ล้านกิโลเมตร (26,987,000 ไมล์; 0.29032 AU) ^{[ 7 ]}ซึ่งใกล้กว่าวงโคจรของ ดาวพุธHelios-Bถูกส่งขึ้นสู่วงโคจร 13 เดือนหลังจากปล่อยHelios-A Helios -B ทำการบินผ่าน ดวงอาทิตย์ใกล้ที่สุดในบรรดายานอวกาศทั้งหมด จนกระทั่งParker Solar Probeในปี พ.ศ. 2561 ที่ระยะห่าง 0.29 AU (43.432 ล้านกิโลเมตร) จากดวงอาทิตย์^{[ 7 ]}

ยานสำรวจอวกาศเฮลิออสเสร็จสิ้นภารกิจหลักในช่วงต้นทศวรรษ 1980 แต่ยังคงส่งข้อมูลต่อไปจนถึงปี 1985

ยานสำรวจ Heliosทั้งสองลำมีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สิบชิ้น^{[ 8 ]}และการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์แบบพาสซีฟสองรายการโดยใช้ระบบโทรคมนาคมของยานอวกาศและวงโคจรของยานอวกาศ

วัดความเร็วและการกระจายตัวของ พลาสมา ลมสุริยะพัฒนาโดยสถาบัน Max Planck Institute for Aeronomyเพื่อศึกษาอนุภาคพลังงานต่ำ ข้อมูลที่รวบรวมได้ประกอบด้วยความหนาแน่น ความเร็ว และอุณหภูมิของลมสุริยะ การวัดจะดำเนินการทุกนาที ยกเว้นความหนาแน่นของฟลักซ์ ซึ่งจะดำเนินการทุก 0.1 วินาที เพื่อเน้นความผิดปกติในคลื่นพลาสมา เครื่องมือที่ใช้ประกอบด้วย: ^{[ 9 ]}

• เครื่องตรวจจับอิเล็กตรอน
• เครื่องตรวจจับโปรตอนและอนุภาคหนัก
• เครื่องวิเคราะห์โปรตอนและอนุภาคอัลฟาที่มีพลังงานระหว่าง 231  eV ถึง 16,000  eV

เครื่องวัดสนามแม่เหล็กแบบฟลักซ์เกตวัดความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำในสภาพแวดล้อมของดวงอาทิตย์ พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเบราน์ชไวค์ประเทศเยอรมนี วัดส่วนประกอบเวกเตอร์สามส่วนของลมสุริยะและสนามแม่เหล็กด้วยความแม่นยำสูง วัดความเข้มด้วยความแม่นยำภายใน 0.4 nTเมื่อความเข้มต่ำกว่า 102.4 nT และภายใน 1.2 nT ที่ความเข้มต่ำกว่า 409.6 nT มีอัตราการสุ่มตัวอย่างสองแบบให้เลือก: ค้นหาทุกสองวินาทีหรือแปดครั้งต่อวินาที^{[ 10 ]}    

วัดการเปลี่ยนแปลงของความแรงสนามและทิศทางของสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำในสภาพแวดล้อมของดวงอาทิตย์ พัฒนาโดยศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซา วัดการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบเวกเตอร์สามส่วนของลมสุริยะและสนามแม่เหล็กด้วยความแม่นยำภายใน 0.1  nT ที่ประมาณ 25  nT ภายใน 0.3  nT ที่ประมาณ 75  nT และภายใน 0.9 ^nT ที่ความเข้ม 225 nT [ ^{11 ]} 

เครื่องวัดสนามแม่เหล็กแบบขดลวดค้นหาช่วยเสริมเครื่องวัดสนามแม่เหล็กแบบฟลักซ์เกตโดยการวัดสนามแม่เหล็กในช่วง 0 ถึง 3 kHz ซึ่งพัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเบราน์ชไวค์เช่นกัน โดยสามารถตรวจจับความผันผวนของสนามแม่เหล็กในช่วง 5  Hz ถึง 3000  Hz ได้การแยกสเปกตรัมจะดำเนินการบนแกนหมุนของโพรบ^{[ 12 ]}

การตรวจสอบคลื่นพลาสมาที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยไอโอวาใช้เสาอากาศขนาด 15 เมตรสองตัวที่สร้างเป็นไดโพลไฟฟ้าสำหรับการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสถิตและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในพลาสมาลมสุริยะที่ความถี่ระหว่าง 10 Hz และ 3 MHz ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

การตรวจสอบรังสีคอสมิกที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยคีลมีเป้าหมายเพื่อกำหนดความเข้ม ทิศทาง และพลังงานของโปรตอนและอนุภาคองค์ประกอบหนักในรังสีเพื่อกำหนดการกระจายของรังสีคอสมิก เครื่องตรวจจับทั้งสาม ( เครื่องตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์เครื่องนับแสงวับและเครื่องตรวจจับเชเรนคอฟ ) ถูกห่อหุ้มไว้ในเครื่องตรวจจับป้องกันการเกิดเหตุการณ์พร้อมกัน^{[ 16 ]}

เครื่องมือวัดรังสีคอสมิกที่พัฒนาขึ้นที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดวัดคุณลักษณะของโปรตอนที่มีพลังงานระหว่าง 0.1 ถึง 800 MeVและอิเล็กตรอนที่มีพลังงานระหว่าง 0.05 ถึง 5 MeV โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ 3 ตัวที่ครอบคลุมระนาบสุริยวิถี ตัวนับสัดส่วนศึกษารังสีเอ็กซ์จากดวงอาทิตย์^{[ 17 ]}  

สเปกโตรมิเตอร์อิเล็กตรอนและโปรตอนพลังงานต่ำ ที่พัฒนาโดยสถาบัน Max Planck Institute for Aeronomyใช้สเปกโตรมิเตอร์ในการวัดลักษณะเฉพาะของอนุภาค (โปรตอน) ที่มีพลังงานระหว่าง 20 keV ถึง 2 MeV และอิเล็กตรอนและโพซิตรอนที่มีพลังงานระหว่าง 80 keV ถึง 1 MeV ^{[ 18 ]}

เครื่องมือวัดแสงจักรราศีประกอบด้วยโฟโตมิเตอร์ 3 ตัว ที่พัฒนาโดยสถาบันดาราศาสตร์แม็กซ์พลังค์เพื่อวัดความเข้มและโพลาไรเซชันของแสงจักรราศีในแสงสีขาวและใน แถบความยาวคลื่น 550 นาโนเมตรและ 400 นาโนเมตร โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ 3 ตัวที่มีแกนแสงทำมุม 15, 30 และ 90° กับระนาบสุริยวิถี จากการสังเกตเหล่านี้ จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์และขนาดและลักษณะของอนุภาคฝุ่น^{[ 19 ]}

เครื่องวิเคราะห์ไมโครอุกกาบาตที่พัฒนาโดยสถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์แม็กซ์พลังค์สามารถตรวจจับ อนุภาค ฝุ่นคอสมิก ได้ หากมีมวลมากกว่า 10 ⁻¹⁵ กรัม สามารถกำหนดมวลและพลังงานของไมโครอุกกาบาตที่มีมวลมากกว่า 10 ⁻¹⁴ กรัมได้ การวัดเหล่านี้ทำได้โดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าไมโครอุกกาบาตจะระเหยและแตกตัวเป็นไอออนเมื่อกระทบเป้าหมาย เครื่องมือจะแยกไอออนและอิเล็กตรอนในพลาสมาที่เกิดจากการกระทบ และวัดมวลและพลังงานของอนุภาคที่ตกกระทบเครื่องสเปกโทรเมตรมวล ความละเอียดต่ำ จะกำหนดองค์ประกอบของอนุภาคฝุ่นคอสมิกที่ตกกระทบที่มีมวลมากกว่า 10 ⁻¹³ กรัม^{[ 20 ] [ 21 ]}

การทดลองกลศาสตร์ท้องฟ้าที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยฮัมบูร์กใช้รายละเอียดวงโคจรของยานเฮลิออสเพื่อชี้แจงการวัดทางดาราศาสตร์: การแบนราบของดวงอาทิตย์; การตรวจสอบผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ที่คาดการณ์ไว้ ; การกำหนดมวลของดาวเคราะห์เมอร์คิวรี ; อัตราส่วนมวลของโลกและดวงจันทร์; และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนรวมระหว่างยานอวกาศเฮลิออสและสถานีรับข้อมูลบนโลก^{[ 22 ]}

การทดลองสำรวจโคโรนาที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยบอนน์จะวัดการหมุน ( ปรากฏการณ์ฟาราเดย์ ) ของลำแสงวิทยุโพลาไรซ์เชิงเส้นจากยานอวกาศเมื่อผ่านโคโรนาของดวงอาทิตย์ในช่วงตรงข้าม การหมุนนี้เป็นการวัดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนและความเข้มของสนามแม่เหล็กในบริเวณที่ผ่าน^{[ 23 ]}

Helios-Aถูกปล่อยเมื่อวันที่ 10 ธันวาคม พ.ศ. 2517 จากฐานปล่อยจรวดหมายเลข 41 ของสถานีฐานทัพอากาศเคปคานาเวรัลในเคปคานาเวรัล รัฐฟลอริดา [ ^{24 ] นี่}เป็นการบินปฏิบัติการครั้งแรกของ จรวด Titan IIIE การทดสอบการบินของจรวดล้มเหลวเมื่อเครื่องยนต์บนขั้น Centaur ด้านบน ไม่ติดไฟ แต่การปล่อยHelios-Aเป็นไปอย่างราบรื่น

ยานสำรวจถูกวางไว้ในวงโคจรเฮลิโอเซนทริกเป็นเวลา 192 วัน โดยมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ที่ 46,500,000 กม. (28,900,000 ไมล์; 0.311 AU) จากดวงอาทิตย์ ปัญหาหลายประการส่งผลกระทบต่อการปฏิบัติงาน เสาอากาศหนึ่งในสองตัวไม่ได้กางออกอย่างถูกต้อง ทำให้ความไวของอุปกรณ์พลาสมาวิทยุต่อคลื่นความถี่ต่ำลดลง เมื่อเชื่อมต่อเสาอากาศกำลังขยายสูง ทีมภารกิจตระหนักว่าการปล่อยคลื่นของเสาอากาศรบกวนอนุภาควิเคราะห์และเครื่องรับวิทยุ เพื่อลดการรบกวน การสื่อสารจึงดำเนินการโดยใช้กำลังส่งที่ลดลง แต่จำเป็นต้องใช้เครื่องรับสัญญาณภาคพื้นดินขนาดใหญ่ที่มีอยู่แล้วเนื่องจากภารกิจอวกาศอื่น ๆ ที่กำลังดำเนินการอยู่^{[ 25 ]}

ในช่วง โคจร เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ครั้งแรกในปลายเดือนกุมภาพันธ์ ปี 1975 ยานอวกาศเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่ายานอวกาศลำใดๆ ที่เคยมีมาก่อน อุณหภูมิของชิ้นส่วนบางชิ้นสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส (212 องศาฟาเรนไฮต์) ในขณะที่แผงโซลาร์เซลล์มีอุณหภูมิสูงถึง 127 องศาเซลเซียส (261 องศาฟาเรนไฮต์) แต่ก็ไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของยาน อย่างไรก็ตาม ในช่วงโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ครั้งที่สองในวันที่ 21 กันยายน อุณหภูมิกลับสูงถึง 132 องศาเซลเซียส (270 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งส่งผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์บางอย่าง

ก่อน การปล่อยยาน เฮลิออส-บีได้มีการปรับปรุงยานอวกาศบางส่วนโดยอิงจากบทเรียนที่ได้จากการปฏิบัติงานของยานเฮลิออส-เอมีการปรับปรุงเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ใช้ควบคุมทิศทาง มีการเปลี่ยนแปลงกลไกการทำงานของเสาอากาศแบบยืดหยุ่นและการปล่อยคลื่นความถี่สูง มีการปรับปรุงเครื่องตรวจ จับรังสีเอ็กซ์เพื่อให้สามารถตรวจจับการระเบิดของรังสีแกมมาได้ ทำให้สามารถใช้งานร่วมกับดาวเทียมที่โคจรรอบโลกเพื่อระบุตำแหน่งของการระเบิดได้ เนื่องจากอุณหภูมิบนยานเฮลิออส-เอต่ำกว่าอุณหภูมิสูงสุดที่ออกแบบไว้ ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดมากกว่า 20 องศาเซลเซียส (36 องศาฟาเรนไฮต์) เสมอ จึงตัดสินใจว่ายานเฮลิออส-บีจะโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น และได้เพิ่มฉนวนกันความร้อนเพื่อให้ดาวเทียมทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ถึง 15 เปอร์เซ็นต์

ข้อจำกัดด้านตารางเวลาที่เข้มงวดส่งผลกระทบต่อ การปล่อยยาน เฮลิออส-บีในช่วงต้นปี 1976 สิ่งอำนวยความสะดวกที่เสียหายระหว่างการปล่อยยาน อวกาศ ไวกิ้ง 2ในเดือนกันยายนปี 1975 ต้องได้รับการซ่อมแซม ในขณะที่การลงจอดบนดาวอังคารของไวกิ้งในฤดูร้อนปี 1976 ทำให้เสาอากาศเครือข่ายอวกาศห้วงลึก (Deep Space Network) ที่ยานเฮลิออส-บีจำเป็นต้องใช้ในการทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขณะอยู่ที่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดไม่สามารถใช้งานได้

ยานอวกาศ เฮลิออส-บีถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 10 มกราคม 1976 โดยใช้จรวดไททัน IIIE ยานสำรวจนี้อยู่ในวงโคจรที่มีคาบการโคจร 187 วัน และจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (perihelion) ที่ระยะ 43,500,000 กิโลเมตร (27,000,000 ไมล์; 0.291 หน่วยดาราศาสตร์) การวางตัวของเฮลิออส-บีเทียบกับระนาบสุริยวิถีนั้นกลับทิศทาง 180 องศา เมื่อเทียบกับเฮลิออส-เอเพื่อให้เครื่องตรวจจับไมโครอุกกาบาตสามารถครอบคลุมพื้นที่ 360 องศาได้ ในวันที่ 17 เมษายน 1976 เฮลิออส-บี โคจรผ่านดวงอาทิตย์ใกล้ที่สุดด้วยความเร็วสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 70 กิโลเมตรต่อวินาที (250,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง; 160,000 ไมล์ต่อชั่วโมง) อุณหภูมิสูงสุดที่บันทึกได้สูงกว่าที่วัดได้จาก เฮลิออส-เอถึง 20 องศาเซลเซียส (36 องศาฟาเรนไฮต์)

ภารกิจหลักของยานสำรวจแต่ละลำกินเวลา 18 เดือน แต่พวกมันปฏิบัติการได้นานกว่านั้นมาก ในวันที่ 3 มีนาคม พ.ศ. 2523 สี่ปีหลังจากการปล่อย ยานรับส่งสัญญาณวิทยุบนHelios-Bเกิดขัดข้อง ใน วันที่ 7 มกราคม พ.ศ. 2524 มีการส่งคำสั่งหยุดเพื่อป้องกันการรบกวนทางวิทยุที่อาจเกิดขึ้นระหว่างภารกิจในอนาคตHelios-Aยังคงทำงานได้ตามปกติ แต่เนื่องจากไม่มีเสาอากาศ DSN ขนาดใหญ่ ข้อมูลจึงถูกรวบรวมโดยเสาอากาศขนาดเล็กในอัตราที่ต่ำกว่า เมื่อถึงวงโคจรที่ 14 เซลล์แสงอาทิตย์ที่เสื่อมสภาพของ Helios-Aไม่สามารถให้พลังงานเพียงพอสำหรับการรวบรวมและส่งข้อมูลพร้อมกันได้อีกต่อไป เว้นแต่ยานสำรวจจะอยู่ใกล้จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ในปี พ.ศ. 2527 เครื่องรับสัญญาณวิทยุหลักและสำรองเกิดขัดข้อง ซึ่งบ่งชี้ว่าเสาอากาศกำลังขยายสูงไม่ได้ชี้ไปยังโลกอีกต่อไป ข้อมูล โทรมาตร สุดท้าย ได้รับใน วันที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2529 ^{[ 26 ]}

ยานสำรวจทั้งสองลำได้รวบรวมข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับกระบวนการลมสุริยะและอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นตัวกลางระหว่างดาวเคราะห์และรังสีคอสมิกการสังเกตการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาตั้งแต่ช่วงที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมต่ำสุดในปี 1976 จนถึงช่วงที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมสูงสุดในช่วงต้นทศวรรษ 1980

การสังเกตแสงจักรราศีทำให้ทราบคุณสมบัติบางประการของฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์ที่อยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 1 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ เช่น การกระจายตัวในอวกาศ สี และการโพลาไรซ์ปริมาณฝุ่นที่สังเกตได้มีมากกว่ารอบโลกถึง 10 เท่า การกระจาย ตัวที่ไม่สม่ำเสมอเป็นสิ่งที่คาดการณ์ได้โดยทั่วไปเนื่องจากการโคจรผ่านของดาวหาง แต่การสังเกตการณ์ยังไม่ยืนยันข้อสันนิษฐานนี้

ยานอวกาศเฮลิออสได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับดาวหาง โดยสังเกตการณ์การผ่านของดาวหางC/1975 V1 (เวสต์)ในปี 1976, C/1978 H1 (เมียร์) ในเดือนพฤศจิกายน 1978 และC/1979 Y1 (แบรดฟิลด์) ในเดือนกุมภาพันธ์ 1980 ในเหตุการณ์สุดท้าย ยานสำรวจตรวจพบความผิดปกติในลมสุริยะ ซึ่งต่อมาอธิบายได้ว่าเป็นการขาดตอนของหางดาวหาง เครื่องวิเคราะห์พลาสมาแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์การเร่งความเร็วของลมสุริยะความเร็วสูงนั้นเกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของหลุมโคโรนา เครื่องมือนี้ยังตรวจพบไอออนฮีเลียมที่แยกตัวอยู่ในลมสุริยะเป็นครั้งแรก ในปี 1981 ในช่วงที่กิจกรรมของดวงอาทิตย์สูงสุด ข้อมูลที่รวบรวมโดยเฮลิออส-เอในระยะใกล้จากดวงอาทิตย์ช่วยเติมเต็มการสังเกตการณ์การปล่อยมวลโคโรนาที่ดำเนินการจากวงโคจรของโลก ข้อมูลที่รวบรวมโดย เครื่องวัดสนามแม่เหล็กของ เฮลิออสเสริมข้อมูลที่รวบรวมโดยไพโอเนียร์และวอยเอเจอร์และถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดทิศทางของสนามแม่เหล็กในระยะทางที่แตกต่างกันจากดวงอาทิตย์

เครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุและพลาสมาถูกใช้เพื่อตรวจจับการระเบิดของคลื่นวิทยุและคลื่นกระแทกที่เกี่ยวข้องกับเปลวสุริยะ ซึ่งมักเกิดขึ้นในช่วงที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมสูงสุด เครื่องตรวจจับรังสีคอสมิกศึกษาว่าดวงอาทิตย์และตัวกลางระหว่างดาวเคราะห์มีอิทธิพลต่อการแพร่กระจายของรังสีเหล่านั้นอย่างไร ไม่ว่าจะเป็นรังสีจากดวงอาทิตย์หรือจากกาแล็กซี มีการวัดค่าความชันของรังสีคอสมิกตามระยะทางจากดวงอาทิตย์ การสังเกตการณ์เหล่านี้ เมื่อรวมกับการสังเกตการณ์ที่ทำโดยยานไพโอเนียร์ 11ระหว่างปี 1977 ถึง 1980 ที่ระยะห่าง 12–23  หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ ทำให้ได้แบบจำลองที่ดีของค่าความชัน นี้ มีการวัดลักษณะบางอย่างของโคโรนาชั้นในของดวงอาทิตย์ในระหว่างการบังดวงอาทิตย์ เพื่อจุดประสงค์นี้ จะมีการส่งสัญญาณวิทยุจากยานอวกาศไปยังโลก หรือสถานีภาคพื้นดินส่งสัญญาณที่ยานสำรวจส่งกลับมา การเปลี่ยนแปลงในการแพร่กระจายของสัญญาณที่เกิดจากการเคลื่อนที่ผ่านโคโรนาของดวงอาทิตย์ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการผันผวนของความหนาแน่น

ณ ปี 2020 ยานสำรวจไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป แต่ยังคงโคจรรอบดวงอาทิตย์^{[ 27 ] [ 28 ] [ 1 ] [ 29 ]}ในเดือนมกราคม 2024 มีการค้นพบดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก ขนาดเล็ก และได้รับการกำหนดชื่อชั่วคราวว่า2024 BY ₁₅ ต่อมา ได้รับการยอมรับว่าเป็นขั้นบนของHelios-Bในเดือนสิงหาคม 2025 และต่อมาศูนย์ดาวเคราะห์น้อย ได้ลบชื่อดังกล่าว ออก^{[ 30 ] [ 31 ]}

• รายชื่อสถิติความเร็วของยานพาหนะ
• ลำดับเหตุการณ์ของดาวเทียมเทียมและยานสำรวจอวกาศ

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับยานอวกาศเฮลิออส

• Helios-Aถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 29 มิถุนายน 2019 ที่ Wayback Machineในแคตตาล็อกหลักของ NSSDC
• Helios-Bถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 เมษายน 2019 ที่ Wayback Machineในแคตตาล็อกหลักของ NSSDC
• ข้อมูลภารกิจHelios-Aโดย NASA's Solar System Exploration
• ข้อมูลภารกิจHelios-Bโดย NASA's Solar System Exploration
• รายงานข้อมูลการบินของจรวดTitan/Centaur D-1T TC-2 และHelios-A
• รายงานข้อมูลการบินของจรวดTitan/Centaur D-1T TC-5 และHelios-B
• ดาวเทียม Helios-Aและ-Bโดยสถานีติดตาม Honeysuckle Creek
• หน้าเว็บ Heliosโดย Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung