Helios 1

Helios 1 Helios A
Tehniķis pie viena no diviem Helios aparātiem
KA veids	Saules pētniecības zonde
Operators	DFVLR, Vācija NASA, ASV
Izgatavotāji	Messerschmitt-Bölkow-Blohm, Vācija
Starts	10.12.1974. 07:11:01 UTC
Starta vieta	Kanaveralas zemesrags SLC-41 ASV
Nesējraķete	Titan IIIE / Centaur, ASV
Aktivitātes beigas	1986. gada 10. februāris
Darbības ilgums	11 gadi
NSSDC ID	1974-097A
SCN	07567
Masa	371,2 kg
Enerģija	saules baterijas
Orbītas elementi
Centr. ķermenis	Saule
Periods	192 dienas
Perihēlijs	46 500 000 km (0,311 AU)
Programma Helios
Iepriekšējais Nākamais Helios 2

Helios 1 jeb Helios A bija Vācijas Federatīvās Republikas un ASV kopēja Saules procesu izpētes zonde. To kosmosā palaida 1974. gada 10. decembrī un heliocentriskā orbītā veica pētījumus līdz 1985. gada februārim.

Helios bija kopējs Vācijas Aviācijas un kosmosa pētniecības un testēšanas centra (Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, DFVLR, tagad Vācijas Aviācijas un kosmosa centrs) un Nacionālās aeronautikas un kosmosa administrācijas (NASA) projekts. Kosmisko aparātu izgatavoja VFR uzņēmums Messerschmitt-Bölkow-Blohm.

Uzbūve

Helios-A masa ir 370 kilogrami. Tās zinātnisko instrumentu masa ir 73,2 kg. Centrālais korpuss ir sešpadsmit stūru prizma ar diametru 1,75 metri un augstumu 0,55 m. Korpusā ir uzstādīta lielākā daļa aprīkojuma un instrumentu. Izņēmums ir masti un antenas, ko izmanto eksperimentu laikā, un nelieli teleskopi, ar kuriem mēra zodiakālo gaismu. Virs un zem korpusa ir divi konusveida saules paneļi, kas piešķir mezglam diabolo vai diegu spoles izskatu. Kosmiskais aparāts rotē ap savu asi, kas ir perpendikulāra ekliptikai, ar 60 apgriezieniem minūtē.

Zinātniskie instrumenti

Zondē bija uzstādīti 10 zinātniskie instrumenti un divi pasīvie zinātniskie pētījumi, izmantojot kosmiskā aparāta telesakaru sistēmu un tā orbītu:

• Plasma experiment investigation , mērīja Saules vēja plazmas blīvumu, ātrumu un temperatūru; to izstrādāja Maksa Planka institūts aeronomijai;
• Flux-gate magnetometer, magnētiskās zondes magnetometrs mērīja zemas frekvences magnētisko lauku intensitāti un virzienu Saules vidē; tas ar augstu precizitāti mērīja Saules vēja un tā magnētiskā lauka trīs vektoru komponentes; to izstrādāja Braunšveigas Universitāte Vācijā;
• Flux-gate magnetometer 2, magnētiskās zondes magnetometrs mērīja zemas frekvences magnētisko lauku intensitāti un virzienu Saules vidē; to izstrādāja NASA Godarda Kosmosa lidojumu centrs;
• Search coil magnetometer, indukcijas spoles magnetometrs papildināja magnētiskās zondes magnetometrus, mērot magnētiskos laukus no 0 līdz 3 kHz; to izstrādāja Braunšveigas Universitāte;
• Plasma wave investigation, plazmas viļņu pētījumā izmanto divas 15 m antenas, kas veido elektrisko dipolu, lai pētītu elektrostatiskos un elektromagnētiskos viļņus Saules vēja plazmā frekvencēs no 10 Hz līdz 3 MHz; to izstrādāja Aiovas Universitāte;
• Cosmic radiation investigation, kosmiskā starojuma pētījuma mērķis bija noteikt protonu un smago daļiņu intensitāti, virzienu un enerģiju starojumā, lai noteiktu kosmiskā starojuma izplatību; trīs detektori (pusvadītāja detektors, scintilācijas skaitītājs un Čerenkova detektors) bija ievietoti pretsakrišanas detektorā; to izstrādāja Ķīles Universitāte;
• Cosmic ray instrument, kosmisko staru instruments mērīja protonu ar enerģiju no 0,1 līdz 800 MeV un elektronu ar enerģiju no 0,05 līdz 5 MeV īpašības; tas izmantoja trīs teleskopus, kas aptvēra ekliptikas plakni; proporcionālais skaitītājs pētīja Saules radītos rentgena starus; to izstrādāja Godarda Kosmosa lidojumu centrs;
• Low energy electron and proton spectrometer, zemas enerģijas elektronu un protonu spektrometrs izmantoja spektrometrus, lai mērītu daļiņu (protonu) ar enerģiju no 20 keV līdz 2 MeV un elektronu un pozitronu ar enerģiju no 80 keV līdz 1 MeV; to izstrādāja Maksa Planka institūts aeronomijai;
• Zodiacal light photometer, zodiakālās gaismas instrumentam bija trīs fotometri, lai mērītu zodiakālās gaismas intensitāti un polarizāciju baltā gaismā un 550 nm un 400 nm viļņu garuma joslās, izmantojot trīs teleskopus, kuru optiskās asis veido 15, 30 un 90° leņķi pret ekliptiku; no šiem novērojumiem ieguva informāciju par starpplanētu putekļu telpisko sadalījumu un putekļu daļiņu lielumu un raksturu; to izstrādāja Maksa Planka institūts astronomijai;
• Micrometeoroid analyzer, mikrometeoroīdu analizators spēja noteikt kosmisko putekļu daļiņas ar masu lielāku par 10—15 g; šiem mērījumiem izmantoja to, ka mikrometeorīti, triecoties mērķī, iztvaiko un jonizējas; to izstrādāja Maksa Planka institūts kodolfizikai;
• Celestial mechanic experiment, debesu mehānikas eksperiments izmantoja Helios orbītas īpatnības, lai precizētu astronomiskos mērījumus: Saules saplacināšanos, prognozēto vispārīgās relativitātes efektu pārbaudi, Merkura masas noteikšanu, Zemes un Mēness masas attiecību un integrēto elektronu blīvumu starp kosmisko aparātu un datu uztvērējstaciju uz Zemes; to izstrādāja Hamburgas Universitāte;
• Coronal sounding experiment, koronālās zondēšanas eksperiments mērīja no zondes nākoša lineāri polarizēta radio staru kūļa rotāciju (Faradeja efekts), kad tas opozīcijas laikā šķērso Saules vainagu; to izstrādāja Bonnas Universitāte.

Lidojuma gaita

Helios 1 tika palaists 1974. gada 10. decembrī 07:11:01 UTC ar nesējraķeti Titan IIIE / Centaur no Kanaveralas zemesraga Gaisa spēku stacijas starta laukuma SLC-41.

Zonde tika ievadīta heliocentriskā orbītā ar perihēliju 46 500 000 km (0,311 AU), Sauli apriņķojot 192 dienās. Darbību ietekmēja vairākas problēmas. Viena no divām antenām nebija pareizi izvietota, samazinot radioplazmas aparāta jutību pret zemas frekvences viļņiem. Kad tika pieslēgta liela pastiprinājuma antena, misijas komanda saprata, ka tās izstarojums traucē analizatora daļiņu un radio uztvērēja darbību. Lai mazinātu traucējumus, sakari tika veikti, izmantojot samazinātu jaudu, taču tam bija jāizmanto liela diametra zemes uztvērēji, kas bija agrāk uzstādīti, pateicoties citām notiekošajām kosmosa misijām.

Pirmā perihēlija laikā 1975. gada februāra beigās Helios 1 pietuvojās Saulei tuvāk nekā jebkurš cits kosmiskais aparāts. Dažu komponenšu temperatūra sasniedza vairāk nekā 100 °C, bet saules bateriju temperatūra sasniedza 127 °C, neietekmējot zondes darbību. Savukārt otrajā apriņķojumā 21. septembrī temperatūra sasniedza 132 °C, kas ietekmēja dažu instrumentu darbību.

Zondes primārā misija ilga 18 mēnešus, taču tā darbojās daudz ilgāk. Līdz 14. orbīta apriņķojumam Helios-A degradētie saules bateriju elementi vairs nespēja nodrošināt pietiekamu jaudu vienlaicīgai datu vākšanai un pārraidei, ja vien zonde neatradās tuvu perihēlijam. 1984. gadā vairs neuztvēra galvenais un rezerves radiouztvērējs, kas liecināja, ka liela pastiprinājuma antena vairs nebija vērsta pret Zemi. Pēdējie telemetrijas dati tika saņemti 1986. gada 10. februārī.

Ārējās saites

• Helios Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
• Helios 1, 2 Gunter's Space Page, (angliski)
• Helios Encyclopedia Astronautica, (angliski)