Автоматическая межпланетная станция США выведена на орбиту во время 36-го полета МТТК «Спейс Шаттл» «Дискавери» 7 октября 1990г. Цель запуска — исследования полярных областей Солнца, в основном магнитосферы и солнечного ветра. АМС «Улисс» преодолела силу земного притяжения с самой большой скоростью — около 15 км/сек (54 614 км/ч). Вес станции 345 кг, расчетная продолжительность эксплуатации 4,5 года.
Данный запуск имел одну особенность: впервые с помощью земного космического аппарата должны были проводиться исследования полярных областей нашего светила, недоступные наблюдениям с Земли и околоземной орбиты. Для этого АМС должна была набрать очень значительную скорость ввиду мощнейшего гравитационного поля Солнца. Поэтому был использован метод разгонки в гравитационном поле одной из планет. Учитывая специфику запуска, в качестве гравитационного ускорителя был выбран Юпитер. Поэтому первоначальная траектория «Улисса» была направлена к этой планете.
К Юпитеру «Улисс» приблизилась через 16 месяцев 18 февраля 1992г. В ходе маневра траектория аппарата была изменена, плоскость его новой орбиты образовала угол, близкий к 90 градусам, после чего, получив добавочное ускорение, «Улисс» направился к Солнцу, одновременно выходя из плоскости эклиптики. В конце октября 1994г. АМС приблизилась к южному полюсу Солнца и начала передачу данных. В районе южного полюса Солнца «Улисс» работал около 4 месяцев, затем произвел облет Солнца и к октябрю 1995г. приблизился к северному полюсу, после чего начал удаляться от Солнца по вытянутой эллиптической орбите. С помощью двух антенн длиной 7 и 7.5 м, и двух магнитометров, выдвинутых на 3.5 м, станция выполняла точные измерения электрических и магнитных полей Солнца, солнечного ветра, потока частиц высоких энергий, а также его радио- и рентгеновского излучения. За полтора года, с июня 1996г. до декабря 1977г. станция «дошла» от отметки 4.0 а.е. от Солнца до афелия на расстоянии 5.4 а.е. В середине декабря станция пересекла солнечный экватор в направлении с севера на юг. Таким образом, «Улисс» закончил свой первый рабочий виток вокруг Солнца, начатый пролетом Юпитера 8 февраля 1992г. Уже первые исследования «Улисса» над полярными районами Солнца принесли ряд неожиданных результатов. Поток газа, уносимого солнечным ветром, оказался очень быстрым и относительно гладким. Магнитное поле над полюсом оказалось не сильнее, чем над экватором. Только немного возросла интенсивность космических лучей. «Улисс» зафиксировал в полярных районах магнитные волны большой интенсивности. Постоянство уносимого магнитного поля солнечным ветром объяснялось тем, что вблизи Солнца солнечный ветер частично оттесняется к экватору.
В полярном магнитном поле была обнаружена «волновая шапка». Это область сильной переменной составляющей, сравнимой с величиной самого поля. Волновая шапка, видимо, превосходит фокусирующий эффект так называемой «полярной воронки» Солнца и препятствует проникновению через нее во внутреннюю часть Солнечной системы галактических космических лучей. Причиной возникновения волн могут быть движения на поверхности Солнца, причем они могут менять поток солнечного ветра через его ускорение и дополнительный нагрев. Волны такого типа наблюдались на космических аппаратах и в окрестностях Земли. Они появлялись в периоды высокой скорости солнечного ветра. Именно в эти периоды Земля погружается в солнечный ветер, исходящий именно из полярных регионов Солнца.
К октябрю 2001г. станция снова пролетела над северным полюсом Солнца и изучала наше светило в течение двух месяцев. После 11 лет полета системы станции работают нормально.
Специалисты из 12 стран Европы и Америки уверены, что анализ данных станции даст много новой информации. «Улисс» зарегистрировал два типа солнечного ветра — быстрый, исходящий из полярных районов, и медленный — из экваториальных. Эти типы различаются также по составу.
Зонд обнаружил загадочные особенности магнитного поля полярных областей Солнца. Так что у ученых впереди масса работы.
АМС «Улисс» 17 ноября 2006г. начал свое третье прохождение над южным полюсом Солнца. Первые его проходы над полюсами датируются 1994 (южный) и 1995 (северный) годами, когда активность Солнца была минимальной. Во время вторых проходов в 2000 (южный) и 2001 (северный) годах наоборот светило было на пике своей активности. Начавшийся третий проход вновь пришелся на период солнечного минимума. Однако сейчас магнитное поле звезды поменяло свою полярность (22-летний цикл), что позволит получить новые данные о его гелиосфере.
14 октября 2001г. второй раз за свою 11-летнюю историю межпланетный зонд «Улисс» движется над северным полюсом Солнца. 13 октября аппарат достиг 80-й северной солнечной широты и будет изучать этой район поверхности нашего светила еще два месяца. Проход над северным полюсом завершится 10 декабря, когда «Улисс» спустится до 70-го градуса северной солнечной широты. Системы корабля работают нормально, и он продолжает передавать на Землю данные об активности на поверхности светила.
27 февраля 2008г. появилось сообщение, что специалисты ESA считают, что миссия аппарата «Улисс» близится к своему завершению.
АМС провёла в космосе около 17 лет, что почти в четыре раза превышает ранее определенный срок его функционирования. Предполагается, что в ближайшие месяц-два аппарат прекратит посылать сигналы на Землю из-за естественного износа оборудования. Ресурс «Улисс» был рассчитан на пять лет работы. В данный момент АМС вращается вокруг нашего светила с периодичностью в 6 лет. Чем дальше он удаляется от Солнца, тем больше он охлаждается. Когда температура на его борту упадёт ниже 2 градусов C, то гидразиновое топливо «Улисса» замёрзнет. До недавнего времени это не представляло особой проблемы, так как АМС оборудована нагревателями, которые поддерживают необходимую температуру аппарата. Однако за 17 лет запас радиоактивного изотопа, служившего источником энергии для зонда, и неуклонно уменьшался. Сейчас АМС уже не способна поддерживать работу научного оборудования, нагревательной системы и системы связи. Для спасения аппарата был разработан план, согласно которому было необходимо отключить главный передатчик «Улисса», дабы высвободить некоторое количество энергии. В дальнейшем его намеревались вновь включить, чтобы получить собранную научную информацию. К сожалению, во время проверки этого метода в январе 2008 года, передатчик не удалось вернуть в рабочее состояние. Сейчас команда операторов зонда считает, что передатчик вряд ли заработает вновь и готовится сворачивать программу.
АМС «Улисс» прекратила работу 1 июля 2008г., а затем появилось второе сообщение, что 30 июня 2009г. Американское и Европейское космические агентства приняли решение прекратить миссию АМС «Улисс», которая больше 18 лет изучала Солнце.