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中国科学家为阿尔法磁谱仪2套上保暖衣

行业聚焦点中国仪表网2011年05月18日 09:21人气:752

  人类首次可控制太空中带电磁铁温度
  
  阿尔法磁谱仪2的“保暖外衣”热系统由山东大学科学家领衔研制,将是人类史上首次解决带电磁铁在太空中运行的温度控制问题。
  
  阿尔法磁谱仪2是由诺贝尔物理学奖获得者、美籍华人科学家丁肇中教授领导的大型太空科学实验项目,它将被永久安放在国际空间站上,在太空中探索暗物质和反物质的存在。
  
  山东大学校长徐显明介绍说,该校于2004年加入阿尔法磁谱仪项目组,全面负责其热系统的研究与设计,山东大学程林教授担任AMS热系统的首席科学家。
  
  “阿尔法磁谱仪2将面对的空间热环境非常复杂,而我们的工作就相当于给它穿一件衣服,让它保持稳定的温度。”程林说。
  
  为了完成这个目标,山东大学团队作为第一责任人与来自美国麻省理工学院、瑞士苏黎世高工、美国宇航局等不同机构的30多位科学家一起,对阿尔法磁谱仪在各个季节的温度、运行方式、以及空间站方位,做了全部的热模型和热模拟,提出了不同结构形式的散热元件,保证了系统的高效散热以及温度场的均匀性和稳定性。系统整体设计经过美国宇航局的严格评估与实验,得到了高度评价。
  
  2006年10月,山东大学研究、设计并制造完成的热系统运抵位于日内瓦的阿尔法磁谱仪2装配中心,2007年8月通过了在德国慕尼黑进行的测试,性能全部合格,其中的新型环路热管代表了当今世界最高技术水平。
  
  “中国心”
  
  13年后再次“披挂上阵”
  
  “鲜为人知的是,阿尔法磁谱仪2体内有一颗强大的"中国心"一块"MADEINCHINA"、内径约1.2米、重约2.6吨、中心磁场强度1370高斯的环形巨大永磁铁。”中科院高能物理研究所所长、中科院院士陈和生说。
  
  反物质和暗物质是两种“神秘”物质。从理论上讲,它们应当存在,但现实中还没有找到证明它们存在的真凭实据。“宇宙是最终的实验室。”丁肇中在4月底发表的公报中表示。
  
  1998年6月,阿尔法磁谱仪1搭载美国“发现号”航天飞机首次进入太空,成为人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。当时,陈和生在佛罗里达州肯尼迪航天中心亲历了那次为期10天的实验。
  
  “这10天里,中国永磁体经受住了考验,工作正常。时隔13年后的今天,它再次"披甲上阵",到国际空间站做长期实验,帮助阿尔法磁谱仪2"捕捉"神秘的反物质和暗物质。”谈起阿尔法磁谱仪2最核心部件中国造永磁体,陈和生无比自豪。
  
  “最大的挑战就是要将大型磁铁放入太空。”丁肇中说。美国宇航局对磁铁的负载安全要求极高,一是要降低漏磁,避免干扰航天飞机和空间站其他仪器的工作。二是磁二极矩必须极小,以免磁谱仪在地球磁场作用下产生转动。
  
  按照惯例,美国宇航局对搭载大型设备需做3次安全评估,而中国制造的钕铁硼磁铁只做了两次就顺利“闯关”。业内人士说,这在美国宇航局检验史上还是第一次。
  
  不久前,阿尔法磁谱仪2曾进行模拟空间测试。科学家根据测试结果决定,沿用曾服役阿尔法磁谱仪1的中国永磁体,它可以使磁谱仪使用寿命长达18到20年。
(本文来源:人民网-人民日报海外版转载请注明出处
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