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奋进号搭载山东大学主研AMS热系统上太空通

2019-01-14 05:35:35

  奋进号搭载山东大学主研AMS热系统上太空

  图为发射现场。

  中国山东讯北京时间5月16日晚上8时56分,由山东大学科学家主研热力系统的阿尔法磁谱仪(AlphaMagneticSpectrometer,AMS)搭乘美国奋进号航天飞机升空挺进国际空间站。

  16日从山东大学获悉,随美国奋进号航天飞机进入太空的阿尔法磁谱仪,由山东大学程林教授作为热系统首席科学家,他的研究团队在该项目中成功解决了人类历史上首次带电磁铁在太空中运行温度控制这一关键科学问题,确保未来20年中AMS作为国际空间站上大型科学实验得以实现。

  据介绍,AMS的主要使命是在太空中探索暗物质和反物质的存在。在太空中,90分钟内温度在零下40摄氏度到零上60摄氏度之间循环变化,而AMS各探测器及电子设备的热控制要求又极其苛刻,其工作温度变化必须维持在1摄氏度范围内,因此,热系统的研制水平及质量就直接关系到AMS在国际空间站科研目标的实现,及其工作状态、运行寿命和实验可靠性。山东大学为主力研究的热系统是为AMS的所有元件和实验提供安全工作的基础环境。通俗地讲就是为AMS穿上了一件衣服,保证其不感冒、不生病,正常工作。AMS热系统将成为国际空间站上中国制造的重要大型组件。

  据悉,AMS是上世纪末本世纪初世界上重要的科学工程之一,是未来20年里国际空间站上的科学实验。该项目由诺贝尔奖获得者丁肇中教授领衔,汇集美国、中国、俄罗斯、意大利、瑞士、德国等16个国家和地区的60个大学和研究机构的600余位科学家,历时20年,耗资21亿美元。作为AMS热控制系统研发单位,山东大学将继续承担AMS的后续工作,全面负责该系统在太空复杂、苛刻工况下的在轨运行状况的实时监控,进行相关的数据分析、数据存储、数据服务等工作。(刘祺李欣)

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  山东大学助热粒子太空探测

  美国东部时间5月16日8时56分(北京时间5月16日20点56分),默默的由诺贝尔奖获得者丁肇中教授领衔、山东大学程林教授担任热系统首席科学家参与研制的阿尔法磁谱仪2(AMS02),搭乘美国奋进号航天飞机从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心升空

奋进号搭载山东大学主研AMS热系统上太空通

,标志着粒子太空探测新时代的开始。

  山东大学在AMS02项目中承担了重要部分热系统的研发。热系统首席科学家程林和他的研究团队在该项目中首次成功解决了带电磁铁太空运行的温度控制这一关键科学难题。

  山东大学在磁谱仪项目所有参与机构中个完成任务,得到了美国国家航空航天局的高度评价。

  七年磨一剑

  程林接受采访时说,AMS项目是上乙字世纪末和本世纪初世界上重要的科学工程之一,其物理学使命是在太空中探索暗物质和反物质的存在,是人类在太空中进行的规模的科学实验。项目汇集了来自16个国家和地区的56个科研机构的600余名科学家,历时近20年,一张微笑的笑脸耗资20亿美元。

  山东大学于2004年加入AMS项目组,全面负责其热系统的研究与设计,程林担任首席科学家。AMS热系统是一个非常而是由你爱上一个人的那一刻开始复杂的系统,涉及热能工程、机械制造、材料科学、电子信息等多个领域,没有任何成功的经验和先例可供借鉴。

  在太空中,90分钟内温度在-40℃和60℃之间循环变化,热系统需要应对的复杂性可想而知。同时,AMS各探测器及电子设备对热控制要求极其苛刻,各探测器的工作温度变化必须维持在1℃内。可以说,热系统研制的水平及质量直接决定着AMS的工作状态、运行寿命及实验的可靠性。

  山东大学先后有30余位学者和博士研究生长期在欧洲核子中心工作。程林作为人,与来自美国麻省理工学院等不同单位的30多位科学家一起,对AMS在各个季节的温度、运行方式以及空间站的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。此外,还设计了AMS在国际空间站环境下运行的热系统。整体设计通过了美国国家航空航天局的严格评估与实验。

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  作为AMS热系统研发单位,未来10年中,山东大学AMS中心将通过对国际空间站传输的海量数据进行存储和分析,实时监控AMS热系统在国际空间站轨道、运行状态、太阳照度、星体反射常数和地球温度变化环境下的工作状况,保证AMS正常运行。

  新技术的摆渡人

  热管是目前已知的传热效率的传热元件,被广泛应用于新能源开发、电子芯片冷却、化工、动力、冶金、建材等领域的热量转换及回收。国内从上世纪80年代开始开发使用热管,目前产值在200亿元-300亿元之间。但应用于大规模集成电路、深冷、航空航天等领域的环路热管,目前基本被美国等极少数国家垄断。我国既缺乏真正有效的自主知识产权,又受到严格的技术封锁与限制,因此未见批量生产。

  通过参与AMS项目,山东大学开发了10余项具有自主知识产权的先进传热技术,是目前我国不具备甚至是在今后一个时期也很难自主研发的,这些技术孕育着巨大的产业化潜力。山东大学研制的新型环路热管,是项目产生的代表性、实用性的典型成果,其性能达到目前世界上异的水平。高精度热控制技术、环路热管技术和大功率热机械泵等,不仅具有水平,也具有批量生产的能力和广阔的应用前景。

  2008年11月,丁肇中教授在拜会山东省委书记姜异康时曾表示,因为以山东大学程林教授为首席科学家的热科学团队为AMS作出了非常重要的贡献,按照国际惯例,山东大学应该分享AMS的所有成果,AMS中的先进传热技术可以在山东进行产业化。

  山东大学成为了新技术的摆渡人,多项国际前沿成果可以顺利在我国实现产业化。目前,环路热管技术已经开始中试研究。经过一个完整的产品中试过程和相关产业化的实施,将会产生巨大的经济和社会效益。(大众王原)

  背景:寻找神秘的反物质和暗物质

  新华北京5月16日电16日,高精度粒子探测器阿尔法磁谱仪2(AMS0棉衣毛衣外套2)由美国奋进号航天飞机搭载到国际空间站上长期运行,科学目的是寻找反物质和暗物质。

  反物质和暗物质在哪里?理论上讲,它们应当存在。现实中,却难觅其踪。在诺贝尔物理学奖得主、美籍华人科学家丁肇中的领导下,多国研究人员10多年来执著于用航天飞机将阿尔法磁谱仪送进茫茫宇宙,找寻这两种神秘物质。

  什么是反物质?众所周知,世界由物质组成。人类已知的物质是正物质,由原子组成。原子由带正电的质子和带负电的电子以及中性的中子组成。与此相反,反物质由带负电的质子和带正电的电子组成。迄今为止,人们还没有在现实中找到反物质的存在有力证据。它会不会藏身于遥远的太空呢?这是目前粒子物理学家和天体物理学家关注的焦点之一。

  暗物质是科学家们苦苦寻找的另一个目标。现在人类所看到的天体,要么发光,如太阳;要么反光,如月亮。有迹象表明,宇宙中还有大量人们看不见的物质存在。它没有发出可见光和其他电磁波,用天文望远镜看不到。但它能够产生万有引力,对可见的物质产生作用。科学家推算,暗物质可能占宇宙所有物质总量的90%以上。

  由丁肇中教授领导的阿尔法磁谱仪实验,将在地球大气层以外探测是否有反物质存在。如果能探测到带负电荷的原子核,说明有反物质存在。由于磁谱仪可测反质子和正电子的能谱,它也能测算天体中是否有暗物质。

  如果AMS02此行有所斩获,人类对宇宙的认识将掀开崭新一页。

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