Alpha Magnetic Spectrometer

Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)

Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), znany również jako Magnetyczny Spektrometr Alfa, to moduł-eksperyment z zakresu fizyki cząstek, który został zainstalowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Jego głównym celem jest precyzyjny pomiar strumienia naładowanych promieni kosmicznych w niskiej orbicie wokół Ziemi. Eksperyment ten umożliwi badania dotyczące formowania się Wszechświata oraz poszukiwanie dowodów na istnienie cząstek dziwnych, ciemnej materii i swobodnej antymaterii. Odkrycie nawet pojedynczych jąder antyhelu w promieniowaniu kosmicznym mogłoby dostarczyć mocnych dowodów na symetrię między materią a antymaterią.

Początkowo istniały obawy co do możliwości startu AMS, ponieważ nie było pewności, czy będą dostępne sprawne wahadłowce Space Shuttle. Ostatecznie jednak Izba Reprezentantów Stanów Zjednoczonych zatwierdziła dodatkowy lot wahadłowca, w tym celu dostarczenia urządzenia na stację kosmiczną. Finalny montaż miał miejsce w CERN. Sprzęt dotarł do Centrum Kosmicznego im. Johna F. Kennedy’ego 26 sierpnia 2010. Start promu kosmicznego Endeavour z AMS-02 w ramach misji STS-134 odbył się 16 maja 2011, a AMS-02 został zainstalowany na ISS 19 maja 2011.

Projekt i jego rozwój

Inicjatywa eksperymentu została zaproponowana w 1995 roku przez Samuela Tinga, fizyka cząstek elementarnych, tuż po zakończeniu projektu Superconducting Super Collider. Ting stanął na czele zespołu badawczo-rozwojowego, składającego się z 500 naukowców z 56 instytutów w 16 krajach. Całkowity koszt tego 1,5 miliardowego projektu został określony przez The New York Times jako „jeden z najbardziej kosztownych eksperymentów naukowych kiedykolwiek zaprojektowanych”.

Problemy ze startem

Nasa miała zapewnić transport do ISS na pokładzie jednego ze swoich wahadłowców. Prototyp AMS (AMS-01) poleciał w kosmos podczas misji STS-91 w 1998 roku. Niestety, po katastrofie promu Columbia w 2003 roku, NASA zdecydowała się na zmniejszenie liczby planowanych lotów wahadłowców i wycofanie pozostałych jednostek do 2010 roku. To skomplikowało wysłanie AMS (AMS-02) w kosmos. W 2006 roku NASA rozważała alternatywne metody transportu AMS do ISS, jednak były one zbyt kosztowne. W marcu 2006 roku program STS został zreorganizowany, a ostatni planowany lot przesunięto na lipiec 2010. W tych okolicznościach, dodatkowa misja instalacyjna dla AMS mogła być zrealizowana pod warunkiem zatwierdzenia przez Senat, prezydenta USA i NASA. Po dostarczeniu AMS (AMS-02) do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, planowano jego instalację na strukturze kratownicowej stacji w sekcji USS-02, po zenitowej stronie segmentu S3, z wykorzystaniem systemu PAS (Payload Attachment System).

Ostatnia faza rozwojowa

W maju 2008 roku, zaproponowano ustawę zezwalającą na wystrzelenie Alpha Magnetic Spectrometer do ISS na pokładzie dodatkowego lotu wahadłowca w 2010 lub 2011 roku. Ustawa została jednomyślnie przyjęta przez Izbę Reprezentantów 11 czerwca 2008. Następnie trafiła do Senackiej Komisji Handlu, Nauki i Transportu, gdzie również została zatwierdzona. Potem przeszła przez obrady Senatu i ponownie przez Izbę Reprezentantów. Ustawa została podpisana przez prezydenta George’a Busha 15 października 2008, co zapewniło wystarczające fundusze dla NASA na dodanie jeszcze jednego lotu do programu wahadłowców przed jego zakończeniem. W styczniu 2009 roku NASA postanowiła wysłać AMS (AMS-02) w ramach misji STS-134, która ostatecznie miała miejsce w maju 2011.

Konstrukcja

Urządzenie AMS obejmuje następujące instrumenty:

  • układ czasu przelotu 1, który mierzy ładunki cząstek i ich prędkość
  • układ czasu przelotu 2
  • magnes trwały, który odchyla tor cząstek naładowanych
  • krzemowe urządzenie śledzące, mierzące pęd cząstek i ich ładunek
  • pierścień obrazujący detektor Czerenkowa, rejestrujący promieniowanie Czerenkowa
  • kalorymetr elektromagnetyczny, który określa kierunek lotu cząstek i ich rodzaj
  • licznik antykoincydencyjny, umożliwiający oddzielenie informacji o cząstkach nadlatujących z boku

Cały system zużywa 2400 W mocy i waży 7 ton.

Ciekawostki

Satelita PAMELA, wystrzelony w połowie 2006 roku w ramach współpracy europejsko-rosyjskiej, prowadzi pewne eksperymenty podobne do tych, które są planowane na AMS. Przypuszcza się jednak, że AMS pozwoli na uzyskanie znacznie wyższej czułości w pomiarach.

Po wystrzeleniu prototypu AMS-01, całkowity koszt projektu AMS szacowano na 33 miliony dolarów. Obecne prognozy mówią o kwocie 1,5 miliarda dolarów, co oznacza 45-krotny wzrost w porównaniu do pierwotnych założeń.

Zobacz też

Przypisy

Linki zewnętrzne

Przeczytaj u przyjaciół: