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4 场太空漫步,修好太空站价值 20 亿美元的粒子探测器

2025-04-09 210


被设计用来探索宇宙反物质与暗物质的阿尔法磁谱仪,已在国际太空站上工作逾 8 年,最近太空人有如进行精密移植手术般,数度修理翻新这台价值 20 亿美元的昂贵仪器,希望能延长它的寿命。

阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer,AMS)计划由华裔美国人、麻省理工学院教授丁肇中发起,目的在于探测宇宙中奇异物质:暗物质及反物质的存在。这台放置于国际太空站的粒子物理试验设备拥有数个超高精确度探测器,其中主电脑及触发系统(650 微处理器、300,000 电子信号通道)由台湾中研院、国家中山科学研究院、中央大学团队与美国麻省理工学院合作研制,处理速度比目前商用的太空电子系统还要快 10 倍。

不过从 2011 年 5 月 16 日发射至今,阿尔法磁谱仪已运作逾 8 年,预计使用寿命为 10 年,这段期间设备需要不断冷却以维持正常运作,因此它带有 4 个冷却泵(外太空温度本身就低,因此一次只需要一台泵运转即可,另外 3 台作为备用)。

然而,阿尔法磁谱仪开始运作后 3 年,第一台泵就报废,几个月后第二台泵也故障了,再继续坏下去不是办法,棘手的是阿尔法磁谱仪附在国际太空站外部,代表必须出动太空人冒着危险出站修理,然而太空人要穿着笨重的太空服与手套,去旋转相对易碎的冷却液管线,挑战难度可说媲美哈伯太空望远镜某些精密系统的维修工作。

为了维修阿尔法磁谱仪,太空人进行了长达 4 年的培训,终于在今年底开始执行阿尔法磁谱仪的“移植手术”任务。11 月 2 日,一艘天鹅座宇宙飞船(Cygnus)将新的汰换设备带到了国际太空站,包括新的外接散热系统 (UTTPS),太空人准备展开为期 4 次的太空漫步。

继11 月 15 日、22 日的 2 次维修任务后,ESA 太空人 Luca Parmitano 与 NASA 太空人 Andrew Morgan 于12 月 2 日展开第 3 次维修,他们必须将 350 磅重的泵模块连接到 7.5 吨重的阿尔法磁谱仪上、插入电源线和数据线,然后将 8 条现有的冷却液管线重新拼接在一起。

4 年训练有成,2 名太空人于美东时间 12 月 2 日 12 时 33 分顺利返回国际太空站,完成长达 6 小时 2 分钟的维修任务。

最后一次维修任务时间尚未确定,需要太空人确认阿尔法磁谱仪的冷却液系统无泄漏,并在重新启动仪器前重新安装绝缘材料。

  • Spacewalkers replace coolant pumps on $2 billion cosmic ray detector
  • Spacewalking Astronauts Repair Ailing Cosmic Antimatter Detector

(首图来源:NASA 影片节图)

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2019-12-05 19:20:00

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