AMS-02 trafił z Europy na Florydę

0

Jeden z najbardziej niesamowitych i kompleksowych eksperymentów naukowych kiedykolwiek zbudowanych – spektrometr magnetyczny cząstek alfa (Alpha Magnetic Spectrometer 02) został dostarczony do ośrodka Kennedy Space Center na Florydzie. Eskortowała go załoga promu kosmicznego, na którego pokładzie w lutym przyszłego roku, eksperyment zostanie dostarczony na Międzynarodową Stacją Kosmiczną.

AMS-02, którego celem będzie poszukiwanie m.in. antymaterii oraz hipotetycznych cząstek tworzących ciemną materię, rozpoczął pierwszą część swojej podróży na Stację ISS z międzynarodowego lotniska w Genewie (Szwajcaria) 26 sierpnia. W czasie ceremonii zorganizowanej przez Europejską Organizację Badań Jądrowych (European Organisation for Nuclear Research – CERN), eksperyment został załadowany na pokład samolotu transportowego C-5 Galaxy Amerykańskich Sił Powietrznych, który później wyruszył na przylądek Canaveral na Florydzie.

AMS-02 będzie nie tylko największym w historii eksperymentem naukowym zainstalowanym na Stacji ISS, ale może być także traktowany jako owoc największej międzynarodowej współpracy, którą podjęto nad pojedynczym eksperymentem. Przed AMS-02 start na pokładzie wahadłowca kosmicznego oraz przynajmniej dekada działalności na strukturze kratowniczej ISS. Nad rozwojem tego eksperymentu pracowało przez ostatnie kilka lat 56 instytutów z 16 różnych krajów. Projekt AMS-02 kierowany jest przez laureata Nagrody Nobla – Samuel Ting z MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Eksperyment pomoże naukowcom lepiej zrozumieć fundamentalne zagadnienia związane z pochodzeniem oraz strukturą Wszechświata, a działanie te będą prowadzone poprzez obserwację antymaterii oraz ciemnej materii. Ze swoim polem magnetycznym 4000 razy silniejszym od ziemskiego, AMS-02 na orbicie będzie wyłapywał – zmieniając tory ruchu, różne cząstki. Program eksperymentu jest w pewien sposób podobny do tego, który obecny jest w programie Wielkiego Zderzacza Hadronów na Ziemi. AMS-02 będzie zbierał duże ilości informacji o źródłach kosmicznej radiacji z odległych gwiazd i galaktyk położonych miliony lat świetlnych od naszej Drogi Mlecznej. Na dane z niecierpliwością będą czekać nie tylko astronomowie, ale także fizycy zajmujący się zagadnieniami cząstek elementarnych.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna oferuje unikalne warunki pracy dla eksperymentu typu AMS-02, ponieważ jest to jedyne stabilne obecnie miejsce na orbicie, oferujące możliwość prowadzenia działalności przez ponad dekadę (ostatnie informacje mówią o możliwości pozostawienia ISS na orbicie nawet do 2028 roku). Dodatkowo, w razie potrzeby, eksperyment może zostać także skontrolowany przez załogę Stacji ISS. Planuje się pozostawić AMS-02 na ISS do końca jej działalności.

Wyczerpujące testy w ośrodku testowym Europejskiej Agencji Kosmicznej w ESTEC w Noordwijk (Holandia), odegrały znaczącą rolę w decyzji zamiany oryginalnie planowanego magnesu nadprzewodzącego (Superconducting Magnet – SCM) na magnes stały Permanent Magnet (Permanent Magnet), którego żywotność nie będzie ograniczona do 3 lat jak to miało miejsce z jednostką SCM.

“SCM jest znacznie bardziej skomplikowany niż PM. Wytwarza silniejsze pole magnetyczne, ale jego trwałość jest ograniczona do około trzech lat. Silniejsze (około 5 razy w stosunku do PM) pole magnetyczne pozwala na uzyskanie większego współczynnika zagięcia trajektorii cząstek, co miało pozwolić na oddzielanie cząstek od antycząstek przy wyższych energiach. Jednak ilość cząstek przy dużych energiach możliwych do zarejestrowania w ciągu trzyletniej pracy instrumentu jest relatywnie niewielka. Dłuższa żywotność natomiast zwiększa prawdopodobieństwo zaobserwowania rzadkich kandydatów na jądra pierwotnej antymaterii. Jest też korzystniejsza dla badań promieniowania kosmicznego o wysokich energiach. W przypadku magnesu trwałego mniejszy współczynnik zagięcia trajektorii cząstek może być skompensowany przez zmianę konfiguracji liczników detektora śladowego. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie takiej samej dokładności rozróżniania ładunku cząstek przy energii 1 TeV jak w przypadku SCM. Chociaż w tej konfiguracji zdolność do detekcji cząstek o wysokich energiach spada o około 40%, statystycznie dokładność pomiarów jest kompensowana przez dłuższy czas pomiarów. Oba magnesy były raczej równoważne z punku widzenia programu naukowego. Po katastrofie Columbii w 2003r. i w konsekwencji ogłoszeniu zakończenia programu lotów wahadłowców pod koniec 2010r. (obecnie w połowie 2011 roku) utracona została możliwość serwisowania instrumentu. W związku z tym zdecydowano się na zastosowanie magnesu trwałego PM. Decyzja została podjęta w kwietniu 2010r.”

Fragment kompleksowego opisu instrumentu AMS-02, podzielonego na dwie części :

Alpha Magnetic Spectrometer (Część-1) – motywacja naukowa projektu, jego historia oraz przebieg; podstawowe systemy/podzespoły zainstalowane w AMS-02.
Alpha Magnetic Spectrometer (Część-2) – dokładnie omówione systemy zabudowane w konstrukcji spektrometru.

Po dostarczeniu eksperymentu AMS-02 do Kennedy Space Center na Florydzie, zostanie on skierowany do clean room’u, gdzie przejdzie dodatkowe testy. Parę tygodni później odbędą się już działania integrujące ładunek z ładownią wahadłowca Endeavour, którego będzie to ostatnia misja, a start planowany w chwili obecnej jest na 26 lutego 2011 roku.

(ESA)

Share.

Comments are closed.