เครื่องสเปกโทรเมตรแม่เหล็กอัลฟา

ยาน AMS-02 บนโครงเหล็ก ดังที่เห็นระหว่างการเดินอวกาศในภารกิจ Expedition 50
สถิติโมดูล
ส่วนหนึ่งของ	สถานีอวกาศนานาชาติ
วันที่เปิดตัว	16 พฤษภาคม 2554 13:56:28 UTC [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ( 2011-05-16UTC13:56:28 )
ยานปล่อย	ยานอวกาศเอนเดเวอร์
จอดเทียบท่า	19 พฤษภาคม 2554 ( 19 พฤษภาคม 2554 )
มวล	6,717 กิโลกรัม (14,808 ปอนด์)

เครื่องสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็กอัลฟา ( AMS-02 ) เป็น โมดูลการทดลอง ฟิสิกส์อนุภาคที่ติดตั้งบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ^{[ 4 ]}การทดลองนี้เป็นการทดลองที่ได้รับการยอมรับจาก CERN (RE1) ^{[ 5 ] [ 6 ]}โมดูลนี้เป็นเครื่องตรวจจับที่วัดปฏิสสารในรังสีคอสมิกข้อมูลนี้จำเป็นต่อการทำความเข้าใจการก่อตัวของจักรวาลและการค้นหาหลักฐานของ ส สาร มืด

หัวหน้าผู้ตรวจสอบคือนักฟิสิกส์อนุภาคผู้ได้รับรางวัลโนเบล ซามูเอล ทิงการปล่อยยานอวกาศเอนเดเวอร์เที่ยวบินSTS-134ที่บรรทุก AMS-02 เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2011 และสเปกโทรเมตรได้รับการติดตั้งเมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม 2011 ^{[ 7 ] [ 8 ]}ภายในวันที่ 15 เมษายน 2015 AMS-02 ได้บันทึกเหตุการณ์รังสีคอสมิกมากกว่า 60 พันล้านครั้ง^{[ 9 ]}และ 90 พันล้านครั้งหลังจากใช้งานมาห้าปีนับตั้งแต่ติดตั้งในเดือนพฤษภาคม 2011 ^{[ 10 ]}

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2556 ศาสตราจารย์ติงได้รายงานผลเบื้องต้น โดยระบุว่า AMS ได้สังเกตเห็นโพซิตรอน มากกว่า 400,000 ตัว โดยสัดส่วนของโพซิตรอนต่ออิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจาก 10 GeV เป็น 250 GeV (ผลการวิจัยในภายหลังแสดงให้เห็นว่าสัดส่วนของโพซิตรอนลดลงที่พลังงานสูงกว่าประมาณ 275 GeV) “ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป หรือทิศทางการเข้ามาที่เฉพาะเจาะจง ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับโพซิตรอนที่มาจากการทำลายล้างของอนุภาคสสารมืดในอวกาศ แต่ยังไม่แน่ชัดเพียงพอที่จะตัดความเป็นไปได้ของคำอธิบายอื่นๆ ออกไป” ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในPhysical Review Letters [ ^{11 ] ข้อมูล}เพิ่มเติมยังคงถูกรวบรวมอยู่^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

^{เครื่องสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็กอัล ฟา}ได้รับการเสนอในปี 1995 โดยกลุ่มศึกษาปฏิสสาร [ ^{18 ] [ 4 ]}ซึ่งนำโดย ซามูเอล ทิง นักฟิสิกส์อนุภาค ^จาก MITไม่นานหลังจากที่โครงการSuperconducting Super Collider ถูกยกเลิก ชื่อเดิมของเครื่องมือนี้คือAntimatter Spectrometer [ ^{4 ] [ 18 ] [ 19 ]}โดยมีวัตถุประสงค์ที่ระบุไว้คือการค้นหาปฏิสสารดั้งเดิม โดยมีเป้าหมายความละเอียดของปฏิสสาร/สสาร ≈10 −9 ^{[ 18 ] [ 19 ] ข้อ}เสนอนี้ได้รับการยอมรับและทิงกลายเป็นหัวหน้าผู้ตรวจสอบ^{[ 20 ]}

AMS-01 ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนมิถุนายน ปี 1998 โดยไปกับ กระสวย อวกาศดิสคัฟเวอรีในภารกิจ STS-91สามารถมองเห็นได้ใกล้กับส่วนท้ายของช่องเก็บสัมภาระ

ภาพรายละเอียดของโมดูล AMS-01 (ตรงกลาง) ที่ติดตั้งอยู่ใน ช่องเก็บสัมภาระ ของกระสวยอวกาศสำหรับภารกิจSTS-91

ต้นแบบ AMS ที่กำหนดชื่อเป็นAMS-01ซึ่งเป็นเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่าของเครื่องตรวจจับ ถูกสร้างขึ้นโดยกลุ่มพันธมิตรระหว่างประเทศภายใต้การกำกับดูแลของ Ting และถูกส่งขึ้นสู่อวกาศบน กระสวย อวกาศดิสคัฟเวอรีใน ภารกิจ STS-91ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2541 โดยการไม่ตรวจพบแอนติฮีเลียม AMS-01 ได้กำหนดขีดจำกัดบนที่ 1.1×10 ⁻⁶ สำหรับ อัตราส่วนฟลักซ์แอ นติ ฮีเลียมต่อฮีเลียม^{[ 21 ]}และพิสูจน์ว่าแนวคิดของเครื่องตรวจจับใช้งานได้ในอวกาศ ภารกิจกระสวยอวกาศครั้งนี้เป็นเที่ยวบินกระสวยอวกาศครั้งสุดท้ายไปยังสถานีอวกาศมี ร์

หลังจากการทดสอบบินของต้นแบบ กลุ่มที่ปัจจุบันเรียกว่าAMS Collaborationได้เริ่มพัฒนาระบบวิจัยเต็มรูปแบบซึ่งมีชื่อว่าAMS-02ความพยายามในการพัฒนานี้เกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์ 500 คนจาก 56 สถาบันและ 16 ประเทศ ซึ่งจัดตั้งขึ้นภายใต้ การสนับสนุน ของกระทรวงพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา (DOE)

เครื่องมือซึ่งในที่สุดก็เป็นผลมาจากกระบวนการวิวัฒนาการอันยาวนาน ได้รับการขนานนามว่า "เครื่องตรวจจับอนุภาคที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยส่งขึ้นไปในอวกาศ" ซึ่งเทียบเคียงได้กับเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ที่ใช้ในเครื่องเร่งอนุภาค หลัก และมีราคาแพงกว่าเครื่องตรวจจับบนพื้นดินถึงสี่เท่า เป้าหมายของมันก็ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ในรูปแบบที่สร้างขึ้น มันเป็นเครื่องตรวจจับที่ครอบคลุมมากขึ้น ซึ่งมีโอกาสที่ดีกว่าในการค้นพบหลักฐานของสสารมืดพร้อมกับเป้าหมายอื่นๆ^{[ 22 ]}

ความต้องการพลังงานสำหรับ AMS-02 ถือว่ามากเกินไปสำหรับยานอวกาศอิสระที่ใช้งานได้จริง ดังนั้น AMS-02 จึงได้รับการออกแบบให้ติดตั้งเป็นโมดูลภายนอกบนสถานีอวกาศนานาชาติและใช้พลังงานจาก ISS แผนหลังยานอวกาศโคลัมเบียคือการส่ง AMS-02 ไปยัง ISS โดยยานอวกาศในปี 2548 ในภารกิจประกอบสถานีUF4.1แต่ปัญหาทางเทคนิคและปัญหาการจัดตารางเวลาของยานอวกาศทำให้เกิดความล่าช้ามากขึ้น^{[ 23 ]}

AMS-02 เสร็จสิ้นการประกอบขั้นสุดท้ายและการทดสอบการทำงานที่CERNในเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ซึ่งรวมถึงการสัมผัสกับ ลำแสง โปรตอน พลังงานสูงที่สร้างขึ้นโดย เครื่อง เร่งอนุภาค CERN SPS ^{[ 24 ] [ 25 ]}จากนั้น AMS-02 ถูกขนส่งโดยผู้ขนส่งเฉพาะทาง^{[ 26 ]}ไปยังศูนย์วิจัยและเทคโนโลยีอวกาศแห่งยุโรป (ESTEC) ของ ESA ในประเทศ เนเธอร์แลนด์โดยมาถึงเมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2010 ที่นี่ AMS-02 ได้รับการทดสอบสุญญากาศความร้อน ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า AMS-02 มีกำหนดส่งมอบให้กับศูนย์อวกาศเคนเนดีในฟลอริดาสหรัฐอเมริกา ในปลายเดือนพฤษภาคม 2010 ^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม การส่งมอบถูกเลื่อนออกไปเป็นวันที่ 26 สิงหาคม 2010 ^{[ 27 ]}เนื่องจาก AMS-02 ได้รับการทดสอบลำแสงการจัดตำแหน่งขั้นสุดท้ายที่ CERN ^{[ 28 ] [ 29 ]}

AMS-02 ระหว่างการทดสอบการจัดตำแหน่งขั้นสุดท้ายที่CERNเพียงไม่กี่วันก่อนที่จะถูกขนส่งทางอากาศไปยังเคปคานาเวรัลรัฐฟลอริดา

ในภาพเป็นลำแสงจากSPS ที่ส่ง โพซิตรอนพลังงาน 20 GeV ไปยัง AMS เพื่อทดสอบการจัดแนว

ระบบ แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดแบบไครโอ เจนิก ได้รับการติดตั้งครั้งแรกบน AMS-02 เมื่อรัฐบาลโอบามาขยายการดำเนินงานของสถานีอวกาศนานาชาติออกไปเกินปี 2015 ฝ่ายบริหารของ AMS จึงตัดสินใจเปลี่ยนแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดของ AMS-02 เป็นแม่เหล็กที่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดที่เคยใช้ใน AMS-01 ก่อนหน้านี้ แม้ว่าแม่เหล็กที่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดจะมีกำลังสนามแม่เหล็ก อ่อนกว่า แต่คาดว่าระยะเวลาการใช้งานในวงโคจรของ ISS จะอยู่ที่ 10 ถึง 18 ปี เทียบกับเพียงสามปีสำหรับรุ่นตัวนำยิ่งยวด^{[ 30 ]}ในเดือนธันวาคม 2018 มีการประกาศว่าเงินทุนสำหรับ ISS ได้รับการขยายออกไปจนถึงปี 2030 ^{[ 31 ]}

ในปี พ.ศ. 2542 หลังจากการบิน AMS-01 ประสบความสำเร็จ ต้นทุนรวมของโครงการ AMS ถูกประเมินไว้ที่ 33 ล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยมี AMS-02 วางแผนไว้สำหรับการบินไปยัง ISS ในปี พ.ศ. 2546 ^{[ 32 ]}หลังจากภัยพิบัติกระสวยอวกาศโคลัมเบียในปี พ.ศ. 2546 และหลังจากปัญหาทางเทคนิคหลายประการในการก่อสร้าง AMS-02 ต้นทุนของโครงการก็พุ่งสูงขึ้นเป็นประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 33 ] [ 34 ]}

ภาพที่สร้างขึ้นด้วยคอมพิวเตอร์ แสดงให้เห็น AMS-02 ที่ติดตั้งอยู่บนจุดยึดบรรทุกด้านบน (Upper Inboard Payload Attach Site) ของ สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) รุ่น S3

ตำแหน่งของระบบ AMS บนสถานีอวกาศนานาชาติ (มุมบนซ้าย)

เป็นเวลาหลายปีที่ไม่แน่ใจว่า AMS-02 จะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศได้หรือไม่ เนื่องจากไม่ได้ถูกกำหนดให้บินไปกับเที่ยวบินกระสวยอวกาศ ที่เหลืออยู่ ^{[ 35 ]}หลังจากภัยพิบัติโคลัมเบีย ในปี 2546 นาซาตัดสินใจลดเที่ยวบินกระสวยอวกาศและปลดระวางกระสวยอวกาศที่เหลืออยู่ภายในปี 2553 เที่ยวบินจำนวนหนึ่งถูกถอดออกจากรายการเที่ยวบินที่เหลืออยู่ รวมถึงเที่ยวบินสำหรับ AMS-02 ด้วย^{[ 20 ]}ในปี 2549 นาซาได้ศึกษาทางเลือกอื่นในการส่ง AMS-02 ไปยังสถานีอวกาศ แต่ทุกวิธีก็พิสูจน์แล้วว่ามีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป^{[ 35 ]}

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2551 ร่างกฎหมาย^{[ 36 ]}ได้รับการสนับสนุนโดย ส.ส. มาร์ค อูดอลและวุฒิสมาชิกอีกสิบสองคน เพื่อส่ง AMS-02 ไปยัง ISS ในเที่ยวบินกระสวยอวกาศเพิ่มเติมในปี พ.ศ. 2553 หรือ พ.ศ. 2554 ^{[ 37 ]}ร่างกฎหมายนี้ผ่านความเห็นชอบจากสภาผู้แทนราษฎร สหรัฐฯ เมื่อวันที่ 11 มิถุนายน พ.ศ. 2551 ^{[ 38 ]}จากนั้นร่างกฎหมายนี้ได้ถูกส่งไปยังคณะกรรมการการพาณิชย์ วิทยาศาสตร์ และการขนส่งของวุฒิสภาซึ่งก็ผ่านความเห็นชอบเช่นกัน ต่อมาได้มีการแก้ไขและผ่านความเห็นชอบจากวุฒิสภาเมื่อวันที่ 25 กันยายน พ.ศ. 2551 และผ่านความเห็นชอบจากสภาผู้แทนราษฎรอีกครั้งเมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2551 ^{[ 39 ]} ประธานาธิบดี จอร์จ ดับเบิลยู. บุชได้ลงนามในกฎหมายนี้เมื่อวันที่ 15 ตุลาคม พ.ศ. 2551 ^{[ 40 ] [ 41 ]}ร่างกฎหมายนี้อนุญาตให้ NASA เพิ่มเที่ยวบินกระสวยอวกาศอีกหนึ่งเที่ยวบินในกำหนดการก่อนที่โครงการกระสวยอวกาศจะถูกยกเลิก ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552 NASA ได้นำ AMS-02 กลับเข้าสู่ตารางการบินของกระสวยอวกาศอีกครั้ง เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2553 AMS-02 ถูกส่งจากCERNไปยังศูนย์อวกาศเคนเนดีโดยเครื่องบินเจ็ตLockheed C-5 Galaxy ^{[ 27 ]}

ยานดังกล่าวถูกส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม 2011 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเที่ยวบินประกอบสถานีULF6ในเที่ยวบินกระสวยอวกาศSTS-134ที่บังคับบัญชาโดยมาร์ค เคลลี [ ^{42 ] ยาน}ถูกนำออกจากช่องเก็บสัมภาระของกระสวยอวกาศโดยใช้แขนหุ่นยนต์ของกระสวยอวกาศและส่งต่อให้กับแขนหุ่นยนต์ของสถานีเพื่อทำการติดตั้ง AMS-02 ติดตั้งอยู่ด้านบนของโครงสร้างโครงถักแบบบูรณาการบน USS-02 ด้าน ยอดขององค์ประกอบ S3ของโครงถัก^{[ 43 ]}

ภายในเดือนเมษายน 2560 มีเพียงปั๊มระบายความร้อนสำรอง 1 ใน 4 ตัวสำหรับตัวติดตามซิลิคอนเท่านั้นที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ และกำลังวางแผนการซ่อมแซม แม้ว่า AMS-02 จะไม่ได้ออกแบบมาเพื่อให้บริการในอวกาศก็ตาม^{[ 44 ] [ 45 ]}ภายในปี 2562 ปั๊มตัวสุดท้ายถูกใช้งานเป็นระยะๆ^{[ 45 ]}ในเดือนพฤศจิกายน 2562 หลังจากวางแผนมา 4 ปี^{[ 45 ]}เครื่องมือและอุปกรณ์พิเศษถูกส่งไปยัง ISS เพื่อทำการซ่อมแซมในสถานที่ ซึ่งต้องใช้EVA 4 ^{ครั้ง} [ ^{46 ]}นอกจากนี้ยังมีการเติมสารหล่อเย็นคาร์บอนไดออกไซด์เหลวอีกด้วย^{[ 45 ]}

การซ่อมแซมดำเนินการโดยลูกเรือ ISS ของExpedition 61นักบินอวกาศที่ออกไปเดินอวกาศคือผู้บัญชาการภารกิจและนักบินอวกาศESA Luca ParmitanoและนักบินอวกาศNASA Andrew Morganทั้งสองได้รับความช่วยเหลือจากนักบินอวกาศ NASA Christina KochและJessica Meirซึ่งควบคุม แขนหุ่นยนต์ Canadarm2 จากภายในสถานี การเดินอวกาศครั้งนี้ได้รับการอธิบายว่าเป็น "ภารกิจที่ท้าทายที่สุดนับตั้งแต่ การซ่อมแซมกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลครั้งล่าสุด" ^{[ 47 ]}

ภารกิจการเดินอวกาศทั้งหมดเป็นหัวข้อหลักของสารคดีชุด Among The Stars ทาง Disney +

การเดินอวกาศครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน 2019 การเดินอวกาศเริ่มต้นด้วยการถอดแผ่นป้องกันเศษซากที่คลุม AMS ซึ่งถูกทิ้งเพื่อทำลายเมื่อกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศงานต่อไปคือการติดตั้งราวจับสามอันในบริเวณใกล้เคียงกับ AMS เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการเดินอวกาศครั้งต่อไป และถอดสายรัดพลาสติกออกจากเสาค้ำแนวตั้งของ AMS จากนั้นก็เป็นงาน "เตรียมการ": ปาร์มิตาโนถอดสกรูออกจากฝาครอบคาร์บอนไฟเบอร์ใต้ฉนวน และส่งฝาครอบให้มอร์แกนเพื่อทิ้ง นักเดินอวกาศยังได้ถอดฝาครอบคานค้ำแนวตั้งออกด้วย ระยะเวลาของการเดินอวกาศคือ 6 ชั่วโมง 39 นาที^{[ 48 ] [ 49 ]}

การเดินอวกาศครั้งที่สองเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2019 ปาร์มิตาโนและมอร์แกนตัดท่อสแตนเลสทั้งหมดแปดท่อ รวมถึงท่อหนึ่งที่ใช้ระบายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหลืออยู่จากปั๊มระบายความร้อนเก่า ลูกเรือยังเตรียมสายไฟและติดตั้งอุปกรณ์ยึดเชิงกลไว้ล่วงหน้าก่อนติดตั้งระบบระบายความร้อนใหม่ ระยะเวลาของการเดินอวกาศคือ 6 ชั่วโมง 33 นาที^{[ 50 ]}

การเดินอวกาศครั้งที่สามดำเนินการเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2562 ลูกเรือได้ทำภารกิจหลักในการติดตั้งระบบระบายความร้อนที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ ซึ่งเรียกว่าระบบปั๊มความร้อนติดตามที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ (UTTPS) เสร็จสิ้นการเชื่อมต่อสายไฟและสายข้อมูลสำหรับระบบ และเชื่อมต่อท่อระบายความร้อนทั้งแปดเส้นจาก AMS เข้ากับระบบใหม่ งานเชื่อมต่อที่ซับซ้อนนี้จำเป็นต้องตัดท่อสแตนเลสที่มีอยู่แต่ละท่อที่เชื่อมต่อกับ AMS ให้เรียบร้อย จากนั้นจึงเชื่อมต่อเข้ากับระบบใหม่โดยใช้การบีบอัด^{[ 51 ]}

นักบินอวกาศยังดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อติดตั้งผ้าห่มฉนวนที่ ด้าน นาดีร์ของ AMS เพื่อแทนที่แผ่นกันความร้อนและผ้าห่มที่พวกเขาถอดออกระหว่างการเดินอวกาศครั้งแรกเพื่อเริ่มงานซ่อมแซม ทีมควบคุมการบินบนโลกได้เปิดใช้งานระบบพลังงานและยืนยันการรับพลังงานและข้อมูล^{[ 51 ]}

ระยะเวลาของการเดินอวกาศคือ 6 ชั่วโมง 2 นาที^{[ 51 ]}

การเดินอวกาศครั้งที่สี่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 25 มกราคม พ.ศ. 2563 นักบินอวกาศทำการตรวจสอบการรั่วไหลของระบบระบายความร้อนบน AMS และเปิดวาล์วเพื่อเพิ่มแรงดันในระบบ Parmitano พบการรั่วไหลในท่อระบายความร้อนของ AMS เส้นหนึ่ง การรั่วไหลได้รับการแก้ไขระหว่างการเดินอวกาศ การทดสอบเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า AMS ตอบสนองตามที่คาดไว้^{[ 52 ] [ 53 ]}

ทีมภาคพื้นดินทำงานเพื่อเติม คาร์บอนไดออกไซด์ลงในระบบควบคุมความร้อน AMS ใหม่ปล่อยให้ระบบมีเสถียรภาพ และเปิดเครื่องปั๊มเพื่อตรวจสอบและปรับประสิทธิภาพให้เหมาะสม ตัวติดตาม ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องตรวจจับหลายตัวบน AMS เริ่มเก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์อีกครั้งก่อนสิ้นสัปดาห์หลังจากการเดินอวกาศ^{[ 52 ]}

นักบินอวกาศยังดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อถอดฟิลเตอร์เลนส์ที่เสื่อมสภาพออกจากกล้องวิดีโอความละเอียดสูงสองตัว^{[ 52 ]}

ระยะเวลาของการเดินอวกาศคือ 6 ชั่วโมง 16 นาที^{[ 52 ]}

• น้ำหนัก: 7,500 กิโลกรัม (16,500 ปอนด์)
• วัสดุโครงสร้าง: เหล็กกล้าไร้สนิม
• กำลังไฟ: 2,500 วัตต์
• อัตราการรับส่งข้อมูลภายใน: 7 กิกะบิต/วินาที
• อัตราการส่งข้อมูลลงพื้นดิน: 2 เมกะบิต/วินาที (โดยทั่วไป เฉลี่ย) ^{[ 54 ]}
• ระยะเวลาภารกิจหลัก: 10 ถึง 18 ปี
• อายุการใช้งานตามการออกแบบ: 3 ปี^{[ 45 ]}
• ความเข้มของสนามแม่เหล็ก: 0.15 เทสลา เกิดจาก แม่เหล็กนีโอไดเมียมถาวรขนาด 1,200 กก. (2,600 ปอนด์) ^{[ 54 ]}
• แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดดั้งเดิม: ขดลวดไนโอเบียม-ไทเทเนียม 2 ขด ที่อุณหภูมิ 1.8 K ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กกลางขนาด 0.87 เทสลา^{[ 55 ]} (ไม่ได้ใช้ในอุปกรณ์จริง)
• แม่เหล็กสำหรับทดลอง AMS-02 ถูกเปลี่ยนเป็นรุ่น AMS-01 ที่ไม่ใช้ตัวนำยิ่งยวด เพื่อยืดอายุการใช้งานของการทดลองและแก้ไขปัญหาความน่าเชื่อถือในการทำงานของระบบตัวนำยิ่งยวด

เครื่องมือนี้ตรวจจับรังสีคอสมิกได้ประมาณ 1,000 รังสีต่อวินาที ทำให้เกิดข้อมูลประมาณ 1 GB/วินาทีข้อมูลนี้จะถูกกรองและบีบอัดให้เหลือประมาณ 300 kbit/วินาที เพื่อดาวน์โหลดไปยังศูนย์ปฏิบัติการ POCC ที่ CERN

แบบจำลองของเครื่องจักรดังกล่าวจัดแสดงอยู่ภายในศูนย์ปฏิบัติการที่ CERN

โมดูลตรวจจับประกอบด้วยชุดตรวจจับที่ใช้ในการกำหนดลักษณะต่างๆ ของรังสีและอนุภาคขณะที่ผ่านเข้าไป ลักษณะต่างๆ จะถูกกำหนดเฉพาะสำหรับอนุภาคที่ผ่านจากบนลงล่างเท่านั้น อนุภาคที่เข้าสู่ตัวตรวจจับในมุมอื่นๆ จะถูกปฏิเสธ จากบนลงล่าง ระบบย่อยต่างๆ จะถูกระบุดังนี้: ^{[ 56 ]}

• เครื่องตรวจจับรังสีทรานซิชันวัดความเร็วของอนุภาคที่มีพลังงานสูงสุด
• ตัวนับเวลาบินด้านบน ร่วมกับตัวนับเวลาบินด้านล่าง จะวัดความเร็วของอนุภาคที่มีพลังงานต่ำ
• ระบบติดตามดาวจะกำหนดทิศทางของโมดูลในอวกาศ
• ตัวติดตามซิลิคอน (9 แผ่นดิสก์ใน 6 ตำแหน่ง) วัดพิกัดของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็ก
  • มีปั๊มหล่อเย็นสำรอง 4 ตัว
• แม่เหล็กถาวรจะเบี่ยงเบนเส้นทางของอนุภาคที่มีประจุ ทำให้สามารถระบุอนุภาคเหล่านั้นได้
• ตัวนับป้องกันการเกิดเหตุการณ์พร้อมกันจะปฏิเสธอนุภาคแปลกปลอมที่เข้ามาทางด้านข้าง
• เครื่องตรวจจับเชเรนคอฟแบบวงแหวนใช้การวัดความเร็วของอนุภาคความเร็วสูงด้วยความแม่นยำสูงมาก
• เครื่องวัดพลังงานความร้อนแบบแม่เหล็กไฟฟ้าจะวัดพลังงานรวมของอนุภาค

AMS-02 ใช้สภาพแวดล้อมเฉพาะของอวกาศเพื่อพัฒนาความรู้เกี่ยวกับจักรวาลและนำไปสู่ความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาลโดยการค้นหาปฏิสสาร สสารมืดและวัดรังสีคอสมิก^{[ 43 ]}

หลักฐานเชิงทดลองบ่งชี้ว่ากาแล็กซีของเราประกอบด้วยสสารอย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีกาแล็กซีประมาณ 100–200 พันล้านกาแล็กซีในเอกภพที่สังเกตได้ และ ทฤษฎี บิ๊กแบง บางเวอร์ชัน เกี่ยวกับต้นกำเนิดของเอกภพต้องการสสารและปฏิสสารในปริมาณที่เท่ากัน ทฤษฎีที่อธิบายความไม่สมมาตรที่เห็นได้ชัดนี้ขัดแย้งกับการวัดอื่นๆ ไม่ว่าจะมีปฏิสสารในปริมาณมากหรือไม่นั้นเป็นหนึ่งในคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดและธรรมชาติของเอกภพ การสังเกตการณ์นิวเคลียสของแอนติฮีเลียม ใดๆ จะเป็นหลักฐานสำหรับการมีอยู่ของปฏิสสารในอวกาศ ในปี 1999 AMS-01ได้กำหนดขีดจำกัดบนใหม่ที่ 10 ⁻⁶สำหรับอัตราส่วนฟลักซ์ของแอนติฮีเลียม/ฮีเลียมในเอกภพ AMS-02 ได้รับการออกแบบมาเพื่อค้นหาด้วยความไวที่ 10 ⁻⁹ [ ^{19 ]}ซึ่งเป็นการปรับปรุงสามอันดับของขนาดเมื่อเทียบกับ^AMS -01เพียงพอที่จะไปถึงขอบของเอกภพที่กำลังขยายตัวและแก้ไขปัญหาได้อย่างเด็ดขาด

สสารที่มองเห็นได้ในเอกภพ เช่น ดาวฤกษ์ มีมวลรวมกันน้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ของมวลทั้งหมดที่ทราบว่ามีอยู่จริงจากการสังเกตการณ์อื่นๆ อีก 95 เปอร์เซ็นต์ที่เหลือเป็นสสารมืด ไม่ว่าจะเป็นสสารมืดซึ่งคาดว่ามีน้ำหนักประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของเอกภพ หรือพลังงานมืดซึ่งเป็นส่วนที่เหลืออยู่ ธรรมชาติที่แท้จริงของทั้งสองอย่างยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด หนึ่งในตัวเลือกหลักสำหรับสสารมืดคือนิวทรัลลิโนหากนิวทรัลลิโนมีอยู่จริง พวกมันควรจะชนกันและปล่อยอนุภาคที่มีประจุออกมาจำนวนมาก ซึ่งสามารถตรวจจับได้ด้วย AMS-02 ยอดสูงสุดใดๆ ในฟลักซ์โพซิตรอนแอนติโปรตอนหรือรังสีแกมมา ในพื้นหลัง อาจบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของนิวท รัลลิโนหรือตัวเลือกสสารมืดอื่นๆ แต่จะต้องแยกแยะออกจากสัญญาณรบกวนทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ที่ ยังไม่เป็นที่รู้จักดี

มีการค้นพบ ควาร์ก 6 ชนิด( อัพดาวน์สเตรนจ์ชาร์ม บอททอมและท็อป ) จากการทดลอง อย่างไรก็ตาม สสารส่วนใหญ่บนโลกประกอบด้วยควาร์กอัพและดาวน์เท่านั้น จึงเป็นคำถามพื้นฐานว่ามีสสารเสถียรที่ประกอบด้วยควาร์กสเตรนจ์ร่วมกับควาร์กอัพและดาวน์หรือไม่ อนุภาคของสสารดังกล่าวเรียกว่าสเตรนจ์เล็ต สเตรนจ์เล็ตอาจมีมวลมหาศาลและอัตราส่วนประจุต่อมวลต่ำมาก มันจะเป็นสสารรูปแบบใหม่โดยสิ้นเชิง ยานอวกาศ AMS-02 อาจช่วยตรวจสอบว่าสสารพิเศษนี้มีอยู่ในสภาพแวดล้อมใกล้เคียงของเราหรือไม่

รังสีคอสมิกในระหว่างการเดินทางเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคารการวัดสภาพแวดล้อมของรังสีคอสมิกอย่างแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวางแผนมาตรการรับมือที่เหมาะสม การศึกษาเกี่ยวกับรังสีคอสมิกส่วนใหญ่ดำเนินการโดยเครื่องมือที่ติดตั้งบนบอลลูน ซึ่งมีระยะเวลาการบินวัดเป็นวัน และการศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความผันแปรที่สำคัญ เครื่องมือ AMS-02 ทำงานบน สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)รวบรวมข้อมูลที่แม่นยำจำนวนมาก และช่วยให้สามารถวัดความผันแปรในระยะยาวของฟลักซ์รังสีคอสมิกในช่วงพลังงานกว้าง สำหรับนิวเคลียสตั้งแต่โปรตอนไปจนถึงเหล็กนอกจากความเข้าใจเกี่ยวกับการป้องกันรังสีที่จำเป็นสำหรับนักบินอวกาศในระหว่างการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์แล้วข้อมูลนี้ยังจะช่วยให้สามารถระบุการแพร่กระจายระหว่างดวงดาวและแหล่งกำเนิดของรังสีคอสมิกได้อีกด้วย

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556 Samuel Ting รายงานว่าในช่วง 18 เดือนแรกของการดำเนินงาน AMS ได้บันทึกเหตุการณ์อนุภาค 25 พันล้านครั้ง รวมถึงอิเล็กตรอนและโพซิตรอนความเร็วสูงเกือบ 8 พันล้านครั้ง^{[ 57 ]}เอกสารของ AMS รายงานอัตราส่วนโพซิตรอนต่ออิเล็กตรอนในช่วงมวล 0.5 ถึง 350 GeVซึ่งให้หลักฐานเกี่ยวกับ แบบจำลอง อนุภาคมวลที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อน (WIMP) ของสสารมืด

เมื่อวันที่ 30 มีนาคม 2013 สำนักงานประชาสัมพันธ์^ของ CERNได้ประกาศผลลัพธ์แรกจากการทดลอง AMS ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 58 ]}ผลลัพธ์ทางฟิสิกส์แรกได้รับการตีพิมพ์ในPhysical Review Lettersเมื่อวันที่ 3 เมษายน 2013 ^{[ 11 ]} มีการรวบรวมเหตุการณ์ โพซิตรอนและอิเล็กตรอนรวม 6.8 ล้าน^{เหตุการณ์}ในช่วงพลังงานตั้งแต่ 0.5 ถึง 350 GeV สัดส่วนของโพซิตรอน (จากเหตุการณ์อิเล็กตรอนบวกโพซิตรอนทั้งหมด) เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากพลังงาน 10 ถึง 250 GeV แต่ความชันลดลงไปหนึ่งอันดับเมื่อพลังงานสูงกว่า 20 GeV แม้ว่าสัดส่วนของโพซิตรอนจะยังคงเพิ่มขึ้นก็ตาม ไม่พบโครงสร้างละเอียดในสเปกตรัมสัดส่วนของโพซิตรอน และไม่พบความไม่สมมาตรมุมมองทางฟิสิกส์ที่แนบมาด้วย^{[ 59 ]}กล่าวว่า "ผลลัพธ์แรกจากเครื่องวัดสเปกตรัมแม่เหล็กอัลฟาบนยานอวกาศยืนยันถึงโพซิตรอนพลังงานสูงส่วนเกินที่ไม่สามารถอธิบายได้ในรังสีคอสมิกที่มุ่งหน้าสู่โลก" ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับโพซิตรอนที่มาจากการทำลายล้างของอนุภาคสสารมืดในอวกาศ แต่ยังไม่แน่ชัดเพียงพอที่จะตัดความเป็นไปได้ของคำอธิบายอื่นๆ ออกไป ติงกล่าวว่า "ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า AMS จะสามารถบอกเราได้อย่างแน่ชัดว่าโพซิตรอนเหล่านี้เป็นสัญญาณของสสารมืดหรือไม่ หรือว่ามีต้นกำเนิดอื่น" ^{[ 60 ]}

เมื่อวันที่ 18 กันยายน 2014 ผลลัพธ์ใหม่ที่มีข้อมูลเกือบสองเท่าถูกนำเสนอในการบรรยายที่ CERN และตีพิมพ์ในPhysical Review Letters ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]}มีการรายงานการวัดเศษส่วนโพซิตรอนใหม่ที่พลังงานสูงถึง 500 GeV ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเศษส่วนโพซิตรอนสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 16% ของเหตุการณ์อิเล็กตรอน+โพซิตรอนทั้งหมด ที่พลังงานประมาณ 275 ± 32 GeV ที่พลังงานสูงขึ้นไปจนถึง 500 GeV อัตราส่วนของโพซิตรอนต่ออิเล็กตรอนเริ่มลดลงอีกครั้ง

ทีม AMS นำเสนอข้อมูลใหม่เกี่ยวกับเหตุการณ์โปรตอน 300 ล้านครั้งและฟลักซ์ฮีเลียมที่ CERN เป็นเวลา 3 วันในเดือนเมษายน 2015 ^{[ 64 ]}ในช่วงปลายปี 2016 มีรายงานว่า AMS-02 ตรวจพบรังสีคอสมิกมากกว่า 90 พันล้านครั้ง^{[ 10 ]}ในเดือนธันวาคม 2016 ได้มีการเปิดเผยว่าค้นพบสัญญาณบางส่วนที่สอดคล้องกับนิวเคลียสแอนติฮีเลียมท่ามกลางนิวเคลียสฮีเลียมหลายพันล้านตัว ผลลัพธ์ยังคงต้องได้รับการตรวจสอบ และทีมงานกำลังพยายามตัดความเป็นไปได้ของการปนเปื้อนออกไป^{[ 65 ]}

การศึกษาในปี 2019 โดยใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Fermi Gamma-ray ของ NASA ค้นพบรัศมีรอบพัลซาร์Geminga ที่อยู่ใกล้เคียง อิเล็กตรอนและโพซิตรอนที่เร่งความเร็วจะชนกับแสงดาวที่อยู่ใกล้เคียง การชนกันจะเพิ่มพลังงานของแสงให้สูงขึ้นมาก Geminga เพียงอย่างเดียวอาจเป็นสาเหตุของโพซิตรอนพลังงานสูงถึง 20% ที่ตรวจพบโดยการทดลอง AMS-02 ^{[ 66 ]} AMS-02 บน ISS ได้บันทึกเหตุการณ์แปดเหตุการณ์ที่ดูเหมือนจะบ่งชี้ถึงการตรวจพบแอนติฮีเลียม-3 ณ ปี 2021 ^{[ 67 ] [ 68 ]}

ตลอดระยะเวลาสิบสองปีบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) AMS ได้รวบรวมชุดข้อมูลรังสีคอสมิกมากกว่า 230 พันล้านรายการ ครอบคลุมพลังงานที่สูงถึงระดับหลาย TeV การวัดที่แม่นยำซึ่งได้จากสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็กทำให้สามารถนำเสนอข้อมูลด้วยความแม่นยำที่ใกล้เคียง ~1% โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อมูลพลังงานสูงเกี่ยวกับอนุภาคพื้นฐาน เช่น อิเล็กตรอน โพซิตรอน โปรตอน และแอนติโปรตอน มีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายต่อกรอบทฤษฎี นอกจากนี้ การสังเกตนิวเคลียสและไอโซโทปยังเผยให้เห็นการพึ่งพาพลังงานที่เบี่ยงเบนจากการคาดการณ์ทางทฤษฎี ในการนำเสนอในการประชุม APS เดือนเมษายน ปี 2024 คณะทำงาน AMS ได้โต้แย้งว่าชุดข้อมูลที่พวกเขารวบรวมได้นั้นจำเป็นต้องมีการประเมินแบบจำลองจักรวาลที่มีอยู่ใหม่^{[ 69 ]}

ณ สิ้นเดือนเมษายน 2569 มีรายงานใน เว็บไซต์ AMS-02 | The Alpha Magnetic Spectrometer Experimentว่า AMS-02 ได้สังเกตการณ์เหตุการณ์รังสีคอสมิกไปแล้วกว่า 263 พันล้านครั้ง

เมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม 2026 ซึ่งตรงกับวันครบรอบ 15 ปีนับจากวันที่เริ่มใช้งาน ระบบ AMS-02 ได้บรรลุเป้าหมายการตรวจจับรังสีคอสมิกครบ 264 พันล้านครั้งแล้ว

• รายชื่อกล้องโทรทัศน์อวกาศ (หอดูดาวทางดาราศาสตร์)
• โครงการ PAMELA ( Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics ) เป็นภารกิจร่วมระหว่างอิตาลีและนานาชาติในการสำรวจรังสีคอสมิก ซึ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2549 โดยมีเป้าหมายคล้ายคลึงกัน
• การวิจัยทางวิทยาศาสตร์บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)

• Sandweiss, J. (2004). "ภาพรวมของการค้นหาสเตรนจ์เล็ตและเครื่องวัดสเปกตรัมแม่เหล็กอัลฟา: เราจะหยุดค้นหาเมื่อไร?" วารสารฟิสิกส์ G: ฟิสิกส์นิวเคลียร์และอนุภาค 30 ( 1): S51– S59. Bibcode : 2004JPhG...30S..51S . doi : 10.1088/0954-3899/30/1/004 .

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องวัดสเปกตรัมแม่เหล็กอัลฟา

• หน้าหลักความร่วมมือของ AMS
• หน้าแรกของ AMSที่CERN . Inc. แผนภาพการก่อสร้าง
• หน้าแรกของ AMS ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม 2552 ที่Wayback Machineณศูนย์อวกาศจอห์นสัน
• เอกสารข้อมูลโครงการ NASA AMS-02
• หน้าหลักโครงการ NASA AMS-02พร้อมข้อมูลการนับรังสีคอสมิกแบบเรียลไทม์
• ภาพยนตร์แอนิเมชั่นเกี่ยวกับภารกิจ STS-134 ที่แสดงการติดตั้ง AMS-02 (72 MB) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม 2011 ที่Wayback Machine
• ภาพรวมของเครื่องตรวจวัดสนามแม่เหล็กอัลฟา – AMS-02 บนเฟซบุ๊ก
• การแสวงหาอันแสนสาหัสเพื่อค้นหาใจกลางอันมืดมิดของจักรวาล (นิวยอร์กไทมส์, 16 พฤศจิกายน 2010)
• พันธมิตรเส้นทางสู่ห้วงอวกาศ – การขนส่งของยุโรปสำหรับอุตสาหกรรมอวกาศและการบินเก็บถาวรเมื่อวันที่ 17 มกราคม 2022 ที่Wayback Machine
• บันทึกผล การทดลอง AMS-02บนINSPIRE-HEP
• บันทึกผล การทดลอง AMS-01บนINSPIRE-HEP