太空磁譜儀電子系統

太空磁譜儀電子系統

太空磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer, AMS)計畫是美國政府能源部(Department of Energy, DOE)及全球16國共同贊助的國際合作計畫,由諾貝爾物理獎得主、美國麻省理工學院(MIT)教授、也是我國中央研究院院士丁肇中博士擔任計畫總主持人。

 

本院由民國八十四年起,由中研院引薦參加AMS計畫第一階段(簡稱AMS-01)功能與可行性驗證,負責太空電子系統製造。研發團隊厚實的研發與製造能量,嚴謹的工作紀律,使本院取代義大利團隊,所製造之太空電子系統成功通過美國航太總署(以下簡稱NASA)嚴苛的射前測試,於民國八十七年六月二日由發現號太空梭攜帶升空,環繞地球軌道飛行十天,成功驗證太空磁譜儀系統功能。

 

本院在AMS-01的卓越表現,贏得各國際研發團隊的讚譽與肯定,並自民國八十八年起參與AMS計畫第二階段(簡稱AMS-02)太空電子系統之設計、製造與系統測試。

與同時期NASA既有太空電腦的運算速度相比,AMS-02太空電子系統要快十倍。其關鍵技術除電子系統硬體設計外還包括:多重備援高可靠度電腦系統設計、太空環境熱應力耐受性分析與設計、太空環境高輻射環境耐受性分析設計與測試,以及大型機構製造與熱處理等。

 

AMS-02太空電子系統於民國九十七年完成後即運往歐洲粒子研究中心(CERN),通過模擬太空環境之熱真空與抗輻射測試,於民國九十七年8月25日通過驗證,旋即運往美國航太總署(NASA)在佛羅里達州的甘迺迪太空中心(KSC),進行升空前之系統整合測試。於民國一百年3月完成發射備便,於當年5月16日搭乘任務編號STS-134的奮進號(Endeavour)太空梭升空,成功安裝部署在國際太空站(ISS)上,展開為期15至20年宇宙射線高能帶電粒子的偵測,探索存在宇宙的暗物質。

 

本院所負責的AMS-02太空電子系統,包括三十二套電子模組、650套微處理器及電路模組、30萬組信號通道,總重約1公噸。其主要的功能是擷取各型偵測系統之粒子類比信號並轉換成數位資料,經分辨處理後,由系統監控電腦將相關數據傳送至國際太空站(ISS)內,並同時與AMS系統狀態資料即時下傳至地面監控中心(POCC)以執行24小時系統功能之監控,並且隨時上傳監控中心所下達之監控指令。

 

此一計畫中科院結合電子、電機、機械、熱傳、材料、資訊、通信、管理等各領域專業人才約百餘人方能完成使命,並獲參與團隊的各方肯定。本院參與AMS計畫的成功經驗,不僅大幅提升我國科研能見度,亦開啟美國航太總署(NASA)邀請參加其探月計畫無人登月艇研製的機會之窗,以及計畫採購本院開發之太空電腦的無窮商機。

 

太空等級產品研製之相關核心技術:

1.太空等級電子系統硬體設計與製造。

2.多重備援高可靠度電腦系統設計。

3.太空環境熱應力耐受性分析與設計。

4.太空環境高輻射環境耐受性分析與設計。

5.大型機構製造與熱處理。

6.太空等級環境測試技術等。