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Accueil > Recherche > Les Axes et Activités de Recherche > Expériences et Modélisation en Astroparticules (EMA) > AMS-02

L’instrument AMS-02

publié le , mis à jour le

AMS-02 sera le premier spectromètre magnétique de grande taille à être utilisé dans l’espace. Les concepteurs se sont donc trouvés face à un certain nombre de défis sans précédents, surtout dans la conception d’un système magnétique capable de fonctionner en toute sécurité et pour une longue durée dans l’espace.
Image de synthèse du détecteur AMS-02 - Propriété collaboration AMS

Deux systèmes magnétiques ont été développés par la collaboration AMS :

- un système basé sur un aimant permanent fonctionnant à la température ambiante et construit avec 6 000 pièces Ne-Fe-B, soigneusement magnétisées et assemblées. Cet aimant a été testé avec succès en 1998 sur la mission STS91 (AMS-01)

- un système basé sur un Aimant Supra-conducteur fonctionnant à 1,8 degrés au-dessus du zéro absolu (0 K), construit avec 14 bobines de fil supraconducteur à base de niobium stabilisé dans une matrice d’aluminium. Cet aimant fonctionne à 400 Ampères et exige une réfrigération constante par évaporation lente de 2 500 litres d’hélium superfluide afin de rester à basse température. Après plusieurs années de développement cet aimant supraconducteur a été testé à l’ESA-ESTEC en avril 2010 dans le simulateur de vide spatial au centre Nordwijk ESA.

En raison des niveaux élevés de rayonnement dans l’espace, l’électronique d’AMS est également particulièrement sensible, ses plus de 600 ordinateurs distincts font usage de puces spéciales, développées pour la physique des hautes énergies et tolérantes aux radiations électromagnétiques, qui sont environ 10 fois plus rapides que les ordinateurs habituellement utilisés dans les vols spatiaux.

Liste des sous-systèmes d’AMS-02 :

- Magnet : produisant un champ magnétique orientant dans des directions opposées les particules et anti-particules chargées

- Transition Radiation Detector (TRD) : identifiant les électrons et les positrons parmi d’autres types de rayons cosmiques

- Time-of-Flight System (ToF) : au nombre de deux (position haute et position basse) signalant aux sous-détecteurs l’arrivée d’un rayon cosmique et déclenchant la prise de données

- Silicon Tracker (Tracker) : détectant le signe des particules chargées et permettant de différencier particules de matière et d’anti-matière

- Ring-Imaging Cherenkov Detector (RICH) : mesurant avec haute précision la vitesse de propagation des rayonnements cosmiques

- Electromagnetic Calorimeter (ECAL) : mesurant l’énergie des électrons, des positrons, et des rayonnements gamma

- Anti-Coincidence Counter (ACC) : rejetant les rayonnements cosmiques pénétrant le détecteur en biais (sans traversée des deux ToF)

- Tracker Alignement System (TAS) : vérifiant la stabilité des plans composant le Tracker

- Star Tracker : permettant d’identifier la direction d’origine des rayonnements gamma (exploitant dans ce but une cartographie stellaire)

- Spatial GPS : fournissant une datation à la microseconde près des événements physiques destinés à l’analyse au sol, et permettant de synchroniser le système d’acquisition avec le temps universel (UTC)

- Electronics : ensemble des dispositifs de calcul et d’envoi au sol des informations de contrôle du détecteur, et d’extraction, de réduction et d’envoi au sol des données scientifiques.

L’investissement du laboratoire de Montpellier (LUPM) a été concentré sur :

- la conception, le développement et les tests des logiciels de calibration et d’acquisition de données du Tracker
- la conception, le développement et les tests du logiciel de gestion du TAS (Tracker Alignment System)
- le choix, le test puis l’intégration dans le système d’acquisition d’AMS-02 du récepteur GPS de qualité spatial
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