山东大学在AMS–02项目中承担了重要部分——热系统的研发。热系统首席科学家程林和他的研究团队在该项目中首次成功解决了带电磁铁太空运行的温度控制这一关键科学难题。

　　山东大学在磁谱仪项目所有参与机构中第一个完成任务,得到了美国国家航空航天局的高度评价。

　　七年磨一剑

　　程林接受记者采访时说,AMS项目是上世纪末和本世纪初世界上最重要的科学工程之一,其物理学使命是在太空中探索暗物质和反物质的存在,是人类在太空中进行的最大规模的科学实验。项目汇集了来自16个国家和地区的56个科研机构的600余名科学家,历时近20年,耗资20亿美元。

　　山东大学于2004年加入AMS项目组,全面负责其热系统的研究与设计,程林担任首席科学家。AMS热系统是一个非常复杂的系统,涉及热能工程、机械制造、材料科学、电子信息等多个领域,没有任何成功的经验和先例可供借鉴。

　　在太空中,90分钟内温度在-40℃和60℃之间循环变化,热系统需要应对的复杂性可想而知。同时,AMS各探测器及电子设备对热控制要求极其苛刻,各探测器的工作温度变化必须维持在1℃内。可以说,热系统研制的水平及质量直接决定着AMS的工作状态、运行寿命及实验的可靠性。

　　山东大学先后有30余位学者和博士研究生长期在欧洲核子中心工作。程林作为第一责任人,与来自美国麻省理工学院等不同单位的30多位科学家一起,对AMS在各个季节的温度、运行方式以及空间站的方位做了全部的热模型和热模拟,提出了不同结构形式的散热元件,保证了系统的高效散热以及温度场的均匀性和稳定性。此外,还设计了AMS在国际空间站环境下运行的热系统。整体设计通过了美国国家航空航天局的严格评估与实验。

　　作为AMS热系统研发单位,未来10年中,山东大学AMS中心将通过对国际空间站传输的海量数据进行存储和分析,实时监控AMS热系统在国际空间站轨道、运行状态、太阳照度、星体反射常数和地球温度变化环境下的工作状况,保证AMS正常运行。

　　新技术的“摆渡人”

　　热管是目前已知的传热效率最高的传热元件,被广泛应用于新能源开发、电子芯片冷却、化工、动力、冶金、建材等领域的热量转换及回收。国内从上世纪80年代开始开发使用热管,目前产值在200亿元-300亿元之间。但应用于大规模集成电路、深冷、航空航天等领域的环路热管,目前基本被美国等极少数国家垄断。我国既缺乏真正有效的自主知识产权,又受到严格的技术封锁与限制,因此未见批量生产。

　　通过参与AMS项目,山东大学开发了10余项具有自主知识产权的先进传热技术,是目前我国不具备甚至是在今后一个时期也很难自主研发的,这些技术孕育着巨大的产业化潜力。山东大学研制的新型环路热管,是项目产生的最具代表性、最具实用性的典型成果,其性能达到目前世界上最优异的水平。高精度热控制技术、环路热管技术和大功率热机械泵等,不仅具有世界领先水平,也具有批量生产的能力和广阔的应用前景。

　　2008年11月,丁肇中教授在拜会山东省委书记姜异康时曾表示,因为以山东大学程林教授为首席科学家的热科学团队为AMS作出了非常重要的贡献,按照国际惯例,山东大学应该分享AMS的所有成果,AMS中的先进传热技术可以在山东进行产业化。

　　山东大学成为了新技术的“摆渡人”,多项国际前沿成果可以顺利在我国实现产业化。目前,环路热管技术已经开始中试研究。经过一个完整的产品中试过程和相关产业化的实施,将会产生巨大的经济和社会效益。

　　延伸阅读

　　山东大学近年来不断取得具有国际影响的创新性科技成果——

　　山东大学王小云教授的密码学研究震惊世界；2010年8月,山东大学彭实戈院士作为中国大陆第一人在世界数学家大会上做一小时报告；山东大学何瑁教授团队为欧洲核子中心强子对撞实验研发了400台探测器成为试验成功的重要成功基石；山东大学张运院士的团队在心血管病方面的研究已经走到国际前沿……

　　程林,1962年生,淄博市博山区人。现为山东大学能源与动力工程学院学术委员会主任、山东大学空间热科学研究中心主任、山东能源学会理事长。入选国家百千万人才工程,是国家有突出贡献的中青年专家,国务院政府特殊津贴获得者,2005年入选“泰山学者”。获国家科技进步二等奖两项。

　　程林1983年毕业于山东大学动力工程专业,继而在这里获工学硕士,在东南大学获工学博士学位。程教授是山东省政协常委、省青联副主席。谈到自己的业余爱好,程教授表示很喜欢读文学、哲学方面的书,如《鲁迅全集》《胡适全集》等。