2011年5月16日，曾被美國《科学》杂志评为最值得关注的研究方向之一的阿尔法磁谱仪(AMS)，终于在全球镁光灯的聚焦之下踏上了奔赴國际空间站的探索之旅。这一高精度粒子探测器将在未来10年或者更长时间里，探寻反物质和暗物质“存在”的蛛丝马迹，进而探索是否存在反物质和暗物质。
5月22日，中國航天科技集团公司所属中國运载火箭研究院参与该项目的专家接到了从美國打来的越洋电话。电话的那头，正是阿尔法磁谱仪项目首席科学家丁肇中的学术助手，他兴奋地告知中國的航天专家，阿尔法磁谱仪已经安装完毕且运行正常，同时地面也已经收到其传回的大量数据。
掺杂着激动、欣喜、骄傲、欣慰、振奋，一种复杂的情绪在中國航天专家的心里荡漾开来。
“中國科学家和工程师的贡献是决定性的!”
丁肇中表示：“中國科学家和工程师为磁谱仪实验作出了决定性的贡献，其中尤以中科院电工所、中國航天科技集团公司一院和台湾中山科学院贡献最大、最为关键。”
从1994年与丁肇中教授开始项目洽谈以来，先后投身到这个项目中来的中國航天人，视线就一直为阿尔法磁谱仪牵绕着。
“从推迟半年发射，到短短一个月的时间内连续五次延期，阿尔法磁谱仪项目的每一次延期改航，我们部密切关注着、追踪着。”当阿尔法磁谱仪乘着奋进号航天飞机腾空直上时，正在京外执行任务的李昌懋和王毅一同守在电视机前观看电视直播，并在发射成功后的第一时间与李肇中教授通话祝贺。
李昌懋是一院从事阿尔法磁谱仪项目的总负责人，也是为数不多的几位自始至终都参与其中的专家之一；王毅则是在项目第二阶段补充进来的年轻力量，也是第二阶段项目中至关重要的子探测器——电磁量能器的结构件研制负责人。
磁谱仪项目的关键是将一个桌子大小的磁体送入太空，但这又是一个在科学上和工程上长期悬而未决的问题。因为大型磁体有漏磁现象，会严重干扰航天器飞行和其它仪器的正常工作，同时大型磁体磁二极矩的问题也会使磁谱仪在地球磁场作用下产生转动，无法顺利进行有效工作。
也正基于此，丁肇中教授才说：“磁谱仪项目是我40多年里遇到的难度最大的实验，甚至比当初为我带来诺贝尔奖的发现J粒子的实验还要困难得多。”事实也正是如此，丁肇中发现J粒子只用了不到两年的时间，而磁谱仪项目却让他及其國际团队奋斗了17年。
“阿尔法磁谱仪，顾名思义，这一探测器的核心就是磁体，而这一核心正是出自中國人之手。”李昌懋不无自豪地说道。
如果要为第一阶段的磁谱仪项目选两个标志性成果，那一定是磁体主结构和永磁体。
中科院电工所研制的永磁体重量轻、无漏磁、无二极磁矩磁且场均匀，完全满足上天的要求；而中國航天科技集团公司一院设计制造的磁体主体结构件，则将永磁体牢牢地保护了起来，以确保将其安全送入太空。
“磁体主结构件只有300千克，但承载的永磁体的重量是它的七倍，重达两吨，再加上其它仪器的重量，它要足足承受整个探测器高达七吨的重量。而且还要能承受航天飞机起飞、飞行、着陆过程中的载荷，面对不超过一毫米变形的苛刻要求，航天技师们付出了大量的努力，也创新了很多工艺。”李昌懋说。
几十年来不能将较强磁场磁体送入外层空间运行的世界性技术难题就这样迎刃而解了。丁肇中不禁感慨道：“如果缺少了中國科学家和工程师，如何将大型磁体放人太空这一几十年来的难题恐怕现在还无法解决。”
中國航天将实力与品质带上國际空间站
美國航宇局有位叫肯鲍尔的专家在验收中國的产品后对其上司说道：“如果你们要找一家能够设计和制造一流航天产品的机构的话，那我告诉你，中國有个运载火箭技术研究院，他们有能力完成这个任务。”
1998年6月，磁谱仪项目的实验机阿尔法磁谱仪－1终于搭乘发现号航天飞机升空，并在國际空间站寄居了10天，获得了大量实验数据，其核心部分就是中國制造的永磁体系统。
如果说1998年的短暂试验更多地是为了考验中國造永磁体系统这一核心部件的空间工作性能，那么这一次阿尔法磁谱仪－02的太空之旅，则是在真正意义上开启了寻找反物质和暗物质的太空探奇。而如果你简单了解了整个项目的实验原理，也就明白了为什么说在寻找反物质和暗物质的征程中，中國的科学家和工程师作出的贡献是决定性的。
“当空间粒子在永磁体所产生的磁场中运动时，我们就可以根据其轨迹变化，推知其动量的大小；而项目中至关重要的子探测器一一电磁量能器，则可以将粒子的能量准确地测量出来。确定了动量和能量，粒子的性质也就随之确定了，也就可以判定物质是正物质还是反物质。”王毅向记者简单介绍道。
而动量和能量的测量，这两个关键的横纵坐标轴都是由中國人描绘出来的，其中，中國航天更是留下了浓重的一笔。无论是永磁体主结构件的设计制造还是电磁量能器的结构设计、分析、生产和试验，都是中國航天人独立自主完成的，是百分百的“中國造”。
“起初，美國航宇局对我们也是很不放心的，但他们也只是提要求，要求我们要怎么做，却绝不告诉我们具体怎么做。更为甚者，在讨论会上，美國专家从来不发表建议、也不互相讨论，一定需要内部讨论时，他们就要求另外找一间屋子，呼啦一下全挤进去，绝不让中國人听见一丝一毫。我们没有任何经验可循，只能独立自主地搞起来。”回忆起当年合作时的往事，李昌懋笑着说道。
电磁量能器的结构设计就曾被无故否定过。
为了实现承载大、重量轻、变形小的要求，王毅带着年轻的博士李宁，一起为电磁量能器设计和建立了一个结构强度分析的三维有限元模型，并计算了各种载荷组合共128种工况下的应力应变分布，结果表明结构具有足够的安全余量。但这一模型却被美國专家们推翻了。
不甘心的王毅和李宁请来了一院的老专家们虚心请教，又请来高校经验丰富的知名研究员以其它建模方式予以验证，结果这一模型得到了多方认可。最终，在丁肇中教授组织的专项评审会上，这一模型获准通过。
同时，一系列的验收也彻底改变了美國航宇局对中國航天的看法。
美國航宇局有位叫肯鲍尔的专家在验收中國的产品后对其上司说道：“如果你们要找一家能够设计和制造一流航天产品的机构的话，那我告诉你，中國有个运载火箭技术研究院，他们有能力完成这个任务。”
美國航宇局磁谱仪项目经理吉姆?贝茨在验收结束后曾给一院发来一封电子邮件，他用两个惊叹号告知该院产品极为顺利地通过了第二阶段的安全评审。同时，美國航宇局决定取消第三阶段的安全评审。
这几乎是令人难以置信的。按照美國航宇局的惯例，所有搭载的大型设备必须经过三个阶段的安全评审。而
航天一院的磁体主结构作为航天飞机的有效载荷，只做了两次就顺利“闯关”，这在美國航宇局的安全评审中是史无前例的。
对此，吉姆?贝茨解释道：“所有提出的安全问题，中國航天均以给出了答复，而且都是用实验数据及事实作出的回答。我们没有一点猜测。”
中國航天用实力和品质证明了自己，也证明了中國制造跻身世界一流的决心。
“中國航天愿意加入到推动世界科学发展和进步的队伍中来!”
“无论是多远的深空，你想到什么地方去，我们就承诺把你送到什么地方去。中國航天有能力也有意愿承担这种國际航天合作任务。中國航天愿意参与多國合作，愿意与各领域专家学者们一起对人类的重大科学试验作出贡献。”李昌懋感慨道。
参与阿尔法磁谱仪项目的时候，航天专家们谁也不曾想到，时隔13年，原本用于实验机上的磁体主结构件居然会在上天入地之后、在尘封了13年之后，重新被拿出来，继续用于阿尔法磁谱仪2项目中，并顺利地通过了美國航宇局的重重检测，完全合格。
在阿尔法磁谱仪项目这一被认为是继人类基因组计划、國际空间站计划、强子对撞机计划之后的又一大型國际科技合作项目中，中國航天在工程设计、制造和组织上始终走在合作各國的前列。
整个项目进展过程中，参研人员非常团结，而且与包括美國、德國、法國、意大利等國家在内的有关各方合作得都非常愉快，也获得了各方对我们工作的一致赞赏和肯定。
由此，中國航天向外界传递出一个讯息：我们有意愿参与更广泛的國际合作，更有能力在大型國际合作项目中承担重任。
李昌懋曾经向丁肇中教授请教：试验达到什么目标才算是胜利?是不是一定要找到反物质和暗物质才算成功?
丁教授微微一笑：“找到了固然很好，说明过去的理论是成立的；但如果在一个有限的空间内，经过一段时间的试验，没有发现反物质和暗物质，那么也不能否定其存在，只能说明在这个有限的空间内是不存在的。试验没有成功失败，只要途径正确，就会推动科学的发展和进步。”
“中國航天愿意加入到推动世界科学发展和进步的队伍中来。”李昌懋感慨道，“无论是多远的深空，你想到什么地方去，我们就承诺把你送到什么地方去。中國航天有能力也有意愿承担这种航天合作任务，中國航天愿意参与多國合作，愿意与各领域专家学者们一起对人类重大科学试验作出贡献。”
中國航天盼着“走出去”，也能够独立自主地完成艰巨的任务，独立设计，自主研制，中國航天完全具有参与國际大型合作的实力和能力。参与阿尔法磁谱仪项目合作也让更多的國家和专家们看到了，中國在國际合作中那颗真诚的“航天心”。
相关链接 阿尔法磁谱仪中的中國贡献
参与磁谱仪项目的中國大陆科研团队主要有8个，分别为中科院电工所、中國运载火箭技术研究院、山东大学、东南大学、中山大学、上海交通大学杨煜普小组、中科院高能所以及航空科学与技术國家实验室；来自中國台湾的团队主要有“中央研究院”、中山科学院等。他们的贡献各不相同，但都必不可少。
中科院电工所研制成功了磁谱仪的核心部件磁体系统。该磁体具有对高能粒子吸收作用小的特点，实现磁体与地磁无相互作用的力矩，极大降低了对空间飞行器的影响，解决了几十年来不能将较强磁场磁体送入外层空间运行的世界技术难题。
中國运载火箭技术研究院承担了磁谱仪量能器结构的研制工作，并在磁谱仪探测器的建造过程中发挥了重要作用。该院设计的磁体主结构在1988年曾搭乘航天飞机进行了为期10天的空间工作，在地面存放10多年后仍保持良好的性能，并继续用作阿尔法磁谱仪2的磁体主结构。
磁谱仪对热环境的要求极其苛刻，各探测器的性能也与温度有关，热系统的研制水平及质量直接决定着磁谱仪的工作状态、运行寿命及实验可靠性。在热系统的研究和设计过程中，國家973计划首席科学家程林教授领导的山东大学团队提出了不同结构形式的散热元件，保证了系统的高效散热及温度场的均匀和稳定，解决了磁谱仪在國际空间站运行的关键问题。
东南大学在项目中主要承担了3项任务：建立磁谱仪实验系统、反物质探测系统和地面数据处理系统。
中國台湾的中山科学院也完成了“不可能的任务”为项目设计出了运行速度比美國航宇局现行系统快10倍的电子控制系统。
(新华社)
