2011年升空的AMS由ISS搭載，任務是尋找暗物質(zhì)并探尋其起源。
國際空間站宇宙射線能量和質(zhì)量實驗（ISS-CREAM）主要研究者、美國馬里蘭大學帕克分校天體物理學家Eun-Suk Seo表示，ISS坐落于大氣層外，而這里是宇宙中觀測高能粒子的理想位置。此外，她指出，運載火箭會定期去那里?！盀槭裁床焕盟兀俊?/span>
AMS是一個需要花費15億美元和十多年規(guī)劃的大工程。而兩個較小的實驗——“高能電子及伽馬射線觀測裝置”（CALET）和ISS-CREAM——將會以高于AMS數(shù)倍的能量測量宇宙射線，而且花費更低。
高能宇宙射線是科學家一睹宇宙物質(zhì)中發(fā)生了什么的最好機會——比如恒星爆發(fā)成超新星。陸基探測器能夠觀測其他粒子撞擊大氣層時散發(fā)出的耀眼簇射，從而間斷發(fā)現(xiàn)宇宙射線。天體物理學家希望在宇宙中的直接測量，將使他們更明確地了解到達地球的宇宙射線粒子的能量和類型。
麻省理工學院物理學家丁肇中領導的研究團隊曾對外宣布，他們用AMS發(fā)現(xiàn)了弱相互作用大質(zhì)量粒子（WIMP）存在的證據(jù)，而WIMP就是一種暗物質(zhì)的候選體。該設備也是目前靈敏度最高、最復雜、最昂貴的暗物質(zhì)探測設備。
盡管AMS是一臺多用途探測器，能在一系列能量范圍中測量電子、質(zhì)子、核子和反物質(zhì)，但新實驗將有所側(cè)重。8月19日，耗資3300萬美元的CALET從日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的鹿兒島縣種子島宇宙中心搭乘“鸛”號無人貨運飛船升空。這艘貨運飛船將在24日左右抵達國際空間站?？臻g站上的日本宇航員油井龜美將用機械臂使“鸛”號貨運飛船與空間站對接。CALET將主要用于探測高能電子。這些電子在深空旅行時會迅速喪失能量，因此任何觀測的距離必須在數(shù)千光年內(nèi)。
“CALET有可能識別出附近能加速電子的源頭?！蔽磪⑴c該項目的新澤西州特拉華大學天體物理學家Thomas Gaisser說。這些來源可能包括超新星殘骸、高度磁化的旋轉(zhuǎn)中子星（脈沖星），甚至是暗物質(zhì)團。
ISS-CREAM將由美國太空探索技術(shù)公司于2016年6月發(fā)射，致力于探測高能原子核。它們的構(gòu)成將有助于揭示超新星未知的內(nèi)部運行?！拔覀兩踔廖磳阈潜ㄔ蜻_成一致?！钡聡R普學會射電天文學研究所理論天體物理學家Peter Biermann說，“宇宙射線是那里無論發(fā)生什么的最好標記?！?/span>
新實驗還將致力于闡明暗物質(zhì)的自然屬性。一些模型預測，在深空中撞擊的暗物質(zhì)微粒將彼此淹沒，釋放出電子和正電子。AMS已經(jīng)確認目擊到了出人意料的大量正電子，這可能是類似反應的信號。CALET無法從電子中區(qū)分正電子，所以它會尋找這兩類高能量粒子總數(shù)的順差。
以這種方式探測暗物質(zhì)將有助于科學家確定暗物質(zhì)的一些特性，以便去除錯誤理論，并更進一步識別它。但仍有許多科學家認為，很難將正電子毫無爭議地與暗物質(zhì)聯(lián)系在一起，原因是諸如脈沖星等其他來源也會產(chǎn)生正電子。
另一個宇宙之謎是宇宙射線的神秘性質(zhì)——“膝蓋”特性。低能宇宙射線比高能宇宙射線更普遍。當能量增加時，它們的數(shù)量會穩(wěn)步減少，然后在某種程度上出現(xiàn)銳減，有些類似于人腿彎曲。
科學家懷疑，“膝蓋”標志著超新星開始失去活力時的能量。原因是超新星的吸引力依靠粒子的電荷，有更多質(zhì)子的核子將能達到更高的能量；ISS-CREAM將檢測這一模式能否支撐。如果結(jié)論證實超新星圍繞“膝蓋”逐漸消失，那么更多的高能宇宙射線必須來自更強有力的加速器，尤其是由特大質(zhì)量黑洞支持的活躍星系。
終有一天，AMS、CALET和ISS-CREAM會有更多的同伴。ISS上的另一臺設備，日本實驗艙的極端宇宙空間天文臺（JEM-EUSO），計劃于2021年發(fā)射升空。該設備將用廣角攝像機俯瞰地球，觀察粒子雨發(fā)出的紫外線——這是超高能宇宙射線撞上大氣層時的產(chǎn)物?？茖W家還希望，JEM-EUSO能幫助他們確定宇宙射線的能量能有多高，甚至追蹤它們的源頭，最終回答宇宙起源問題。
ISS被科學家們譽為“超級飛行實驗室”，它開創(chuàng)了人類歷史上前所未有的太空研究條件，其上配備了最先進的研究設備。它使得在失重環(huán)境下進行長期科學研究成為可能，科學家能在這里進行材料科學、地球環(huán)境科學、宇宙科學等領域的研究。按照原先的計劃，空間站的“退休時間”應該是2024～2028年。但目前宇宙環(huán)境非常不穩(wěn)定，相對于以前來講，很多宇宙現(xiàn)象逐漸變得更加明顯，其中最突出的一點就是宇宙射線的輻射強度有了大幅度上升，在極大程度上干擾著ISS的正常運轉(zhuǎn)。
國際空間站宇宙射線能量和質(zhì)量實驗（ISS-CREAM）主要研究者、美國馬里蘭大學帕克分校天體物理學家Eun-Suk Seo表示，ISS坐落于大氣層外，而這里是宇宙中觀測高能粒子的理想位置。此外，她指出，運載火箭會定期去那里?！盀槭裁床焕盟兀俊?/span>
AMS是一個需要花費15億美元和十多年規(guī)劃的大工程。而兩個較小的實驗——“高能電子及伽馬射線觀測裝置”（CALET）和ISS-CREAM——將會以高于AMS數(shù)倍的能量測量宇宙射線，而且花費更低。
高能宇宙射線是科學家一睹宇宙物質(zhì)中發(fā)生了什么的最好機會——比如恒星爆發(fā)成超新星。陸基探測器能夠觀測其他粒子撞擊大氣層時散發(fā)出的耀眼簇射，從而間斷發(fā)現(xiàn)宇宙射線。天體物理學家希望在宇宙中的直接測量，將使他們更明確地了解到達地球的宇宙射線粒子的能量和類型。
麻省理工學院物理學家丁肇中領導的研究團隊曾對外宣布，他們用AMS發(fā)現(xiàn)了弱相互作用大質(zhì)量粒子（WIMP）存在的證據(jù)，而WIMP就是一種暗物質(zhì)的候選體。該設備也是目前靈敏度最高、最復雜、最昂貴的暗物質(zhì)探測設備。
盡管AMS是一臺多用途探測器，能在一系列能量范圍中測量電子、質(zhì)子、核子和反物質(zhì)，但新實驗將有所側(cè)重。8月19日，耗資3300萬美元的CALET從日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的鹿兒島縣種子島宇宙中心搭乘“鸛”號無人貨運飛船升空。這艘貨運飛船將在24日左右抵達國際空間站?？臻g站上的日本宇航員油井龜美將用機械臂使“鸛”號貨運飛船與空間站對接。CALET將主要用于探測高能電子。這些電子在深空旅行時會迅速喪失能量，因此任何觀測的距離必須在數(shù)千光年內(nèi)。
“CALET有可能識別出附近能加速電子的源頭?！蔽磪⑴c該項目的新澤西州特拉華大學天體物理學家Thomas Gaisser說。這些來源可能包括超新星殘骸、高度磁化的旋轉(zhuǎn)中子星（脈沖星），甚至是暗物質(zhì)團。
ISS-CREAM將由美國太空探索技術(shù)公司于2016年6月發(fā)射，致力于探測高能原子核。它們的構(gòu)成將有助于揭示超新星未知的內(nèi)部運行?！拔覀兩踔廖磳阈潜ㄔ蜻_成一致?！钡聡R普學會射電天文學研究所理論天體物理學家Peter Biermann說，“宇宙射線是那里無論發(fā)生什么的最好標記?！?/span>
新實驗還將致力于闡明暗物質(zhì)的自然屬性。一些模型預測，在深空中撞擊的暗物質(zhì)微粒將彼此淹沒，釋放出電子和正電子。AMS已經(jīng)確認目擊到了出人意料的大量正電子，這可能是類似反應的信號。CALET無法從電子中區(qū)分正電子，所以它會尋找這兩類高能量粒子總數(shù)的順差。
以這種方式探測暗物質(zhì)將有助于科學家確定暗物質(zhì)的一些特性，以便去除錯誤理論，并更進一步識別它。但仍有許多科學家認為，很難將正電子毫無爭議地與暗物質(zhì)聯(lián)系在一起，原因是諸如脈沖星等其他來源也會產(chǎn)生正電子。
另一個宇宙之謎是宇宙射線的神秘性質(zhì)——“膝蓋”特性。低能宇宙射線比高能宇宙射線更普遍。當能量增加時，它們的數(shù)量會穩(wěn)步減少，然后在某種程度上出現(xiàn)銳減，有些類似于人腿彎曲。
科學家懷疑，“膝蓋”標志著超新星開始失去活力時的能量。原因是超新星的吸引力依靠粒子的電荷，有更多質(zhì)子的核子將能達到更高的能量；ISS-CREAM將檢測這一模式能否支撐。如果結(jié)論證實超新星圍繞“膝蓋”逐漸消失，那么更多的高能宇宙射線必須來自更強有力的加速器，尤其是由特大質(zhì)量黑洞支持的活躍星系。
終有一天，AMS、CALET和ISS-CREAM會有更多的同伴。ISS上的另一臺設備，日本實驗艙的極端宇宙空間天文臺（JEM-EUSO），計劃于2021年發(fā)射升空。該設備將用廣角攝像機俯瞰地球，觀察粒子雨發(fā)出的紫外線——這是超高能宇宙射線撞上大氣層時的產(chǎn)物?？茖W家還希望，JEM-EUSO能幫助他們確定宇宙射線的能量能有多高，甚至追蹤它們的源頭，最終回答宇宙起源問題。
ISS被科學家們譽為“超級飛行實驗室”，它開創(chuàng)了人類歷史上前所未有的太空研究條件，其上配備了最先進的研究設備。它使得在失重環(huán)境下進行長期科學研究成為可能，科學家能在這里進行材料科學、地球環(huán)境科學、宇宙科學等領域的研究。按照原先的計劃，空間站的“退休時間”應該是2024～2028年。但目前宇宙環(huán)境非常不穩(wěn)定，相對于以前來講，很多宇宙現(xiàn)象逐漸變得更加明顯，其中最突出的一點就是宇宙射線的輻射強度有了大幅度上升，在極大程度上干擾著ISS的正常運轉(zhuǎn)。
