阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer, AMS)是迄今为止唯一获得批准安装在国际空间站上,利用外太空所独有的空间环境进行大型粒子物理实验的实验装置。它是由多个代表当今最先进技术发展水平的粒子物理探测器组成。在外太空这样恶劣的环境下,这些探测器的性能很大程度上取决于它们所处的热环境。因此,热控制系统研制的水平及质量直接影响着阿尔法磁谱仪的工作状态、运行寿命及实验可靠性,为了保证这些探测器能够在外太空正常地运行,热控制系统是阿尔法磁谱仪不可或缺的重要组成部分。作为验证热控制系统有效性唯一方法的热真空热平衡试验,是阿尔法磁谱仪在发射之前,由美国国家航空航天局规定的必须实施的唯一系统级的热试验。本文将以阿尔法磁谱仪热控制系统散热板的热真空热平衡试验为研究对象,对其设计、分析及优化进行综述,并对热真空热平衡试验结果进行全面的研究,从而验证阿尔法磁谱仪热控制系统的有效性。本文首先介绍了阿尔法磁谱仪的实验科学背景和科学目标,同时分析了对于航天器这类特殊产品所进行的各类环境试验的不同特性。在航天器发射之前,作为在模拟的空间环境条件下验证航天器热控制系统及组件功能的热真空热平衡试验是所有这些环境实验中最重要的实验；本文亦对当今航空航天领域最为先进的太空模拟实验装置—大型太空模拟舱进行了综述,为我国的航天器的太空模拟实验提供了借鉴和参考。其次,研究了阿尔法磁谱仪散热板的结构、设计原理、优化设计及各种工况下的温度分布模拟,分析了阿尔法磁谱仪在大型太空模拟舱的数学和几何模型建模耦合。最后,对散热板进行了热真空热平衡试验,在试验中对阿尔法磁谱仪在模拟太空环境中的极冷工况下的加热器动作、温度控制器的响应进行了测试,分析加热器的启动顺序和温度控制器的作用,研究了在冷工况下散热板的温度分布和电子箱的温度分布；在热工况下分析了电子元件的运行状况,研究了散热板的温度分布,测试了热管的工作性能。对阿尔法磁谱仪散热板的温度控制器响应、加热器动作进行了测试,对各电子箱及电源分配箱的温度响应及温度分布与模拟温度分布和设计要求进行了对比；重点研究了阿尔法磁谱仪热控制系统在最不利工况下的性能,对该工况下的散热板温度分布进行了实验分析,进一步的验证了阿尔法磁谱仪热控制系统的有效性。