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ISS
Materialwissenschaftliches Labor im All
Redaktion / Pressemitteilung des DLR 
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7. September 2009

Noch bis morgen wird die Discovery an die Internationale Raumstation ISS angedockt sein. Mit der Raumfähre wurde auch das europäische Labor für materialwissenschaftliche Experimente unter Schwerelosigkeit zur ISS geliefert. Das Labor wird vom Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) des DLR in Köln gesteuert.

STS-128

Mit dem MPLM (Multi-Purpose Logistics Module) Leonardo wurde auf der STS-128 Mission ein Großteil der Fracht und wissenschaftlichen Experimente an Bord der ISS gebracht. Das Bild zeigt das Herausheben von Leonardo aus der Ladebucht des Shuttle. Es wurde dann zum Entladen an die ISS montiert. Foto: NASA

Mit dem europäischen Labor für materialwissenschaftliche Experimente unter Schwerelosigkeit können Experimente aus verschiedenen Bereichen der materialwissenschaftlichen Forschung bei hohen Temperaturen in der Schwerelosigkeit durchgeführt werden. Das DLR ist sowohl für den operationellen Betrieb der im Englischen kurz Materials Science Laboratory (MSL) genannten Anlage an Bord der ISS als auch für die Durchführung des wissenschaftlichen Bodenbegleitprogramms verantwortlich.

Ziel der Experimente mit technischen Aluminiumlegierungen ist ein verbessertes Verständnis der Einflüsse von gravitationsbedingtem Stoff- und Wärmetransport (Konvektion) auf die Gefügeentwicklung bei Gießprozessen. Die wissenschaftlichen Vorgaben für die Experimente werden am DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum in Experimentabläufe umgesetzt. Diese werden anschließend mit Hilfe einer wiederverwendbaren Testkartusche an Referenzanlagen auf der Erde überprüft. Nach erfolgreichem Abschluss der Testläufe werden die Experimente an Bord der ISS vom Kontrollzentrum des MUSC aus durchgeführt und überwacht.

In der ersten Phase des Betriebs soll die gerichtete Erstarrung von Metallen und Legierungen untersucht werden. Der modulare Aufbau erlaubt die Untersuchung des Kristallwachstums von halbleitenden Materialien, der thermophysikalischen Eigenschaften und Diffusion von Legierungen und glasbildenden Materialien sowie der Fest-Flüssig-Phasenübergänge in Polymeren und Keramiken.

Das Projekt wird von der europäischen Weltraumorganisation ESA und der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA gemeinsam finanziert und in enger Kooperation umgesetzt. Das MSL ist eine Anlage der Europäischen Weltraumagentur (ESA) und wurde in das Materials Science Research Rack-1 (MSRR-1) der NASA integriert, das im amerikanischen Forschungsmodul Destiny installiert ist.

Zentrales Element der Anlage ist eine zylindrische Vakuumkammer, in die ein Ofeneinsatz eingesetzt werden kann. Neben routinemäßigen Wartungsarbeiten beschränkt sich die Crewaktivität im Wesentlichen auf das Einsetzen der Kartuschen in die Anlage und den Anschluss der Sensorik an die Messelektronik. Die Proben werden bereits am Boden in die Kartuschen eingebaut.

Während der Versuche wird das Probenmaterial zunächst aufgeschmolzen und anschließend durch kontrolliertes Abkühlen mit bestimmten Temperaturgradienten und Erstarrungsgeschwindigkeiten wieder in einen festen Zustand versetzt. Zusammen mit MSRR-1/MSL und dem ersten Ofeneinsatz wurden mit STS-128 zunächst sechs Kartuschen aus den beiden wissenschaftlichen Projekten MICAST (Microstructure Formation in Casting of Technical Alloys under Diffusive and Magnetically Controlled Convective Conditions) und CETSOL (Columnar-to-Equiaxed Transition in Solidification Processing) an Bord der ISS gebracht.

Im Rahmen der Inbetriebnahme von MSL werden zwei dieser Kartuschen prozessiert und anschließend für detaillierte Untersuchungen wieder auf die Erde gebracht. Sobald die wissenschaftliche Verwertbarkeit der Ergebnisse bestätigt ist, sollen ab Anfang 2010 die verbliebenen vier Kartuschen sowie sieben weitere prozessiert werden. Neben der Durchführung der Versuche ist das Institut für Materialphysik im Weltraum auch an der wissenschaftlichen Auswertung der Ergebnisse von MICAST beteiligt.

Forum
Materialforschung auf der ISS. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Materialforschung: Schwerelose Experimente auf der Erde - 10. Dezember 2008
Columbus: Materialforschung im All - 14. Januar 2008
STS-128 - Discovery - Missionswebseite bei astronews.com
ISS - die Berichterstattung über die ISS bei astronews.com
Links im WWW
DLR
Alissé-Mission, Sonderseite der ESA
ESA
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