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ISS
Diffusionsexperimente im All
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bayreuth
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9. Februar 2012

Experimente im Weltall unter Schwerelosigkeit sind aus der physikalischen Forschung nicht mehr wegzudenken. Aber sie wären wertlos ohne die vielen wissenschaftlichen Untersuchungen, die zeitgleich am Boden stattfinden. Ein Beispiel dafür sind Messungen zu Diffusionsvorgängen, die seit November 2011 auf der Internationalen Raumstation ISS durchgeführt werden. Wissenschaftlich begleitet werden die Experimente unter anderem von Physikern der Universität Bayreuth.

ISS

Auf der ISS werden gegenwärtig Experimente zur Diffusion von Flüssigkeiten durchgeführt. Foto: NASA

Die Wissenschaftler wollen mit ihren Messungen an Bord der ISS zu den molekularen Prozessen vordringen, die immer dann ablaufen, wenn sich verschiedene Flüssigkeiten infolge der Eigendynamik ihrer Teilchen vermischen. Im Rahmen dieses von der Europäischen Weltraumagentur (ESA) koordinierten Forschungsprojekts DCMIX entwickeln Physiker an der Universität Bayreuth ein Präzisionsinterferometer, das zeitgleich mit fünf verschiedenen Lasern arbeitet und bei den Auswertungen der gemessenen Daten einen wesentlichen Beitrag leisten soll.

Die beteiligten Forscher aus Belgien, Deutschland, Frankreich, Kanada, den Niederlanden und Spanien trafen sich im Dezember 2011 auf dem Bayreuther Campus zu einem Workshop, zu dem weitere Projektteilnehmer aus dem europäischen Ausland per Web-Konferenz zugeschaltet waren. Dabei wurde eine erste Bilanz der bisherigen wissenschaftlichen Untersuchungen gezogen und Pläne für die weitere Forschungsarbeiten entwickelt. Auch das Konzept des neuen Bayreuther Präzisionsinterferometers wurde dabei vorgestellt.

"Der Workshop war ein voller Erfolg", berichtet Köhler. "Wir haben den Workshop bewusst so gelegt, dass bereits erste Rohdaten von den in der ISS durchgeführten Experimenten zur Verfügung standen. Auf dieser Grundlage konnten wir an konkreten Beispielen spezielle Fragen der Datenauswertung diskutieren und technische Probleme bei den aktuell laufenden Messungen lösen. Insbesondere freut es mich, dass unsere Bayreuther Forschungs- und Entwicklungsbeiträge auf so große Anerkennung gestoßen sind." Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird diese Arbeiten noch bis Ende 2014 finanziell unterstützen.

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Die Untersuchungen zur Diffusion von Flüssigkeiten sind darauf ausgerichtet, Klarheit über grundlegende molekulare Prozesse zu gewinnen, die sich unter Laborbedingungen auf der Erde nur schwer störungsfrei analysieren lassen. Denn um zu fehlerfreien Messergebnissen zu kommen, ist es erforderlich, den Einfluss der Schwerkraft so weit wie möglich zu reduzieren. Dies aber ist - weil die Versuchsreihen mehrere Tage in Anspruch nehmen - nur in der Raumstation möglich. "Die Schwerelosigkeit, wie sie etwa im Bremer Fallturm oder bei Parabelflügen erzeugt werden kann, ist kürzer als eine Minute und daher für unsere Diffusionsexperimente nicht ausreichend", erläutert Köhler.

Der erste Messzyklus in der ISS konnte vor wenigen Tagen abgeschlossen werden. Weil die Datenmengen allerdings sehr groß sind, können sie erst im August 2012 auf einer Festplatte zur Erde zurückgebracht werden. Von der Auswertung, die voraussichtlich ein Jahr in Anspruch nehmen wird, erwarten die Wissenschaftler Erkenntnisse, welche die Forschung auf ganz verschiedensten Gebieten voranbringen könnten. Denn die hier untersuchten grundlegenden physikalischen Effekte spielen bei sehr unterschiedlichen Vorgängen eine Rolle, wie etwa bei der Bildung von Erdöllagerstätten, der Entstehung des Lebens oder der Charakterisierung von großen Kunststoffmolekülen.

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