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PARABELFLÜGE
Staubige Plasmen im Sturzflug
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Giessen
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5. Juni 2019

Bereits zum dritten Mal hat sich ein Team der Universität Gießen auf einen Parabelflug begeben, um Experimente mit staubigen Plasmen in Schwerelosigkeit durchzuführen. Sie nutzten dazu das Plasmakristallexperiment-4, von dem eine Kopie auch auf der Internationalen Raumstation ISS betrieben wird. So wurden auf den Flügen auch ISS-Experimente vorbereitet.

Parabelflug

Andreas Schmitz, Masterstudent der Physik (vorne), und Prof. Dr. Markus Thoma (hinten) beim Experimentieren in der Schwerelosigkeit. Bild: Novespace[Großansicht]

Wie verhalten sich staubige Plasmen in der Schwerelosigkeit? Bereits zum dritten Mal haben Wissenschaftler und Ingenieure des I. Physikalischen Instituts der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) mit Unterstützung durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Parabelflugexperimente geleitet. Im Rahmen der 71. ESA-Parabelflugkampagne in Bordeaux kam erneut die Experimenteinheit PK-4 (Plasmakristallexperiment-4) zum Einsatz, von der seit dem Jahr 2014 unter Beteiligung der JLU eine Kopie auf der Internationalen Raumstation ISS betrieben wird.

Für die Parabelflüge im Zeitraum zwischen dem 13. und 24. Mai 2019 wurde das Flugzeug A310 ZERO-G der Firma Novespace – die umgebaute ehemalige "Konrad Adenauer" der Bundesrepublik Deutschland – benutzt. Dabei wird an drei Flugtagen in jeweils 31 Parabeln mit einer Dauer von 22 Sekunden eine annähernde Schwerelosigkeit realisiert.

Bei einem staubigen Plasma (komplexes Plasma) wird ähnlich wie in einer Neonröhre ein Plasma, also ein ionisiertes Gas, in einer elektrischen Entladung erzeugt; anschließend werden Mikropartikel (Staubkörner) in die Plasmakammer injiziert. Diese laden sich durch Elektronenanlagerung im Plasma stark negativ auf und zeigen aufgrund der elektrischen Wechselwirkung untereinander interessante Phänomene, wie Phasenübergänge und Strukturbildung. Da die Mikropartikel sich durch Laserbeleuchtung direkt abbilden lassen, können somit grundlegende Fragen der Vielteilchenphysik auf dem Niveau der einzelnen Teilchen studiert werden, die in atomaren Systemen nicht direkt zugänglich sind.

Experimente zur Grundlagenforschung mit komplexen Plasmen im Labor und in der Schwerelosigkeit werden an der JLU seit 2013 in der Arbeitsgruppe Plasma- und Raumfahrtphysik unter der Leitung von Prof. Dr. Markus Thoma unternommen. Bestimmte Untersuchungen lassen sich dabei nur in der Schwerelosigkeit vornehmen, da die Schwerkraft oft einen unerwünschten Einfluss auf die Mikropartikel ausübt.

Bei den jetzigen Parabelflugexperimenten lag der Schwerpunkt zum einen auf Experimenten, die sich auf der ISS nicht durchführen lassen, da dort die Apparatur nicht angepasst werden kann. Zum anderen wurden zur Vorbereitung neuer Experimente für die ISS verschiedene Experimentvorschläge getestet. Zurzeit werden die in den sehr erfolgreich verlaufenen Parabelflugexperimenten mit PK-4 gesammelten Daten von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an der JLU und der University of Iowa ausgewertet.

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siehe auch
  Horizons: Experimente und eine Mondfinsternis - 14. August 2018
ISS: Komplexe Plasmen im Fokus - 30. Oktober 2014
ISS: Jubiläum für Plasmaexperimente - 28. Januar 2010
ISS: Zehn Jahre gemeinsame Plasmaforschung - 17. November 2008
ISS: Plasmakristall im All - 16. August 2006
ISS: Plasmaforschung im All - 12. Januar 2006
ISS: Einblicke in die vierte Zustandsform der Materie - 29. April 2002
ISS - die Berichterstattung über die ISS bei astronews.com
Links im WWW
Justus-Liebig-Universität Gießen
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