Auf zum Parabelflug!

BLOG: Zündspannung

Blick über den Plasmarand
Zündspannung

Kaum ist die 10. Mission von PK-3 Plus abgeschlossen, geht es schon mit dem nächsten Projekt weiter – Fast PK-3 Plus, das auf dem Parabelflug des DLR im Februar fliegen soll. Unsere Vorbereitungen sind jetzt so gut wie abgeschlossen – und das sollten sie auch sein, denn nächste Woche geht es schon nach Bordeaux! Das Experiment-Rack ist rechtzeitig fertig geworden, dank der Hilfe und Arbeit vieler Mechaniker, Ingenieure und Elektrotechniker des Instituts. (Auf dem Foto oben sieht man Michael Kretschmer, Ralf Heidemann und mich vor dem Rack mit dem Fast PK-3 Plus Logo.)

Ich war wirklich überrascht, wieviel Personalaufwand zur Konstruktion des Racks notwendig war – es ist doch etwas ganz anderes, das Experiment während eines Parabelflugs zu betreiben als im Labor. Es musste zum Beispiel eine komplexe elektrische Verkabelung gemacht werden, die etwa mittels "Interlock"-Systems den Laser und unseren Radiofrequenz-Generator abstellt, wenn die Panele des Racks geöffnet werden.

Die Sicherheitsanforderungen sind überhaupt streng – so muss z.B. bei kritischen Systemkomponenten sichergestellt werden, dass auch bei drei Defekten niemand verletzt werden kann. Für uns bedeutete das beispielsweise, dass wir nachweisen mussten, dass unsere Glasküvette, die die seitlichen Wände der Plasmakammer bildet, auch dann nicht explodiert, falls 1) das Überdruckventil kaputt ist, 2) das Ventil zur Pumpe auf "zu" blockiert ist und 3) das Ventil zwischen Vakuumkammer und Gasflasche defekt ist.

Apropos Gasflaschen – auch dafür gelten strenge Sicherheitsvorschriften. Es musste nachgewiesen werden, dass die eingesetzten Gasflaschen nicht älter als fünf Jahre sind. Wir hatten das Problem, dass diese Information bei den kleinen 1 l Flaschen, die wir verwenden, eigentlich nicht verfügbar ist – zum Glück hat ein Vertreter der Herstellerfirma Air Liquide so lange für uns nachgeforscht, bis er die genauen Herstellungsdaten der Chargen genau unserer Flaschen herausgefunden hatte.

Nachdem all diese Hürden genommen waren, war es letzte Woche die Aufgabe von uns Wissenschaftlern, möglichst viel zu testen. Wir haben – so ähnlich wie bei den Experimenten auf der Raumstation – vorprogrammierte Prozeduren geschrieben, die durch Tastendruck gestartet werden können. Allerdings ist der große Vorteil, dass wir selbst ja mitfliegen können.
Wir können dann selbst auf die Beobachtungen reagieren und Parameter direkt ändern, um bessere Ergebnisse zu erzielen.

So werde ich zum Beispiel in einer Prozedur wieder versuchen, Blasen in der "Teilchenflüssigkeit" herzustellen, die wir bereits im Labor unter Schwerkraftbedingungen beobachtet haben. Dazu wird die Prozedur automatisch Teilchen einschütteln und einige andere Parameter einstellen – aber den entscheidenden Parameter ändern wir dann per Hand, während wir das angezeigte Bild beobachten, und können dann direkt reagieren.

Am Montag wird unser Experimentaufbau von einer Spedition abgeholt. Das Rack und einige der Kisten mit Material und Werkzeug sind auf dem Foto links zu sehen. Die ersten Mitglieder des Fast PK-3 Plus Teams fliegen an diesem Tag schon nach Frankreich, um das Experiment am Dienstag in Empfang zu nehmen. (Übrigens fliegen sie gemeinsam mit dem Team von PK-4, dem Nachfolgeexperiment von PK-3, das im Moment in der Entwicklung ist und in den nächsten Jahren PK-3 Plus auf der Raumstation ersetzen soll. Die PK-4ler wollen bei diesem Parabelflug hauptsächlich Hardwaretests durchführen.)

Ich selbst folge erst am Dienstag. In der ersten Woche wird der Aufbau dann von dem Sicherheitsteam inspiziert und – falls alles in Ordnung ist – im Flugzeug installiert und auch von uns weiter getestet.

In der folgenden Woche ist am Montag eine Sicherheitseinführung, Dienstag bis Donnerstag dann jeweil ein Flug pro Tag.


Fotos: Michael Kretschmer
   
Mierk Schwabe

Veröffentlicht von

Erhöht man die Spannung zwischen zwei Elektroden, die ein Gas umgeben, beginnt das Gas irgendwann zu leuchten: Freie Elektronen im Gas haben genug Energie, um die Gasteilchen zu ionisieren und noch mehr Elektronen aus den Atomen zu schlagen. Ein Plasma wurde gezündet, die Zündspannung ist erreicht. Gibt man nun noch zusätzlich Mikrometer große Teilchen in das Plasma, erhält man ein sogenanntes "Komplexes Plasma", mit dem ich mich zunächst als Doktorand und Post-Doc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und nun an der University of California in Berkeley beschäftige. In diesem Blog möchte ich sowie ein wenig Einblick in den Alltag im Forschungsinstitut bieten, als auch über den (Plasma)-Rand hinaus blicken. Mierk Schwabe

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