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Gas in der Tonne (PK-3 Plus Mission 10)

BLOG: Zündspannung

Blick über den Plasmarand
Zündspannung

Heute wird das erste Experiment der 10. Mission des Plasmakristall-Experiments PK-3 Plus auf der Raumstation durchgeführt werden. Aber leider wird es wieder spannender, als wir gehofft hatten…

Vorgestern hat der Kosmonaut Yury Lonchakov das Experiment installiert, das ja normalerweise nicht betriebsbereit ist. Der Aufbau befindet sich in einer Tonne, die aus Sicherheitsgründen etwas Unterdruck im Vergleich mit der Atmosphäre der Raumstation hat (so dass, sollte tatsächlich etwas undicht werden, kein Gas oder Glassplitter etc. in die ISS austritt).

Schon vorgestern zeigte das Manometer, das den Druck in der Tonne misst, einen zu hohen Wert an. Wir haben gehofft, dass vielleicht das Messgerät kaputt ist, aber gestern, als Yury Lochakov die Elektronik angeschaltet hat, wurde das Ergebnis bestätigt.

Der Druck in der Tonne ist also zu hoch – aber noch nicht auf Umgebungsdruck. Das könnte mehrere Gründe haben. Falls die Tonne undicht geworden wäre, wäre sie vermutlich mittlerweile auf Umgebungsdruck. Vielleicht ist beim Aufbau (z.B. beim Anschließen des Manometers) etwas Luft in die Tonne gekommen. Das wäre nicht weiter schlimm, alles würde noch funktionieren.

Vielleicht ist aber auch Gas aus unseren Gasflaschen in die Tonne ausgetreten. Das wäre nicht gut – denn dann könnten wir das Gas natürlich nicht mehr für die Experimente verwenden. Falls nur eine der beiden Gasflaschen leer ist, könnten wir wenigstens noch mit dem anderen Gas Experimente durchführen.

Heute nachmittag, wenn die erste der drei Prozeduren dieser Mission  durchgeführt wird, werden wir auch erfahren, ob wir noch Gas in die Plasmakammer pumpen können. In der Zwischenzeit wurde die Plasmakammer über Nacht evakuiert – wenigtens das funktioniert wohl einwandfrei. Ein Problem muss es anscheinend immer geben… 😉

Wir hatten gestern nachmittag dann früher Schluss als sonst, alle unsere Prozeduren waren getestet, alles auf unserer Seite funktioniert – und wir konnten nur abwarten. Die Zeit haben wir dann zu einem Spaziergang in Korolyov genutzt und dabei einige schöne Eisskulpturen entdeckt (Foto: Tanja Hagl (3.v.l.) und ich (1.v.l.)). Nach Moskau hinein schaffen wir es dieses Mal wohl nicht – schade, denn jetzt scheint sogar die Sonne.

Jetzt warten wir auf den Nachmittag – gegen 14 Uhr Ortszeit haben wir Videozeit und können direkt beobachten, wie das Plasma aussieht und ob alles glatt geht.

 

            

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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

3 Kommentare

  1. Gasdruck

    Erstens mal: Dass sich der Druck im Sicherheitskontainer erhöht, sobald man die Apparatur einschaltet ist logisch. Die Leistungsaufnahme liegt bei ca. 50 Watt.
    Die Gasgleichung bedingt, dass sich der Druck in einem geschlossenen Volumen proportional zur Gastemperatur erhöht. Bei einer Temperaturerhöhung von nur 30 Grad muss sich der Druck also ausgehend von 1 Bar um 10 Prozent also 100 mbar erhöhen.
    Zweitens: Der Vorrat in jeder der beiden Edelgasflaschen beträgt 3 Liter (Normaldruck). Das Volumen des Sicherheitskontainers beträgt 100 Liter.
    Würde sich einer der Edelgasflaschen tatsächlich, was technisch einem Wunder gleichkäme, in den Kontainer entleeren, so hätte man nach 2 Litern Druckausgleich
    Somit könnte sich der Behälterdruck um höchstens 20 mbar erhöhen. Eine Druckerhöhung dieser Größe ist an der benutzten Messuhr kaum ablesbar. Außerdem sind temperaturbedingte Druckänderungen größer.
    Drittens: Selbst wenn sich einer der Edelgasvorräte entleert hätte, kann man mit der Restmenge von einem Liter noch lange weiterarbeiten.
    Letztens: Den Arbeitsdruck der Edelgasbehälter kann man mit einer einfachen Messprozedur ermitteln und somit eine ziemlich unwahrscheinliche Möglichkeit ausschließen. Dies kostet allerdings Kosmonautenzeit, die man besser einsetzen kann.

    In Zusammenfassung dieser Betrachtungen bin ich nicht besorgt. Ich wünsche den Mitarbeitern der 10. Mission schöne Ergebnisse und ein glückliche Heimreise aus Moskau.
    Hermann Rothermel

  3. Herr Rothermel ist der Projektingenieur an unserem Institut und damit viel besser mit dem Projekt vertraut als ich. (Was er allerdings nicht wusste, da ich es in dem Artikel nicht erwähnt habe, ist, dass der Anstieg des Gasdrucks durch die Temperaturerhöhung schon mitberücksichtigt wurde und nicht den gesamten beobachteten Anstieg erklären kann.) Letztendlich hat er aber natürlich recht, es hat sich ja jetzt auch gezeigt, dass der Druckanstieg durch ein Leck in einem Ventil verursacht und mittlerweile gestoppt wurde.

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