Internationale Raumstation ISS, Columbus-Modul
Oleg Nowizki arbeitet am Plasma Kristall 4 Experiment (PK-4):
Credit: NASA Foto vom 22. Juni 2021 Die ISS bietet ideale Voraussetzungen für Plasmakristall-Forschung.
Plasma ist elektrisch geladenes Gas, das auf der Erde nur selten auftritt, etwa bei einem Blitz.
Im Gegensatz dazu befindet sich 99 Prozent der sichtbaren Materie im Weltraum im Plasmazustand.
Wenn im ionisierten Gas zusätzlich Staubteilchen oder andere Mikropartikel enthalten sind,
werden diese hoch aufgeladen und es entsteht ein "komplexes Plasma".
In der Schwerelosigkeit können sich die Teilchen frei im Raum ausbreiten und bilden geordnete dreidimensionale Kristallstrukturen.
Die Teilchen verhalten sich dabei ähnlich wie Atome in einem Festkörper oder einer Flüssigkeit - mit dem Vorteil,
dass im Plasma jeder Mikropartikel einzeln und wie in Zeitlupe beobachtet werden kann.
Dies ermöglicht ganz neue Einblicke in die Physik.
Anhand der PK-4-Aufzeichnungen können die Forscher daher auf atomarer Ebene verfolgen,
wie ein Festkörper schmilzt, wie sich Wellen in Flüssigkeiten ausbreiten oder Strömungen verändern.
Komplexes Plasma ist ein neuer Aggregatszustand der Weichen Materie, neben Kolloiden, Polymeren, Schäumen, Gelen, granularen Medien oder auch Flüssigkeitskristallen - eine Erkenntnis, die erst die Ergebnisse unter Schwerelosigkeit zu Tage gebracht haben.
Die Plasmakristall-Experimente zählen zu den erfolgreichsten Forschungsarbeiten auf der ISS.
Mehr als 70 wissenschaftliche Publikationen belegen den Wissenszuwachs.
Plasma ist ein ionisiertes - also ein elektrisch leitendes - Gas, das in der Halbleiter- und Chiptechnologie und jüngst auch im medizinischen Bereich zum Abtöten multiresistenter Keime bei der Wundbehandlung und der Desinfektion eingesetzt wird.
Wirtschaftliche Anwendungen werden in den Bereichen Halbleiterproduktion (unter anderem Mikrochips) sowie elektronisch veränderbarer Flüssigkeiten, wie sie heute in modernen Antrieben, Ventilen und Stoßdämpfern verwendet werden, erwartet.
DLR Plasmaforschung auf der ISS
