Grundlagenforschung, auch relevant für Umweltschutz, Medizin und Chip-Herstellung

Mission Nr. 13 der Forschungsanlage PK-3 Plus aus dem Hause Kayser-Threde wurde vom russische Kosmonauten Alexander Skvortsov an vier Tagen (6.-9. Juli) in rund 350 km Höhe an Bord der Internationalen Raumstation erfolgreich durchgeführt. Die vom Garchinger Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Zusammenarbeit mit internationalen Wissenschaftlern vorbereiteten Experimente deckten die Themenbereiche Kristallisation, Schmelzen, Entladung, und Agglomeration (Zusammenballung) ab.

Erfolgreiches Team. Die Apparatur PK-3 Plus wurde genau wie das Vorgängermodell PKE-Nefedov von Kayser-Threde in enger Zusammenarbeit mit dem MPE und dem Moskauer Joint Institute for High Temperatures (JIHT) entwickelt und realisiert. Kayser-Threde war für alle Systemaspekte der Forschungsanlage verantwortlich, für die es von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie beauftragt wurde.

Tradition. Die Erforschung komplexer Plasmen an Bord der ISS hat eine lange Tradition, da mit dieser Disziplin 2001 die Forschungsarbeiten im russischen Segment Swezda aufgenommen wurden. PK-3 Plus ist mittlerweile im fünften Jahr auf der ISS in Betrieb und konnte mit Abschluss der 13. Experimentserie mit der erfolgreichen Vorgängeranlage PKE-Nefedov (2001 - 2005) in punkto Anzahl der Missionen gleichziehen. Allerdings kann PK-3 Plus seit Januar mit einem festen und stets zugänglichen Standort punkten. Dies wurde durch die Verlagerung der Anlage von Swezda in das MIM-2 Modul möglich.

Kontinuität. Bis Ende 2011 sind weitere Experimente mit PK-3 Plus auf der ISS geplant, eine weitere Verlängerung wird geprüft. Derzeit wird die Apparatur PK-4 für den Einsatz auf der Internationalen Raumstation ISS entwickelt. Kayser-Threde ist als Hauptauftragnehmer durch die Europäische Weltraumorganisation ESA beauftragt, die die Anlage im Columbus-Modul der ISS betreiben wird. Mit PK-4 entsteht ein permanentes Labor, das sich insbesondere zur Erforschung hochgradig dynamischer Effekte eignet und viele neue Möglichkeiten bei der Erforschung komplexer Plasmen bietet. PK-4 soll die jetzige Anlage in knapp drei Jahren ablösen und die weitere Kontinuität der erfolgreichen, gemeinsamen Entwicklung und Forschung gewährleisten.

Forschungsinhalte und Ziele. Neben Materie in festem, flüssigem oder gasförmigem Zustand gibt es auch einen vierten Aggregatszustand, das Plasma. Ist das Plasma mit geladenen Mikropartikeln angereichert so spricht man von einem komplexen  Plasma. Letzteres gehört zur „weichen Materie“. Um weiche komplexe Plasmamaterie erforschen zu können, muss sie frei schweben  in Labors auf der Erde ist dies aufgrund der Schwerkraft nur eingeschränkt möglich. Aus diesem Grunde verlagert man die Forschungstätigkeiten ins All auf die ISS. Ohne die Unterstützung eines Kosmonauten oder Astronauten könnten derartig aufschlussreiche Forschungsergebnisse nicht erzielt werden, da das Einstellen der optimalen Experimentparameter für viele Experimentsequenzen nur „vor Ort“  also auf der ISS  möglich ist. Die gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse lassen sich auf so verschiedenen Gebieten wie Umweltschutz, Solarzellen-Herstellung und die Produktion von Halbleiterchips sowie auf die Medizin anwenden.