ISS’deki ilk bilimsel deney Almanya’dan geldi ve geliyor – PKE-3 Plus: Plazma kristallerinde faz geçişleri
Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), en başından beri öncü araştırmalarla Uluslararası Uzay İstasyonu ISS’de temsil edilmektedir. Aslında uzay istasyonuyla ilgili bilimsel araştırmaları Şubat 2001’de başlatan ve halen Alman-Rus işbirliğinde sürekli geliştirilmekte olan bir Alman deneyiydi.
Plazma kristal deneyi PKE, düşük sıcaklıktaki plazmaların araştırılmasıyla ilgilenir. Serbest elektronlar, iyonlar ve nötr gazdan oluşan iyonize bir gazda (plazma), küçük parçacıkların girmesi elektrostatik yüklenmelerine ve sonuç olarak karşılıklı etkileşimlere yol açar. Belirli koşullar altında, bu parçacıklar kendilerini bir kristal, plazma kristali biçiminde geometrik olarak yerleştirirler. Maddenin bu hali 1994 yılına kadar keşfedilmedi.
Sıradan bir plazma için yerçekimi ikincil öneme sahiptir. Elektronların ve iyonlarınkinden yüz milyar kat daha büyük olan tanıtılan mikroparçacıkların kütlesi nedeniyle, karmaşık bir plazma parçacıkları biriktirerek yerçekimine duyarlı bir şekilde tepki verir: plazma kristali dikey olarak sıkıştırılır ve birkaç kafes düzlemiyle sınırlıdır. Büyük üç boyutlu yapılar ancak ağırlıksızlık altında bozulmadan keşfedilebilir. Bilim adamları, yalnızca ağırlıksızlık altında incelenebilen plazma kristallerinde otonom olarak meydana gelen süreçlerle özellikle ilgileniyorlar.
PKE-3 Plus ile Almanya’da daha da geliştirilen ve Ocak 2006’dan beri UUİ’de bulunan aparatın bilimsel ve teknik testleri ve kullanımı sürdürülüyor. “Kompleks plazmalarda faz geçişleri” deneyi birkaç aşamada gerçekleştirilir. Thomas Reiter, PK-3 Plus aparatını çalışmaya hazırlayacak, otomatik işlemi başlatacak ve zaman zaman plazma odasındaki işlemleri bir ekrandan izleyecektir. Yerdeki bilim adamları ile koordineli olarak, gerekirse veya son derece umut vericiyse, deney sırasında manuel müdahaleler yapılabilir. Tüm ölçüm verileri otomatik olarak kaydedilir ve astronotlar tarafından yerde değerlendirilmek üzere değiştirilebilir sabit diskler biçiminde geri beslenir.
Kompleks plazmalar doğada yaygındır. Örneğin, yıldızlararası moleküler bulutlarda, Satürn gibi gezegen halka sistemlerinde veya kuyruklu yıldız kuyruklarında meydana gelirler. Plazma teknolojisinde genellikle yıkıcı “tozlu” plazmalar olarak karşımıza çıkarlar. Sıvı, katı hal ve astrofizikteki temel araştırmaların önemine ek olarak, karmaşık plazmalar için uzun vadede örneğin elektronik mikroçiplerin kaplanması, güneş pillerinin ve düz ekranların imalatında, plazma tıbbında veya biyoteknoloji.
Koordinatörler: G. Morfill (Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü, Garching) ve V. Molotkov (RAdW Yüksek Enerji Yoğunluğu Enstitüsü, Moskova)