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Plasmakristall-4: New complex (dusty) plasma laboratory on board the International Space Station

Pustylnik, Mikhail und Fink, Martin und Nosenko, V. und Antonova, Tetyana und Hagl, Tanja C. und Thomas, Hubertus und Zobnin, Andrey und Lipaev, Andrey und Usachev, Alexandr und Molotkov, Vladimir und Petrov, Oleg und Fortov, Vladimir und Rau, Christian und Albrecht, Sebastian und Kretschmer, Michael und Thoma, Markus und Morfill, Gregor und Seurig, Roland und Stettner, Armin und Alyamovskaya, Vera und Orr, Astrid und Kufner, Ewald und Lavrenko, Elena und Padalka, Gennady und Serova, Elena und Samokutyaev, Alexandr und Christoforetti, Samantha (2016) Plasmakristall-4: New complex (dusty) plasma laboratory on board the International Space Station. Review of Scientific Instruments, 87 (093505). American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/1.4962696. ISSN 0034-6748.

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Kurzfassung

New complex-plasma facility, Plasmakristall-4 (PK-4), has been recently commissioned on board the International Space Station. In complex plasmas, the subsystem of μm-sized microparticles immersed in low-pressure weakly ionized gas-discharge plasmas becomes strongly coupled due to the high (103–104 e) electric charge on the microparticle surface. The microparticle subsystem of complex plasmas is available for the observation at the kinetic level, which makes complex plasmas appropriate for particle-resolved modeling of classical condensed matter phenomena. The main purpose of PK-4 is the investigation of flowing complex plasmas. To generate plasma, PK-4 makes use of a classical dc discharge in a glass tube, whose polarity can be switched with the frequency of the order of 100 Hz. This frequency is high enough not to be felt by the relatively heavy microparticles. The duty cycle of the polarity switching can be also varied allowing to vary the drift velocity of the microparticles and (when necessary) to trap them. The facility is equipped with two videocameras and illumination laser for the microparticle imaging, kaleidoscopic plasma glow observation system and minispectrometer for plasma diagnostics and various microparticle manipulation devices (e.g., powerful manipulation laser). Scientific experiments are programmed in the form of scripts written with the help of specially developed C scripting language libraries. PK-4 is mainly operated from the ground (control center CADMOS in Toulouse, France) with the support of the space station crew. Data recorded during the experiments are later on delivered to the ground on the removable hard disk drives and distributed to participating scientists for the detailed analysis.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/109961/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Plasmakristall-4: New complex (dusty) plasma laboratory on board the International Space Station
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pustylnik, Mikhaildlr research group complex plasma, oberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fink, Martindlr research group complex plasma, oberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nosenko, V.v.nosenko (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Antonova, Tetyanatetyana.antonova (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hagl, Tanja C.dlr research group complex plasmas, oberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, Hubertusdlr research group complex plasma, oberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zobnin, AndreyJoint Institute for High Temperatures, Russian Academy of SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lipaev, Andreyjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Usachev, Alexandrjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Molotkov, Vladimirjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petrov, Olegjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fortov, Vladimirjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rau, Christianmax-planck institut für Extraterrestrische PhysikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albrecht, Sebastianmax-planck institut für Extraterrestrische PhysikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kretschmer, MichaelI. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Univerität Gießen, Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thoma, Markusjustus-liebig universität giessenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morfill, GregorTerraplasma GmbH, Lichtenbergstraße 8, 85748 Garching, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seurig, RolandOHB System AG, Manfred-Fuchs-Straße 1, 82234 Weßling, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stettner, ArminOHB System AG, Manfred-Fuchs-Straße 1, 82234 Weßling, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alyamovskaya, VeraS.P. Korolev RSC “Energia,” 4A Lenin Street, 141070 Korolev, Moscow Region, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Orr, AstridEuropean Space Research and Technology Centre, European Space Agency, Keplerlaan 1,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kufner, EwaldEuropean Space Research and Technology Centre, European Space Agency, Keplerlaan 1,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lavrenko, ElenaCentral Research Institute for Machine Building (TsNIIMash), Pioneer Street 4, 141070 Korolev,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Padalka, GennadyGagarin Research and Test Cosmonaut Training Center, 141160 Star City, Moscow Region, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Serova, ElenaGagarin Research and Test Cosmonaut Training Center, 141160 Star City, Moscow Region, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Samokutyaev, AlexandrGagarin Research and Test Cosmonaut Training Center, 141160 Star City, Moscow Region, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Christoforetti, SamanthaEuropean Astronaut Center, European Space Agency, Linder Höhe, 51147 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 September 2016
Erschienen in:Review of Scientific Instruments
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:87
DOI:10.1063/1.4962696
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:0034-6748
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Plasma crystall; complex plasmas; microgravity
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Schwerelosigkeit (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Forschungsgruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Pustylnik, Mikhail
Hinterlegt am:22 Dez 2016 13:43
Letzte Änderung:28 Nov 2023 08:51

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