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Observation of metallic sphere - complex plasma interactions in microgravity

Schwabe, Mierk und Zhdanov, Sergey und Hagl, Tanja C. und Huber, Peter und Lipaev, Andrey und Molotkov, Vladimir und Naumkin, Vadim und Rubin-Zuzic, Milenko und Vinogradov, P.V. und Zähringer, Erich und Fortov, Vladimir und Thomas, Hubertus M. (2017) Observation of metallic sphere - complex plasma interactions in microgravity. New Journal of Physics, 19, Seite 103019. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1367-2630/aa868c. ISSN 1367-2630.

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Offizielle URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/aa868c

Kurzfassung

The PK-3 Plus laboratory on board the International Space Station is used to study the interaction between metallic spheres and a complex plasma. We show that the metallic spheres significantly affect both the local plasma environment and the microparticles. The spheres charge under the influence of the plasma and repel the microparticles, forming cavities surrounding the spheres. The size of the cavity around a sphere is used to study the force balance acting on microparticles at the cavity edge. We show that the ion drag force and pressure force from other microparticles balances with the electric force acting from the sphere to within 20%.
 At intermediate distances from the sphere surface, the interaction between the microparticles and the metallic spheres is attractive due to the drag force from the ions which are moving towards the highly charged spheres. The spheres thus strongly affect the plasma fluxes. This modification of the plasma flux can lead to an effective surface tension acting on the microparticles, and to the excitation of dust-density waves near the spheres, as the local electric field crosses a threshold.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114840/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Observation of metallic sphere - complex plasma interactions in microgravity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwabe, MierkMierk.Schwabe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6565-5890NICHT SPEZIFIZIERT
Zhdanov, Sergeysergey.zhdanov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hagl, Tanja C.Tanja.Hagl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huber, Peterp.huber (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lipaev, Andreyjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Molotkov, Vladimirjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Naumkin, Vadimjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rubin-Zuzic, Milenkomilenko.rubin-zuzic (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vinogradov, P.V.rocket space corporation energia, 14070 korolev, moscow region, russiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zähringer, Ericherich.zaehringer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4718-5447NICHT SPEZIFIZIERT
Fortov, Vladimirjoint institute for high temperatures, ras, moscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, Hubertus M.hubertus.thomas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8358-2023NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 Oktober 2017
Erschienen in:New Journal of Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:19
DOI:10.1088/1367-2630/aa868c
Seitenbereich:Seite 103019
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:1367-2630
Status:veröffentlicht
Stichwörter:complex plasma, dusty plasma, waves, cavitation
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:Institut für Materialphysik im Weltraum > Gruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Schwabe, Dr. Mierk
Hinterlegt am:23 Okt 2017 14:53
Letzte Änderung:27 Nov 2023 11:50

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