Entwicklung eines automatisierten Partikelinjektors für Vakuumkammern zur Anwendung auf der Internationalen Raumstation im Weltraumlabor Ekoplasma

Abstract

Die Arbeitsgruppe Komplexe Plasmen des Instituts für Materialphysik im Weltraum entwickelt zum Zeitpunkt dieser Arbeit ein neues Labor mit dem Namen Ekoplasma. Dieses Labor ist der Nachfolger von PK-4 und soll auf der Internationalen Raumstation eingesetzt werden. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Anpassung eines Partikelinjektionssystem für das Herzstück des Experiments, die Zyflexkammer, in der komplexe Plasmen untersucht werden sollen. Hierfür wird im ersten Teil der Arbeit das aktuell verwendete System analysiert und benötigte Veränderungen sowie die gegeben Kriterien erfasst. Dies bietet im nächsten Abschnitt die Grundlage für die Entwicklung unterschiedlicher Dispensorkonzepte, welche auf die verschiedenen Anforderungen eingehen. Auf Basis dieser Konzepte wird daraufhin ein neuer Dispensor konstruiert, der den gegebenen Spezifikationen entspricht. Zudem wird eine bauliche Anpassung der aktuellen Dispensoren an die geometrischen Bedingungen der neuen Kammer vorgenommen, da diese als bewährtes System zusammen mit dem neuen Dispensor zum Einsatz kommen sollen. Der letzte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Durchführung verschiedener Versuche, um die Kennwerte zur Ansteuerung der Dispensoren zu ermitteln und die Grundlagen für die weitere Detailentwicklung zu schaffen.