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Autor Thema: **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>  (Gelesen 135915 mal)

Offline James

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**ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« am: 05. Oktober 2007, 11:40:44 »
Hallo

Ich erlaube mir der Übersicht halber einen neuen Thread zu eröffnen. Der ISS Thread bezieht sich ja hauptsächlich auf deren Aufbau, wobei hier die Nutzung, geplante oder durchgeführte Forschungsvorhaben, die Infrastruktur für deren Vorhaben und dergleichen ihren Platz haben könnten. Natürlich wird der Thread über den Aufbau der ISS immer etwas "spannender" sein und auch bleiben, dieser themenbedingt etwas "trockener" und kleiner. Aber er könnte als Argumentationshilfe dienen, wenn Mitglieder dieses Kreises bei einem Gespräch über die ISS gefragt werden: "Wozu braucht man den die? Kostet eh nur Unsummen." Sie hat ihre Aufgaben, und ihr Potential, nur sind diese etwas schwieriger darzulegen als die äußere Form.
(ich werde mal einen Anfang versuchen.....)
P.S.: Verbesserungen und Ergänzungen erwünscht.

P.P.S.: noch eine Bemerkung am Rande.
Hat euch schon mal irgendwer gefragt "wozu" man den LHC am CERN braucht? Oder Polarstationen? Oder das EMBL? u.s.w.
(bitte keine Mißverständnisse, ich hinterfrage das nicht.)


m.f.G.
James
« Letzte Änderung: 22. März 2018, 06:31:31 von Schillrich »

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #1 am: 05. Oktober 2007, 11:45:22 »
                                                                                                                               Quelle: ESA, Erasmus UC
     MSG (Microgravity Science Glovebox)

Das MSG wurde im MPLM (MultiPurpose Logistic Module) Leonardo beim ISS-Flug UF-2 am 5. Juni 2002 zur ISS transportiert. Es wurde daraufhin am seinem vorläufigen Platz im Labormodul Destiny installiert, und wird voraussichtlich in späterer Folge in das COF (Columbus Orbital Facility) transferiert werden. Projektiert ist das MSG für eine Lebensdauer von mindestens 10 Jahren. Zusätzlich zu dem zum auf der ISS zum Einsatz gebrachtem Modell wurden drei weitere Modelle gebaut. Eines als Versuchs-, und Testmuster, eines für Trainingszwecke und ein weiteres als Bodenlabor.

      Transport von Proben
Der Transport von Experimentmaterial kann in Einschüben von EXPRESS- oder Stauraum-Racks oder in Einschüben im Shuttle Mitteldeck erfolgen. zur Zwischenlagerung dieses Materials während inoperativen Phasen (Experimentalraumwartung oder Filterwechsel) des MSGs verfügt das MSG auch über Stauraumeinschübe.

      Betrieb
Das MSG kann in einem "offenen" Modus, bei dem Luft aus dem Experimentalraum durch das Rack geleitet wird, und in einem geschlossenen Modus, in dem der Experimentalraum isoliert ist, betrieben werden. Außerdem kann das MSG im Experimentalraum eine Stickstoffschutzgasathmosphäre herzustellen und aufrechterhalten, bei der der Sauerstoffgehalt unter 10% gehalten wird. Das MSG beherbert außerdem Laborausrüstung, wie allgemeine Werkzeuge, Laborausrüstung für Flüssigkeiten, Reinigungsausrüstung, Wiegevorrichtungen, ein pH-Meter, Sezierausrüstung, Mikroskope und diverse Meßgeräte. Abgesehen von der Ausrüstung die für die Wartung des Experimentalraumes benötigt werden, steht somit eine nicht unerhebliche Anzahl von Ausrüstungsgegenständen für den Experimentalbetrieb zur Verfügung. Außerdem stehen verschiedene Steuer- und Überwachungseinrichtungen zur Verfügung um den Experimentalbetrieb Crew-unterstützt oder autonom ablaufen zu lassen. Wird das MSG von der Crew direkt bedient, so können Steuerbefehle direkt über das Control and Monitoring Panel oder mit eingeschränkteren Möglichkeiten auch über ein Panel im Inneren des Experimentalraumes abgesetzt werden.
Die MSG ist auch extern steuerbar:
- Über den MLC (MSG Laptop Computer), der über das Front Panel mit dem MSG internen MIL1553 Bus verbunden
   werden kann  (Sicherheitsrelevante Steuerbefehle sind nicht absetzbar).
- Über andere MLC die am MIL1553 Bus der ISS angeschlossen sind.
- die Steuerung der MSG durch Bodeneinrichtungen über die ISS Kommunikationskanäle ist vorgesehen. Diese Betriebsart erlaubt   autonome Operationen für nicht kritische Experimentdurchführungen oder die Steuerung während inoperativen Phasen.
                  
Das Design des MSG provitierte von und berücksichtigte Erfahrungen von Vorläufereinrichtungen im SpaceLab und im Shuttle MidDeck und von Einrichtungen auch auf der Mir. Auffälligste Verbesserung stellt das vergrößerte Arbeitsvolumen dar, um volumsmäßig größere Experimente durchführen zu können. Weiters die vergrößerte Leistungsverfügbarkeit, verbesserte Diagnose und Steuermöglichkeiten, sowie verbesserte Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung. Das MSG ist eine Forschungseinrichtung für einen weiten Bereich der Material-, Flüssigkeits- Verbrennungs-, Kristallwachstums- und Biotechnologieforschung in einem geschlossenem Schutzraum der Klasse 100000 unter Bedingungen der Schwerelosigkeit. Das Arbeitsvolumen verfügt über eingebaute Handschuhe, um ein sicheres hantieren mit dem Experimentiergut zu ermöglichen und das Arbeitsvolumen vom ISS-Innenraum zu isolieren. Es sind Front und Seitenzugänge vorhanden. Um die Seitenzugänge zu erreichen sind der Arbeitsbereich und weitere Komponenten ausfahrbahr ausgeführt. Im normalen Experimentiermodus wird diese Konfiguration, um die Beweglichkeit im Innenraum der ISS nicht zu sehr zu behindern, nicht benutzt.
Der größte Zugang zum Arbeitsvolumen hat einen Durchmesser von 40 cm. Eine angeschlossene Luftschleuse mit 40 Liter Volumen erlaubt es Proben oder Werkzeuge zwischen ISS Innenraum und Arbeitsvolumen unter begrenztem Umgebungskontakt zu transferieren.

      Integration Team
Um die Forschung am MSG zu unterstützen wurde ein MSG Investigation Integration Team am Marshall Space Flight Center aufgebaut. Dieses Team kümmert sich um die zeitliche Planung von Experimenten, um Sicherheits- und administrative Belange. Es unterstützt die Experimentalteams bei der Erfüllung der Rahmenbedingungen für Experimente auf der ISS und im MSG.

      Aufbau
Das MSG besitzt einen modularen Aufbau. Außer dem zentralen Teil, dem Experimentalbereich, sind das RPDA (Remote Power Distribution Assembly), der  SPLC (Standard Payload Computer), das AAA (Avionics Air Assembly), drei Stauraumeinschübe und der Videoeinschub zur Experimentierunterstützung vorhanden.

      Experimentalbereich
Der Experimentalbereich besitzt ein Arbeitsvolumen von 255 Liter und wird in der Experimentierphase zum Schutz des ISS Innenraumes unter Unterdruck gehalten. Zur Herstellung von Reinraumverhältnissen kann die Luft im Arbeitsbereich gefiltert und gekühlt werden. Über die Kühlung kann eine Leistung bis 200W aus dem Arbeitsbereich abgeführt werden. Proben können am Boden oder am linken hinteren Teil des Experimentierraumes verankert werden. Die Beleuchtung im Experimentierraum ist individuell anpassbar und auch Spotleuchten sind vorhanden. Eine ColdPlate am Boden des Experimetiervolumes ist in der Lage bis zu 800W Leistung von einer Probe abzuziehen.

      Videosystem
Das Videosystem besteht aus 2 Farbkameras, 2 Monitoren, 2 digitale und 2 analoge Recorder, Stromversorgung und Kommunikationseinrichtung. Die Abwärme des Videosystems wird über MSG interne Kühleinrichtungen abgeführt. Das Videosystem kann über das Touchpad oder über einen RS422-Anschluß gesteuert werden. Dies kann parallel auch über die Bedienungselemente an der Frontplatte des Videosystems oder über Bedieneinheiten an Recorder, Monitor oder Kamera selber erfolgen.

      Kommunikation
Der SPLC des MSG kommuniziert mit ISS-Einrichtungen über den ISS MIL1553 Bus über den Das MSG auch intern verfügt. Auch der ML ist an diesen Bus angeschlossen. Weiters sind 5 RS422 Anschlüsse vorhanden. Zwei sind dem Arbeitsvolumen zugeordnet und für den Up- und Downlink von Experimentaldaten vorgesehen. Zwei verbinden den SPLC mit dem Control and Monitoring Panel und der Elektronik Box. Eine dient Testzwecken.


m.f.G.
James
« Letzte Änderung: 05. Oktober 2007, 12:28:01 von James »

Offline James

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #2 am: 05. Oktober 2007, 11:51:47 »
                                                                                                                               Quelle: ESA, Erasmus UC
     SOLAR

Das SOLAR Observatorium ist eine Überwachungseinrichtung welche mit einer hervorregenden Genauigkeit in der Lage ist die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichtes zu ermitteln. Nicht nur das dies einen Beitrag zum Verständis der Physik der Sonne liefert, so ist die spektrale energetische Verteilung und die zeitlichen Änderung dieser Werte von großer Bedeutung für die Erstellung von Klimamodellen der irdischen Atmosphäre.

SOLAR wird, zusammen mit EuTEF (European Technology Exposure Facility), auf einem MPESS Träger (Mission Peculiar Experiment Support Structure) auf der Shuttle-Mission STS-122 zusammen mit COF (Columbus Orbital Facility) zur ISS befördert.
                      
Nach dem Docken des Shuttles mit der ISS wird SOLAR während einer EVA von der MPESS demontiert und mit Hilfe des Shuttle- und des Stationsarmes zur CEPF (Columbus External Payload Facility) transferiert. SOLAR wird an der oberen Platform der CEPF installiert (ursprünglich war es mal vorgesehen SOLAR an der EXPRESS Platform welche sich an der S3 Trägerstruktur befindet zu betreiben).

      CEPF
  Das CEPF besteht aus zwei externen Trägerplatformen die symetrisch am Endkonus des COF angebracht sind.
  Damit verfügt das CEPF über vier Montageplätze mit den für den Betrieb der externen Nutzlasten benötigten
  Versorgungs- und Kommunikationseinrichtungen. Eine Platform ist also zur Erde orientiert (Nadirplatform),
  zwei Richtung Steuerbordseite und eine nach "oben" weisend (Zenithplatform). Jede der Platformen ist
  ausgelegt, bis zu 227kg Masse am Adapter aufzunehmen. Die elektrischen Verbindungen der Nutzlast werden
  über die Steckverbindungen, die auf dem CEPA (Columbus External Payload Adapter) angebracht sind mit den
  entsprechenden Gegenstücken der CEPF verbunden. Von der CEPF werden Nutzlastdaten über MIL-STD-1553B
  und Ethernet zum COF übertragen, und können mittels ISS-Verbindungseinrichtungen zu Bodenstationen
  übermittelt werden.
                      
SOLAR belegt die Zenithplatform der CEPF. Zuständig für die Vorbereitungen, Flugbetrieb und Datenaufbereitung
ist das (User Support and Operation Center) USOC Brüssel in Belgien.
Nach Installation wird SOLAR für einen Zeitraum von ca. 1,5 Jahren durchgehend betrieben werden.
Dabei wird SOLAR pro Orbit für ca. 15min mittels eines generell einsetzbaren CPD (Coarse Pointing Devices) auf
die Sonne ausgerichtet. Die Aufbauten von SOLAR stellen zusammen eine 75kg Nutzlast am CPD dar.

      CPD
  Das CPD ist eine Struktur, welche die Aufgabe hat eine Nutzlast auf ein Ziel auszurichten, und dabei die
  orbitale Bewegung der ISS auszuregeln. Das CPD besteht aus einem in zwei Achsen beweglichen, kardanisch
  aufgehängten, Rahmen. Die Nachführung wird mittels eines auf dem Rahmen befindlichen Sonnensensors, und
  Drehgeber und elektronisch kommutierte Synchronmotoren, die sich an jeder Achse befinden, ausgeführt.
  Die Regelalgorithmen sind in Software in der CU (Control Unit) implementiert. Der maximale Winkelauschlag
  beträgt dabei +/-25grad über die Achse welche die saisonale Änderung der Orbitinklination, und +/-40grad
  über die Achse welche die Orbitalbewegung der ISS ausgleicht. Die absolute Genauigkeit der Ausrichtung
  beträgt +/-1grad, und die Stabilität der Ausrichtung 0,3grad über 10sec.
  Während des Transportes sind die Aufhängungen mittels elektromechanischer Bolzen verriegelt, welche nur
  im operationellen Betrieb im Orbit freigegeben werden.
  
      CU (Control Unit)
  Die CU besteht aus zwei Teilen. Die Spannungsversorgungseinheit und die Regelungs-, Datenaufbereitungs-
  und Kommunikationseinheit, also ein Prozessorsystem.
  Die Spannungsversorgungseinheit versorgt das CPD und die Intrumentierung mit 28V DC.
  Als Spannungsquelle sind je nach Verfügbarkeit verschiedene Netze zu unterstützen.
  1. Die 28V DC Nutzlastversorgung in der Nutzlastbucht des Shuttles.
  2. Die über eine von zwei Leitungen vom CEPF zur Verfügung gestellte operationelle Betriebsspannung von
      120V DC.
  3. Die über die andere der zwei Leitungen vom CEPF zur Verfügung gestellte Backup-Spannung von 120V DC.
  Das Prozessorsystem kommuniziert mit der CEPF über die CEPA Anschlüsse.
  Dessen Software regelt das CPD, verarbeitet Telemetriedaten und Commandos der Nutzlast, überwacht
  deren Status, und verarbeitet die wissenschaflichen Daten der Instrumentierung.

      Die Instrumentierung von SOLAR
SOLAR beinhaltet 3 Messeinrichtungen, welche sich über einen großen Bereich des elektrmagnetischen Spektrums
ergänzen und Messungen im Wellenlängenbereich von 17nm bis 100µm ermöglichen. In diesem Wellenlängenereich
liegen 99% der von der Sonne emmitierten Energie. Die Messeinrichtungen sind:

SOVIM (SOlar Variable & Irradiance Monitor):
  deckt den nahen Ultraviolettbereich, den Sichtbaren und infrarote Bereiche des elektromagnetischen Spektrums
  ab (200nm bis 100µm).
SOLSPEC (SOLar SPECtral Irradiance measurements):
  deckt den Bereich von 180nm bis 3000nm mit hoher spektraler Auflösung ab.
SOLACES (SOLar AutoCalibrating ExtremUV/UV Spectrophotometers):
  misst den EUV/UV Bereich mit mittlerer Auflösung (17nm bis 220nm).

SOVIM und SOLSPEC sind verbesserte Versionen von Instrumenten, die bereits bei Missionen im Weltraum eingesetzt wurden. SOLACES ist dagegen eine gänzlich neu entwickelte Meßeinrichtung. Die drei Meßeinrichtungen ergänzen sich, und ermöglichen die Ermittlung von Daten wie sie noch nie zur Verfügung gestanden sind.
                      


m.f.G.
James

« Letzte Änderung: 05. Oktober 2007, 12:07:40 von James »

Zaphod

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #3 am: 06. Oktober 2007, 02:36:21 »
Mein lieber Schwan,James,ich bin offiziell beeindruckt ! :)
MEHR !  ;D ;)
« Letzte Änderung: 06. Oktober 2007, 02:36:39 von Zaphod »

hibi

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #4 am: 06. Oktober 2007, 13:21:33 »
Kann mich Zaphod nur anschließen  ;D

Also wenn ich mir das nun mal so durch den Kopf gehen lasse, war die ISS ja bisher fast nur ein tauber Stumpf im Orbit.

Erst mit der Installation von Columbus wird die Forschungsarbeit wirklich aktiv. Und wenn dann erst mal der Schichtbetrieb beginnt ..... *träum*

So long ...

Holi

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #5 am: 06. Oktober 2007, 23:55:52 »
Hallo,

@ James:

...ich habe mir heute Deine Erläuterungen zu den Modulen/Experimenten durchgelesen...und muss sagen...echt Klasse  :)....und sehr interessant. 8-)

Wie Zaphod schon geschrieben hat....wir bitten um Fortsetzung... ::)

Gruß
Holi

Offline James

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #6 am: 09. Oktober 2007, 14:18:15 »
Hallo Leute

Ich möchte mich bei Euch für die netten Worte bedanken.
Und es ist eh so, das ich vorhabe in diesem Thread noch ein paar Informationen zu hinterlegen (und würde mich auch über Infos freuen). Eines möchte ich aber ganz klar stellen. Ich bin leider nicht in der vorteilhaften Lage (so wie wir - glücklicherweise - ein paar wenige Leute hier haben) Zugang zu irgendwelchen Hintergrundinformationen zu haben, und verfüge auch nicht über Connections in diese Richtung. Alle Informationen sind somit (die oben angeführten stammen aus ESA Factsheets) in irgendeiner Form auch andersweitig im Internet vorhanden, und nur "geborgt". Dies wird auch für weitere Postings gelten.
So richtig bedanken möchte ich mich bei den Leuten die hier immer wieder aktuelleste Informationen, Hintergrundinformationen, und Informationen über die Funktion diverser Systeme abliefern, das ich nur so ins Staunen komme. Ich will hier keine Namen nennen, es weiß eh jeder welche Leute gemeint sind. Danke.
Und noch was: Da ich als erstes Einrichtungen aus europäischer Hand angeführt habe (Solar eben weils bald raufkommt) ist doch etwas fälschlich der Eindruck entstanden, das die europäische Forschung einen unverhältnismäßig großen Anteil am ISS Forschungsaufkommen darstellt. Das sollte man so nicht sehen.

Viele Grüße
James


« Letzte Änderung: 09. Oktober 2007, 14:24:15 von James »

Offline James

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #7 am: 10. Oktober 2007, 12:12:42 »
                                                                                                          Quelle: ESA; ISS Utilisation and Microgravity Promotion Division


Forschungprojekt: Effektivität von Verbrennungsvorgängen

Einen "Klassiker" der Forschung unter Schwerelosigkeit stellt die Flamme einer Kerze dar. Dieses einfache Experiment, in der die Flamme absolut spärisch und transparent bläulich brennt, ist sehr gut geeignet den starken Einfluß, welche die Schwerkraft auf Verbrennungsprozesse ausübt, zu zeigen. Auf der Erde erzeugt der Verbrennungsprozeß eine nach "oben" gerichtete Strömung der umgebenden Luft, welche für die uns bekannte Form der Flamme sorgt. diese Konvektion führt aber auch zu einer nicht vollständigen Verbrennung und der entstehende Ruß führt dann zu der gelblichen Farbe der Flamme. Ungeachtet der offensichlichen Einfachheit dieses Beispieles sind Verbrennungsvorgänge äußerst komplexe Prozesse. Zahlreiche chemische Reaktionen hängen stark von örtlichen Bedingungen wie Dichte oder Temperatur ab, welche aber wiederum von der Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Bestandteile abhängt. Nicht nur das in der Schwerelosigkeit diese selbst erzeugten Konvektionsströme vernachläßigbar gering sind, es ist auch möglich mittels eines Gebläses eine erwünschte Konvektionsrate einzustellen. Solchartige Experimente sind geeignet die verschiedenen Vorgänge einer Verbrennung zu identifizieren und deren Einfluß zu quantifizieren. Die Ergebnisse sind von großem Interesse für die Erstellung von mathematischen Modellen für die Simulation von Verbrennungsvorgängen mit variablen Verhältnissen wie Änderungen in der Geometrie. Benötigt werden diese Modelle z.B. von Firmen die mit Motorenherstellung oder Kraftwerksbau beschäftigt sind. Die verbesserten Computermodelle können eingesetzt werden um die Effizienz der Maschinen zu steigern und um die Belastung der Umwelt durch Verbesserung der Verbrennungsvorgänge zu verringern.

Bild: Zünden einer Flamme in Schwerelosigkeit


m.f.G.
James

« Letzte Änderung: 10. Oktober 2007, 12:13:17 von James »

Offline berni

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #8 am: 20. Oktober 2007, 18:54:57 »
ich hab hier nen ESA (!) link entdeckt, der gar nicht schlecht ist:
http://www.spaceflight.esa.int/users/technical/index.htm

berni

Zaphod

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #9 am: 28. Oktober 2007, 01:07:56 »
So,nachdem mit STS-122 Columbus inclusive EuTEF und SOLAR starten wird,wollte ich euch noch ein Bildchen samt Link hierher setzen,das EuTEF etwas 'beleuchtet'.


Quelle : http://www.cgspace.it/index.php?option=com_content&task=view&id=198

Unter oben genanntem Link (Herstellerseite) erfährt man zumindest etwas über diese Multi-User-Platform...;)
Persönlich fand ich es interessant,dies Ding mal betrachten zu können - incl. seiner Startkonfiguration.
mfG Zaphod
P.S.: Dort ist sogar eine "PLEGPAY: Plasma electron gun payload" installiert....*angstbekomm*   :o ;D ;)
P.P.S.: Mit "EUFIDE with DEBIE-2: Debris detector and FIPEX: atomic oxygen detector" ist sicher wiederum ein sinnvoller Grundstock zur Erforschung neuer Werkstoffe für LEO-Anwendungen gelegt. Wer sich die Bilder von der "Retraction" der P6-Radiatoren vor Augen hält,wird sehen,daß auch ein Beinahe-Vakuum Metalle korrodieren (oxidieren) kann ! Besagte P6-Radiatoren haben mittlerweile soetwas wie "Flugrost" angesetzt (besonders sieht man ehemalige Klebestellen [Tesafilm...?] etc.).
 Atomarer Sauerstoff ist nicht zu unterschätzen....;-)

Und noch ein EDIT : Hier habe ich nochmal ein Bild der STS-118 Mission herausgesucht,auf dem man die oben angesprochene Korrosion ganz gut erkennen kann :


Das hochauflösende Bild gibt es hier : http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-118/html/iss015e21957.html
« Letzte Änderung: 28. Oktober 2007, 09:44:59 von Zaphod »

GG

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #10 am: 29. Oktober 2007, 17:18:08 »
Auf der ISS wurde auch in den letzten Jahren schon umfangreiche Forschung betrieben, jedenfalls zu Zeiten einer dreiköpfigen Besatzung. Nur die Web 2.0-Geschichte war noch nicht so in aller Munde. Und auch hier bei Raumfahrer.net war noch nicht so viel los.

Und weil es so gut passt, möchte ich hier vor allem für alle, die noch nicht so lange dabei sind, eine Übersicht biologischer Experimente auf der ISS aus einem anderen Thread unseres Forums verlinken:

http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=551.msg5838#msg5838
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=551.msg5843#msg5843

Ist zwar bei weitem nicht so ausführlich, verschafft aber einen guten Überblick. Und vielleicht genügt das vielen schon.

GG
« Letzte Änderung: 29. Oktober 2007, 17:25:01 von GG »

Booster

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ISS mit "Alpha-Magnet-Spektrometer“ auf der Suche
« Antwort #11 am: 29. Oktober 2007, 20:02:34 »
Bald auf der ISS :-)
[size=20]Das Alpha Magnetic Spectrometer, u. die Suche nach der Antimaterie[/size]

[size=14]Der nächste Schritt auf der Jagd nach Antimaterie[/size]

Eine amerikanische Raumfähre wird sich bei ihrem Flug auf die Suche nach Antimaterie im Weltall begeben. Erste Messungen dazu werden von einem Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS) ausgeführt, das maßgeblich vom Physikalischen Institut der Rheinisch-Westfälischen technischen Hochschule (RWTH) Aachen und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gebaut wurde.

Der Verbleib von Antimaterie bildet eine der großen ungeklärten Fragen der Physik. Nach den Überlegungen der theoretischen Physiker existiert zu jedem Elementarteilchen ein Antiteilchen. Dieses besitzt die gleiche Masse, unterscheidet sich aber durch die entgegengesetzte elektrische Ladung. Astrophysiker vermuten, dass sogar ganze Galaxien aus Antimaterie bestehen, nachgewiesen wurde sie jedoch bisher nicht. Das Alpha-Magnet-Spektrometer soll auch herausfinden, woraus die nicht leuchtende, sogenannte "Dunkle Materie" im Weltraum besteht. Der Shuttle-Flug, der voraussichtlich im Jahre 2009 beginnt, dient zunächst der technischen Erprobung. Später soll das Instrument auf der Internationalen Raumstation eingesetzt werden. Das Spektrometer ist das erste Teilchen-Magnet-Spektrometer im Weltall.

Das Instrument kann Antihelium- und Antikohlenstoffkerne nachweisen und ist zehntausend bis hunderttausendmal empfindlicher als bisherige Experimente auf der Erde. Kernstück des AMS ist ein 2,5 Tonnen schwerer Magnet. Durch das Magnetfeld werden elektrisch geladene Teilchen und Antiteilchen auf entgegengesetzt gekrümmten Bahnen abgelenkt und von einem speziellen Silizium-Detektor erfasst. So können Masse und Ladung der Teilchen bestimmt und damit Materie und Antimaterie unterschieden werden.

Weiter führende Links:
Wikipedia :             Alpha-Magnet-Spektrometer
Wikipedia :             Antimaterie
Welt der Physik :    Antimaterie im Universum
Presentation :        Das Alpha Magnet Spektrometer auf der Suche nach Antikohlenstoff
Uni-protokolle.de : Ein neues Fenster in der Grundlagenforschung wird aufgestoßen
AMS-Cer-CH :         An overview of the Alpha Magnetic Spectrometer

Interessantes Thema viel Spaß beim lesen und diskutieren.

MfG


Zaphod

  • Gast
Re:  ISS mit "Alpha-Magnet-Spektrometer“ auf
« Antwort #12 am: 29. Oktober 2007, 20:09:36 »
Whow ! Sehr interessantes Experiment,das nun wirklich an die Grundlagen des Universums geht... :o
Aber ab damit in den Thread "ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen" ! Dafür haben wir ihn doch...;)
Ich muß flugs weiterlesen.....danke,schöner Post ! :)
P.S.: "Der Shuttle-Flug,der vorraussichtlich im Jahr 2009......" <--- Nein,so einen Flug wird es nicht geben. Schade eigentlich.....  Das feine Gerät kommt also direkt auf die ISS. :)
« Letzte Änderung: 29. Oktober 2007, 20:12:35 von Zaphod »

Zaphod

  • Gast
Re:  ISS mit "Alpha-Magnet-Spektrometer“ auf
« Antwort #13 am: 29. Oktober 2007, 20:43:09 »
Ich fühle mich versucht,noch etwas anzumerken. Zitat aus Wikipedia :"Das Magnetfeld von 0.86 Tesla wird von zwei Dipol-Spulen erzeugt,....." Da wird einem ja schwindelig....mit so einem nach außen gestreuten Magnetfeld könnte man mal eben einen Baukran umreißen,aus,sagen wir,20m Entfernung.... :o
Und ab da treibt es zwangsläufig freudentränen in die Augen jedes ambitionierten Hobby-Teilchenphysikers !  ;D Was ein Gerät ! Und wenn man liest,wer alles daran getüftelt hat,verschlägt es einem sowieso die Sprache....ich bin gespannt ! Aber.....sieben Tonnen ?! Das is hart..... ;D

ILBUS

  • Gast
Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #14 am: 30. Oktober 2007, 11:24:51 »
ach Du, 2 Telsa sind bei dem ATLAS-Detektor fest eingeplannt 8-)...so unerreichber ist es nicht mehr. Ist zwar keine Serienanvertigung, aber die Feldstärken in Grössenordnung von Tesla sind stark verbreitet.

Booster

  • Gast
Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #15 am: 30. Oktober 2007, 16:48:19 »
 :) Danke @MSSpace,

ich werde in kürze die ganzen daran Beteiligten anschreiben und die Bitten sich bei uns an der Diskussion zu beteiligen, weil das Thema ist so Interessant ich Glaube das wird diesen Thread hier sprengen, aber nun gut warten wir es ab.

Nur als Hinweiß man versucht da die andere Seite der Materie zu bestätigen, das hieße das sich eine völlig Neue Welt auf tut...  :o

Übrigens die stärke des Magnetes ist nicht so relevant, sondern die Empfindlichkeit mit der man die Experimente messen kann, soweit ich jedenfalls Glaube zu wissen.  :-/


Zaphod

  • Gast
Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #16 am: 13. November 2007, 23:59:22 »
Noch ein kleiner Nachtrag zu EuTEF und SOLAR  :D


Bild: NASA

Offline berni

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Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #17 am: 14. November 2007, 00:31:22 »
servus!

hier hab ich eine seite gefunden, auf der alle (?) experimente auf der ISS aufgelistet sind:

http://www.nasa.gov/lb/mission_pages/station/science/experiments/Expedition.html

grüße,
berni

alpha

  • Gast
Re: ISS: Forschung und Forschungseinrichtungen
« Antwort #18 am: 02. Dezember 2007, 16:53:46 »
Schönen Nachmittag atall!

Hab einen Artikel zum Alpha Magnetic Spectrometer Detector (mehr dazu hier im Thread) und dessen Wahrscheinlichkeit wirklich auf die ISS zu kommen gefunden. 'The device NASA is leaving behind.' Naja, mal hoffen, dass man die ganze Sache in Wirklichkeit doch nicht so schwarz sehen muss.

http://www.msnbc.msn.com/id/22060519/

Grüße,
alpha

Offline James

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**ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« Antwort #19 am: 09. Januar 2008, 20:02:17 »
Forschungseinrichtung: European Modular Cultivation System (EMCS)                                                       Quelle: ESA

Das EMCS ist eine ESA Nutzlast für die ISS, welche der biologischen Forschung, unter dem Einfluß gezielt veränderbarer Gravitation, dient. Experimente mit Pflanzen, insbesondere die Forschung mit gezogener Saat hinweg über mehrere Generationen, die Erforschung von Keimung und Wachstum, aber auch Experimente an lebenden Objekten wie Insekten, oder auch Studien an Zell- und Gewebskulturen sind vorgesehen im EMCS.
        Ansicht der Front

Erstellung, Transport und Installation
Das EMCS wurde, unter einem Vertrag mit der ESA, von einem Industrieteam unter Leitung von EADS-ST in Friedrichshafen entwickelt. Das Flugmodel des EMCS wurde im July 2002 der NASA übergeben und mit der Shuttlemission STS-121, welche am 4. Juli 2006 gestartet wurde, mit dem Orbiter Discovery im MPLM Leonardo zur ISS gebracht. Vom Expedition 13 Flugingenieur Thomas Reiter wurde es während der Mission im US-Labor Destiny in EXPRESS Rack 3A installiert.
        Thomas Reiter bei der Installation

Bodeneinrichtungen
Zur Experiment Verifikation und zum Ground Support wurden außer dem Flugmodel zwei weitere sogenannte Experiment Reference Modelle (ERM) hergestellt. Diese dienen dem Ertesten der Prozeduren neuer Experimente, zum Austesten der Experimentspezifischen Software welche auf Microcontroller im Experimentalcontainer (EC) abläuft, zu Referenztests in einer 1 g Umgebung und zum Groundsupport im Falles des Auftretens von Fehlfunktionen. Eines der ERM befindet sich im, für den Betrieb des EMCS zuständigen, N-USOC in der Universität von Trondheim, Norwegen. Das Zweite befindet sich im NASA Ames Forschungs Zentrum in Moffet Field, Californien. Die ERMs verfügen prinzipiell über die selbe Ausstattung wie das Flugmodell ( Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle, Athmosphärengenerierung, Druckkontrolle, Wasserversorgung und Beleuchtung sowie Energie- und Datenmanagement), der Aufbau differiert aber durch den permanenten 1 g Gravitationsvektor. Die EC befinden sich nicht am Rotor sondern auf einer Befestigungsplatte, worauf sie so ausgerichtet sind, das der am Boden fixe 1 g Vektor auf die EC wie am Flugmodell wirkt (auch die Beleuchtung hat die selbe Ausrichtung auf die EC wie am Flugmodell). Für Experimente die ausgewählt wurden, und zur Anwendung kommen, wird die jeweils speziell benötigte Hardware von EADS-ST in Friedrichshafen, unter einem Vertrag mit der ESA, in enger Kooperation mit dem Forschungsteam hergestellt, wobei standardisierte ECs von der ESA bereitgestellt werden. Die endgültige Erstellung der Experimentprozeduren erfolgt am N-USOC in Trondheim.
Von dort werden sie zum KSC überstellt. Beachtet werden muß, das die Experimente die Dauer des Transportes bis zur ISS bewältigen können müssen. Bevor die Flugfähigkeit eines Experimentes bestätigt wird, werden diese im ERM bezüglich verschiedenster Kriterien, so z.B. Biokompatibilität, Vibrationstauglichkeit, auf Ausgasung u.s.w. getestet. Während des Einsatzes auf der ISS werden von beiden Bodeneinrichtungen, in Norwegen und USA, Vergleichstests in den ERMs durchgeführt. Die wissenschaftliche Nutzung des EMCS erfolgt in Cooperation des N-USOC mit dem Ames Research Center.

Aufbau des EMCS
Das EMCS besteht aus einem gasdichten Inkubator in dem sich zwei Zentrifugen befinden. Auf jedem der zwei Rotoren können bis zu vier ECs untergebracht werden. Auf den Rotoren befinden sich auch die Lebenserhaltungssysteme, Wasserversorgung, Beleuchtung und Beobachtungs- und Diagnosesysteme. Außerhalb des Inkubators befinden sich Gasversorgung, der "Standard Payload Computer", und auch die Temperaturkontrolle. Mittels Video- und Datenverbindungen kann die Experimentkontrolle sowohl von der Stationscrew als auch von Bodeneinrichtungen aus durchgeführt werden.

    Inkubator, Gasversorgung und Temperaturkontrolle
Der Inkubator stellt die Umweltbedingungen für die ECs her, wobei die Atmosphäre immer für alle acht ECs ident ist. Diese wird hergestellt aus einem EMCS-Gasbehälter mit 30% Sauerstoff und 70% Stickstoff und Kohlendioxid, wozu reiner Stickstoff, welcher von ISS-Einrichtungen zur Verfügung gestellt wird, beigemischt wird. Geregelt wird die Atmosphäre vom Atmospheric Control System, welches über die Gastanks, die Kohlewasserstoffbeseitigung und über die notwendige Sensorik verfügt. Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre wird auf 15% bis 22% (+/- 0,5%) geregelt, der Stickstoffanteil ist in einem Bereich von 100% variierbar. Der Kohlendioxidanteil kann mit einer Genauigkeit von +/-0,01% in einem Bereich von praktisch 0% bis 0,2% oder mit einer Genauigkeit von +/-0,3% in einem Bereich von 0,2% bis 5,5% geregelt werden. Der Gaseingang der ECs kann mit einem Luftdurchsatz von bis zu 300ml/min beaufschlagt werden. Die Luftfeuchtigkeit ist für alle ECs separat in einem Bereich von 50% bis 95% relative Luftfeuchte regelbar, auf 30% im Trockenmodus. Das System nimmt auch die von den Pflanzen abgegebene Feuchtigkeit zur Verhinderung von Kondensbildung auf. Die Temperatur ist in einem Bereich von 18 bis 40 Grad Celsius mit einer Auflösung von +/-0,5 Grad Celsius regelbar.
        Blick in den Inkubator auf die zwei Rotoren

    Zentrifuge
Die Zentrifuge besteht aus zwei identischen Rotoren mit einem Durchmesser von 600mm. Sie können für die EC eine Schwerebeschleunigung im Bereich von 0,01g bis 2,0g herstellen. Im wissenschaftlichen Betrieb kann z.B. ein Rotor die Schwerebeschleunigung, die für das Experiment erforderlich ist bereitstellen, während der zweite Rotor mit einem Referenzexperiment bei 1 g betrieben wird, welche bei einer Rotationsrate von 1,8 U/min erzeugt wird. Jeder Rotor verfügt über 4 Platze zur Aufnahme der ECs, über die Feuchtigkeitsregelung, die Frischwasser- und Abwassercontainer mit je 250ml Inhalt und eine Beleuchtung mit weißem oder infrarotem Licht (zur Beobachtung während Dunkelphasen). Mittels je einer beweglichen Videokamera pro zwei EC-Plätze (aber nur ein Videosignal kann pro Rotor abgeleitet werden) kann über bewegliche Spielgel der EC observiert werden.

    Experimental Container
        
Die ECs bestehen aus einer Bodenplatte und einer transparenten Abdeckung für Beleuchtung und Beobachtung. Die Bodenplatte verfügt über Spannungsversorgungs- und Kommunikationsanschlüsse ( 2 analoge und 4 digitale IO-Kanäle eine RS485 Schnittstelle und ein Videoanschluß - dieser ist nur auf zwei der vier Positionen am Rotor nutzbar), über Anschlüsse zur Gaszu- und Abfuhr und über einen Anschluß zur Wasserversorgung, welche zum Frischwasserreservoir, und über einen Abwasseranschluß, welcher zum Brauchwasserreservoir, am Rotor führt. Die Gas- und Wasseranschlüsse sind im nichtinstallieren Zustand durch Ventile verschlossen. Die Luftzufuhr vom Inkubator in den EC ist außerdem mit einem Filter mit 0,2µm Porengröße versehen. Nährstoffe für das Pflanzenwachstum sind innerhalb des ECs unterzubringen. Die ECs verfügen über Sensoren für Temperatur,
Luftfeuchte und Druck. Das Volumen der ECs von 0,58 Liter steht für Experimentausrüstung und Testobjekte bis zu einer Größe von ca. 60mm x 60mm x 160mm zur Verfügung. In das Volumen sind automatische Einrichtungen zum Betrieb der Forschungsvorhaben ohne permanente Wartung durch die Stationscrew unterbringbar. Zur Unterstützung der Erstellung von Experimenten wurden von der ESA Studien bezüglich dem Aufbau solcher experimentspezifischer Einrichtungen für Experimente wie z.B. an Insektenkulturen, kleinen Wasserlebewesen oder an Zellkulturen und dergleichen durchgeführt.

Forschungsvorhaben: Multigen Experiment
Im Multigen Experiment wird das Wachstum der Pflanze "Arabidopsis thaliana" über drei Generationen überprüft. Diese Kresseart wurde ausgewählt, da sie ein bekanntes Genom besitzt, unter verschiedenen Bedingungen gedeiht und je nach Umwelt eine große Formenvielfalt aufweist. Der erste Teil des Experimentes wurde während der Expedition 16 Mission abgeschlossen. In dieser Phase wurden die Pflanzen von Keimlingen zu saattragenden Gewächsen gezogen. Daraufhin werden die Pflanzen dehydriert um die Samen für den Rücktransport zu den Bodeneinrichtungen zu gewinnen. Im zweiten Teil des Experiments werden die gezüchteten Samen zum Keimen gebracht, und in weiterer Folgen wieder hochgezogen. Insbesondere dem "einkringeln" der Wurzeln unter vermindeter Schwerkraft wird in diesem Experiment besondere Beachtung geschenkt. Erkenntnisse aus dem Multigen Experiment haben Einfluß auf das Verständnis von pflanzlichen Wachstumsprozessen auf der Erde, kann aber auch die Basis sein für die Zucht von Pflanzen im nichtirdischen Bereich, wo sie einmal als zusätzliche Nahrungsmittelquelle gehalten oder zur Kohlendioxidreduktion eingesetzt werden könnten.
        
m.f.G.
James

« Letzte Änderung: 20. Januar 2008, 18:36:59 von MSSpace »

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Re: **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« Antwort #20 am: 20. Februar 2008, 08:55:51 »
Hi

Da hier auch etliches an Informationen über EuTEF und SOLAR vorhanden ist, möchte ich hier auch den Status "jetzt sind sie oben installiert" dokumentieren.



Grüße, James
« Letzte Änderung: 20. Februar 2008, 09:01:11 von James »

H.J.Kemm

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Re: **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« Antwort #21 am: 29. Februar 2008, 03:45:23 »
Moin,

Mit der Aufzucht von Ackerschmalwandpflanzen hat am Donnerstag auf der Internationalen Raumstation ISS das erste biologische Experiment des neuen Forschungslabors "Columbus" begonnen. Die Untersuchung soll nach Angaben des Bremer Unternehmens OHB zeigen, wie sich Wurzelbildungen unter den Verhältnissen der Schwerelosigkeit verhalten.
(Zitat aus: derstandard.at)

Jerry

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Re: **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« Antwort #22 am: 10. März 2008, 12:42:39 »
Hallo

Das DLR hat auch einen Artikel über SOLAR eingestellt: http://www.dlr.de/DesktopDefault.aspx/tabid-1/86_read-11915/
Dort befindet sich auch ein weiteres Datenblatt zu SOLACES: http://www.dlr.de/Portaldata/1/Resources/portal_news/newsarchiv2008_1/solaces_d.pdf

m.f.G.
James

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Re: **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« Antwort #23 am: 21. Mai 2008, 13:08:31 »
Hallo

Anbei ein Link zu einem Bericht über das Forschungsvorhaben GEOFLOW.
Geleitet wird das Projekt an der Universität Cottbus am Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungslehre. Es geht um die Erstellung eines Strömungsmodelles mit dem auf die Strömungen im flüssigen Erdkern geschlossen werden kann.

Zitat
Und so ist das Experiment aufgebaut: GEOFLOW besteht aus zwei ineinander gesetzten, rotierenden Kugelschalen von unterschiedlicher Temperatur, die den festen Erdkern und den Erdmantel nachbilden. Der Spalt zwischen den Schalen ist mit einem Öl gefüllt, das den flüssigen Erdkern darstellt. Ein elektrisches Kraftfeld zwischen den zwei Sphären simuliert die Erdanziehung. Das funktioniert allerdings nur, wenn kein echtes Schwerefeld das künstliche Kraftfeld verzerrt. Deshalb ist das Experiment nur in der Schwerelosigkeit durchführbar, d.h. im All.

http://www.esa.int/esaCP/SEMOUZM5NDF_Austria_0.html

Gruß, James

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Re: **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>
« Antwort #24 am: 04. Juli 2008, 10:01:28 »
Hi

Habe noch ein nettes Bild zu GEOFLOW gefunden.


Gruß, James