Das Institut für Materialphysik im Weltraum
Das Institut für Materialphysik im Weltraum erforscht grundlegende Mechanismen in metallischen Flüssigkeiten im Speziellen und ungeordneter Materie im Allgemeinen, sowie deren Erstarrungsvorgänge. Seit 2023 ergänzt der neue Forschungsschwerpunkt „Oberflächendesign und -eigenschaften“ die Aktivitäten des Instituts. Ziel ist die Voraussetzungen für ein gezieltes Prozess-, Material- und Oberflächendesign leistungsfähigerer Werkstoffe zu schaffen. Dabei stehen zahlreiche Modellsysteme der Metalle, der Oxide, der weichen, granularen oder aktiven Materie und Plasmen im Fokus der Forschung.
Die Möglichkeit, schwerkraftgetriebene Phänomene wie Konvektion, Sedimentation und Auftrieb weitestgehend in Schwerelosigkeit auszuschalten, ermöglicht ein erweitertes Prozess- und Materialdesign. Darüber hinaus sind Materialien und Oberflächen im Weltraum zahlreichen teilweise extremen Umweltbelastungen ausgesetzt, die oftmals zur Beeinträchtigung dieser, aufgrund korrosiver Prozesse, führen und ein Oberflächendesign notwendig machen. Weiterhin können Messverfahren entwickelt und angewandt werden, die unter dem Einfluss der Gravitationskraft nicht oder nur eingeschränkt möglich sind. Dies erlaubt die richtige und genaue Messung physikalischer Größen als Voraussetzung für die Entwicklung physikalischer Modelle und laborgebundener Messverfahren. In allen drei Bereichen erzielt das Institut, insbesondere durch die wissenschaftliche Nutzung der Internationalen Raumstation (ISS), dem MAPHEUS Höhenforschungsraketenprogramm und neuer LEO-Plattformen neue und tiefgreifende Erkenntnisse.
Die Arbeitsgebiete des Instituts umfassen die Untersuchung von Grundlagen der Erstarrung und Schmelzeigenschaften, Dynamik Granularer Materie, Wechselwirkungen von Oberflächen mit der Umgebung, Theorie und Simulation ungeordneter Systeme sowie die Entwicklung und Konstruktion von Flughardware und Laborinstrumenten und Nutzerunterstützung für Experimente in Schwerelosigkeit.