@phdthesis{Kessler2024, author = {Keßler, Raphael}, title = {Entwicklung eines raumflugf{\"a}higen Moduls zur optischen Untersuchung weicher Materie unter Schwerelosigkeit}, doi = {10.26127/BTUOpen-6696}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-66960}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Mit dem Begriff „weiche Materie" wird eine Stoffklasse bezeichnet, die uns im Alltag st{\"a}ndig und nahezu {\"u}berall begegnet. Dennoch z{\"a}hlt die Erforschung solcher Materialsysteme zu einer noch recht jungen Disziplin moderner Materialforschung. Dem Ziel, ein besseres Verst{\"a}ndnis und Vorhersehbarkeit mechanischer Eigenschaften zu gewinnen, gehen Kenntnisse {\"u}ber die innere Dynamik voraus. Die Dynamik in solchen Systemen wird dabei von vergleichsweise geringen Kr{\"a}ften getrieben, die bei Untersuchungen auf der Erde von dominant erscheinenden schwerkraftgetriebenen Ph{\"a}nomenen wie beispielsweise der Sedimentation {\"u}berlagert werden k{\"o}nnen. In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung einer Anlage beschrieben, die eine modulare Experimentplattform auf einer H{\"o}henforschungsrakete darstellt und Experimente zur Untersuchung weicher Materie unter nahezu g{\"a}nzlicher Ausschaltung der Schwerkraft erm{\"o}glicht. Ein druckdichter und wiederverwendbarer Rumpf stellt den Experimenten auch w{\"a}hrend des Fluges atmosph{\"a}rische Bedingungen zur Verf{\"u}gung, wobei durch eine Luke nicht langzeitstabile Proben kurz vor Start der Rakete integriert werden k{\"o}nnen. H{\"a}ufig genutzte Diagnostikelemente von Lichtstreuexperimenten und Servicesystemkomponenten zur Versorgung mit Energie und Informationen werden in eine Baugruppe geb{\"u}ndelt und {\"u}ber definierte Schnittstellen f{\"u}r Neuentwicklungen zug{\"a}nglich gemacht, sodass deren Entwicklungszeiten verk{\"u}rzt werden k{\"o}nnen. Exemplarisch werden zwei Lichtstreuexperimente entwickelt und in das Modul integriert: Ein kolloidaler Teil, der die Bewegung aktiver Mikroschwimmer untersucht, und einen granularen Teil, bei dem Licht an Teilchen und Gasblasen gestreut wird. Die phototaktisch getriebenen Mikroschwimmer zeigen ohne die auf der Erde unvermeidlichen Randschichteffekte unter Mikrogravitation eine messbar verschiedene Dynamik. Mit einer kritischen Bewertung werden Verbesserungspotentiale aufgelistet, die teils im Zweitflug umgesetzt werden. F{\"u}r zuk{\"u}nftige Anwendungen auf der Experimentplattform werden Ideen und Vorhaben im Kontext der M{\"o}glichkeiten aufgef{\"u}hrt, wobei der Nutzen und der Mehrwert eines wiederfliegenden Moduls an Hand von Ergebnissen aus den stattgefundenen Fl{\"u}gen manifestiert werden k{\"o}nnen.}, subject = {Mikrogravitation; H{\"o}henforschungsrakete; Weiche Materie; Microgravity; Sounding rockets; Soft matter; H{\"o}henforschungsrakete; Weiche Materie; Mikrogravitation}, language = {de} }