Die Technik des elektromagnetischen Levitierens bietet die Möglichkeit, Metalle und elektrisch leitende Legierungen behälterfrei zu untersuchen und somit Reaktionen zwischen der Probe und dem Tiegel auszuschließen. Dazu wird die Probe in einer Spule durch ein elektromagnetisches (sich zeitlich veränderndes) Wechselfeld positioniert (levitiert) und durch die induzierten Wirbelströme erhitzt und aufgeschmolzen (Prinzip eines Induktionskochfeldes).
Im Erdlabor werden starke elektromagnetische Wechselfelder benötigt, um nach der Lenz’schen Regel eine Lorentz Kraft zu erzeugen, die die Erdanziehungskraft überwindet und die Probe zum Schweben bringt. Dies wiederum bewirkt neben der gravitationsbedingten natürlichen Konvektion und der Marangoni-Konvektion (Konvektion aufgrund von Temperaturunterschieden auf der Probenoberfläche) zusätzliche Flüssigkeitsströmungen sowie eine Deformation der flüssigen Probe. Um die Probe abzukühlen und zur Erstarrung zu bringen (eventuell bis unter den Schmelzpunkt), muss sie einem Gasstrom ausgesetzt werden, was zusätzliche Störungen und vor allem Verunreinigungen hervorrufen kann.
Experimentiert man jedoch in der Schwerelosigkeit, so sind zum einen nur wesentlich geringere Kräfte zur Positionierung der Probe innerhalb der Spule erforderlich. Zum anderen aber kann das elektromagnetische Heizfeld nach Aufschmelzen der Probe abgeschaltet werden, sodass die inneren Flüssigkeitsströmungen in dem Metalltropfen stark unterdrückt werden. Damit wird eine wesentlich exaktere Messung wichtiger thermo-physikalischer Größen möglich.
Durch vergleichende Experimente in Schwerelosigkeit und auf der Erde werden schwerkraftgetriebene Phänomene wie Konvektion, Sedimentation und Auftrieb der experimentellen Bestimmung zugänglich, was eine Voraussetzung für die Entwicklung physikalischer Modelle zur quantitativen Beschreibung von Erstarrungsvorgängen darstellt. Die Modellierung von technischen Prozessen für ein Materialdesign aus der Schmelze erfordert die Messung der notwendigen thermophysikalischen Parameter (Dichte, Viskosität, elektrische Leitfähigkeit und thermische Ausdehnung) und die Kenntnis der grundlegenden Mechanismen von Keimbildung und Wachstum.
Die von Airbus Defence and Space und DLR im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements entwickelte Parabelfluganlage TEMPUS bietet (neben dem elektromagnetischen Levitator , der im Jahre 2014 auf der internationalen Raumstation ISS in Betrieb genommen wurde) die Möglichkeit, sorgfältig ausgewählte Schlüsselexperimente unter Schwerelosigkeit durchzuführen. TEMPUS wird regelmäßig auf Parabelflügen eingesetzt, um Wissenschaftlern das Experimentieren unter Weltraumbedingungen zu ermöglichen. Die Anlage wird vom DLR Institut für Materialphysik im Weltraum betrieben und kürzlich komplett modernisiert.
Während der 29. Parabelflugkampagne des DLR werden circa 20 unterschiedliche metallische Legierungen, Halbleiter und Keramiken prozessiert. Untersucht werden sowohl Proben von Experimenten, die aktuell und künftig auf der ISS bearbeitet werden, als auch technisch interessante Legierungen. Die berührungsfreie Messung der Temperatur mittels Infrarot-Pyrometrie sowie ein Hochgeschwindigkeitskamerasystem (bis zu 50.000 Bilder pro Sekunde) zur Messung der Dichte, Viskosität und zur Beobachtung der Wachstumsdynamik erstarrender Phasen stehen den Wissenschaftlern für ihre Experimente während des Parabelfluges zur Verfügung. Eine Messelektronik zur Aufnahme von Daten zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit gehört ebenfalls zur Grundausstattung.
Wissenschaftliche Schwerpunktedieser Parabelflugkampagne im September 2016 bilden neben einigen industriellen Legierungen auch metallische Gläser. Diese moderne Materialklasse ist im Allgemeinen härter, korrosionsbeständiger und fester als gewöhnliche Metalle und aufgrund des begrenzten Wissens Gegenstand intensiver Forschung in der Materialwissenschaft und Festkörperphysik. Eine weitere Materialklasse bilden eisenhaltige Legierungen, die zum Beispiel stellvertretend für Stahllegierungen systematisch untersucht werden, oder auch magnetische Legierungen, deren Eigenschaften man durch Prozessparameter und Prozessoptimierung gezielt einstellen und verstehen möchte. Erstmalig wird auch eine sog. Knudsen-Zelle zur genauen Bestimmung von Abdampfraten flüssiger metallischer Legierungen getestet.