Als „Plasma“ bezeichnet man ein elektrisch leitfähiges Gas, das oft auch neben fest, flüssig und gasförmig als der vierte Aggregatszustand bezeichnet wird. Im Weltraum ist das Plasma der Normalzustand, wie unter anderem in Sternen, im interplanetaren und interstellaren Raum. Auf der Erde lassen sich Plasmen erzeugen indem man zum Beispiel, wie bei Leuchtstofflampen, in einem Gas bei niedrigem Druck eine elektrische Spannung zwischen zwei Elektroden anlegt. Bei staubigen Plasmen befinden sich zusätzlich noch etwa mikrometergroße Partikel im Plasma. Das Verhalten dieser Partikel in einem Plasma ist besonders interessant, da diese Situation auch in Kometenschweifen, den (Staub-)Ringen von Planeten und in plasmatechnologischen Prozessen zu finden ist.
Bei Experimenten an staubigen Plasmen auf der Erde ist die Schwerkraft oft ein großes Problem. Sobald man eine größere Staubwolke erzeugen möchte, sorgt die Schwerkraft dafür, dass die Wolke am unteren Rand des Plasmas zusammengepresst wird. Auf Parabelflügen können diese Experimente ohne den Einfluss der störenden Schwerkraft durchgeführt werden. Damit werden neuartige Eigenschaften des Staub-Plasma-Systems für Messungen zugänglich.
Eine interessante Fragestellung betrifft die Entmischung von Teilchen verschiedener Größe. In der diesjährigen Kampagne werden wir daher Mischungen verschieden großer Teilchensorten untersuchen. Es hat sich bereits bei früheren Messungen gezeigt, dass die Teilchen selbst bei kleinsten Größenunterschieden streng getrennte Raumbereiche besiedeln. Das führt dann dazu, das sich die zwei (oder mehr) Teilchensorten selbstständig entmischen. Auf dieser Kampagne werden wir gezielte Experimente zur Größenabhängigkeit dieser Effekte durchführen.
Des weiteren wird auch erstmals ein verbessertes stereoskopisches Kamerasystem Teil des Experimentes sein. Mit diesem System wird man die Bewegung vieler dieser kleinen Teilchen im Plasma dreidimensional vermessen können. Dieses System dient als Prototyp für das EkoPlasma-Experiments des DLR, das in den nächsten Jahren zur ISS geschickt werden soll.