Ziel des Experiments:

Ziel des FRSP war es, das 'Frozen Reality'-Verfahren auf Weltraumtauglichkeit zu testen und zu zeigen, dass es auch in Schwerelosigkeit zu Forschungszwecken eingesetzt werden kann. Viele schnell ablaufende, komplexe Experimente und Prozesse können mit dem 'Frozen Reality'-Verfahren visualisiert, untersucht und sogar populärwissenschaftlich veranschaulicht werden, wie zum Beispiel das Phänomen der Oberflächenspannung bei Flüssigkeiten, das Verhalten von Projektilen bei Kollision mit einem anderen Körper, die Verteilung oder Strukturbildung von Staubpartikeln, usw....

Um die Weltraumtauglichkeit unter Bedingungen der Schwerelosigkeit zu testen, wurden Beispielexperimente durchgeführt, die außerdem einen Beitrag zu aktuellen Forschungsfragen in der Raumfahrttechnik leisten können. Der erste Themenkomplex beschäftigte sich mit der Erforschung und Beobachtung von Flüssigkeiten unter Schwerelosigkeit im Vergleich zu Bedingungen der Gravitation. Der zweite Themenkomplex nahm das Verhalten von Projektil und Probe bei Kollisionen (beispielsweise der Einschlag von Kleinstkörpern oder Eispartikeln auf Satellitenverkleidungen oder Solarflügel) näher unter die Lupe.

Ein weiterer Nutzen dieser Testexperimente war die Möglichkeit, mit den erhaltenen Bildern und Videoaufnahmen auf beeindruckende und anschauliche Weise in der Öffentlichkeit Faszination und Interesse für die Welt unter Schwerelosigkeit im All zu wecken.

Florian Maier (rechts) und Benjamin Holfeld (links) bei der Versuchsdurchführung. (Quelle: ESA)
Der grundsätzliche Versuchsablauf:

Sobald das Flugzeug den Wendepunkt der Parabelbahn erreicht hat, beginnt die ca. 20-sekündige Phase der Schwerelosigkeit. Hierbei wirkt auf alle Teile im Experiment - das lediglich durch den am Flugzeugboden festgeschraubten Rahmen gehalten wird (aus Sicherheitsgründen) - Mikrogravitation. Das bedeutet nahezu Schwerelosigkeit; nahezu deswegen, da minimale Schwankungen des Flugzeuges (+/- 0.01g) bereits zu einer geringen positiven bzw. negativen Beschleunigung führen können. Der Pilot versucht jedoch das Flugzeug auf einer optimalen Bahn zu halten, um damit eine möglichst störungsfreie Phase der Schwerelosigkeit zu erreichen.

Ist das Flugzeug stabilisiert, werden die Versuche gestartet und die Aufnahmen gemacht. Hierbei wurde zwischen je zwei grundsätzlichen Phasen pro Experiment unterschieden:

Beim jeweils ersten Versuch (Flugtag 1) wurde eine Hochgeschwindigkeitskamera eingesetzt (Phase 1), um den zeitlichen Ablauf zu dokumentieren. Dadurch erhielt man eine zeitdynamische (aber ortsfixe) Darstellung des Experimentes über die gesamten 20 Sekunden der Schwerelosigkeit hinweg, was insbesondere bei den Versuchen mit Flüssigkeiten sehr interessant war.

Beim jeweils zweiten Versuch (Flugtag 2) wurde das 'Frozen Reality'-Verfahren angewandt (Phase 2), wobei der spannenste Augenblick fotografisch 'eingefroren' wurde (bei den Bruchversuchen war dies der Moment des Auftreffens des Projektils auf die Probe). Das Resultat ist eine ortsdynamische Darstellung dieses Momentes. Für die schnell ablaufenden Vorgänge musste der gesamte Experimentaufbau vor dem Starten des Versuchs von außen abgedunkelt werden (durch ein schwarzes Tuch), da hier die Aufnahme mit Hilfe eines Ultrakurz-Blitzlichtes (ausgelöst durch die vorher erwähnte Triggerschaltung) geschah.

Bei Wiedereinsetzen der Schwerkraft wurde der Experimentaufbau gesichert und es konnte das Experiment gewechselt werden (durch Austauschen des Plexiglaszylinders).

Um die 'Frozen Reality'-Versuchsapparatur ausgiebig zu testen, hat es mehrere Testexperimente mit beeindruckenden Ergebnissen geben. Die Experimente mit ihren Resultaten sind auf den folgenden Seiten beschrieben weiter