Das Hauptziel war es, die 'Frozen Reality'-Apparatur in Bedingungen der Schwere-losigkeit zu testen. Zur Durchführung dieses Tests war es notwendig, den Versuchsaufbau unter Berücksichtigung aller Sicherheitsvorschriften, die in einem solchen Spezialflugzeug wie dem Airbus A300 "ZeroG" herrschen, zu konstruieren. Daher mussten alle Teile des Experimenten-Aufbaus an einer speziellen Struktur, dem Experimenten-Rack befestigt werden. Die Struktur war sehr stabil gebaut und hielt allen Anforderungen stand. Alles war sehr gut befestigt, nichts lockerte sich während des Fluges und es gab keinerlei Probleme mit den Kamerahalterungen oder der Zylindermontage. Auch der Auslösemechanismus und die Triggerschaltung für das Blitzlicht funktionierten nach einigen Modifikationen verlässlich.

Bild T1: Die Versuchsapparatur (das "Experimenten-Rack") von oben. Das Innere des Racks konnte für die "Frozen Reality"-Aufnahmen mit schwarzem Molton abgedunkelt werden. Im Vordergrund das Steuerungsdisplay für die High-Speed-Kamera. (Quelle: FSR)

Es gibt aber ein paar Parameter, die für einen nächsten Einsatz verbessert werden könnten: beispielsweise könnte der verwendete Mikroprozessor von einem schnelleren Typ sein. Die Zeit vom Empfang des Signals bis zum Schließen des Ports (was den Blitz triggert) könnte schneller sein. Hier könnte ein schnellerer Mikroprozessor die Flexibilität erhöhen, mehrere verschiedene Zeitverzögerungen einstellen zu können oder verschiedene Triggersensoren zu nutzen.

Eine andere mechanische Schwierigkeit stellte das Material der Nylon-Schnur dar, die zur Fixierung und anschließenden Auslösung der Kugel notwendig war. Das Material ermüdete durch die Dauerbelastung und riss öfters bei der Wiederholung eines Experimentes. Aufgrund dieser Schwierigkeit konnten auch nicht alle Experimente durchgeführt werden, die geplant waren. Hier könnte das Stressverhalten durch einen Metall- oder Teflon-Strang verbessert werden (auch wenn optische Betrachtungen die transparente Nylon-Schnur vorziehen lassen).

Auch würde es hilfreich für die Zwischenbildinterpolation der ‚Frozen Reality’-Bilder sein, wenn die Kameras keinen so großen Abstand zueinander gehabt hätten. Dies hätte eine bessere Qualität der interpolierten Bilder zur Folge und würde evtl. sogar ein automatisches Zwischenbilderberechnen statt dem manuellen möglich machen. Aber in diesem Falle war das Team aus Kostengründen gezwungen, herkömmliche Konsumerkameras zu verwenden, die von ihren Abmessungen recht globig sind. Speziell angefertigte schlanke Kameras wären nicht im Budget gelegen. Eine andere hilfreiche Funktion wäre eine Möglichkeit, alle Einstellungen der Kameras zu speichern, um sie auf Knopfdruck bei allen Kameras wiederherstellen zu können. Dies würde eine Menge Zeit sparen und könnte im Falle eines plötzlichen Stromverlustes das Wiederherstellen der Einstellungen vereinfachen. Ebenso wäre ein mechanischer und kein durch einen Servomotor betriebener Zoomeinstellring von Vorteil, da der Fokus auch im Falle eines plötzlichen Stromausfalls fixiert bliebe und nicht wiederhergestellt werden müsste.

Alle anderen Dinge funktionierten einwandfrei. Das Team war sehr zufrieden mit allen Funktionen des Experimenten-Setups. Das Ziel, die "Frozen Reality"-Apparatur auf "Weltraumtauglichkeit" zu prüfen und evtl. Verbesserungsmöglichkeiten zu finden, wurde erreicht.

Bild T2: Die 'Frozen Reality'-Versuchsapparatur im Einsatz. Im Vordergrund ist das sog. "Storage Rack" zum Einlagern der verschiedenen Experimentenzylinder zu sehen. (Quelle: FSR)

Technische Auswertung des High-Speed-Kamera-Aufbaus:

Um einen zeitdynamischen (aber örtlich fixierten) Eindruck zusätzlich zu den 'Frozen Reality'-Aufnahmen zu bekommen wurde eine hochauflösende High-Speed-Kamera eingesetzt.

Diese High-Speed-Kamera wurde zum ersten Mal in Mikrogravitation genutzt. Weder das FRSP-Team noch das Institut, das die Kamera entwickelt hatte, hatten Erfahrung in dieser neuen Experimentierumgebung. Die Kamera funktionierte gut und verlässlich und lieferte sehr gute und nützliche Resultate. Es gab jedoch einige Dinge, die für einen nächsten Einsatz verbessert werden sollten, um eine noch bessere Bildqualität zu bekommen.

Dadurch, dass die Temperatur im Airbus A300 sehr niedrig war (14°C) kam es zu Bildstörungen, die von der starken Temperaturempfindlichkeit des speziellen CCD-Chips herrühren. Wie man später auf den Aufnahmen feststellen konnte, hatten einige Filme eine geringe sFixed-Pattern-Störung im Bild (schmale, hellere vertikale Streifen). Diese  Fixed-Pattern-Störung kann das nächste Mal vollständig durch einen Abgleich der Kamera auf die Bedingungen im Flugzeug (z.B. am Tag vor dem ersten Flug) vermieden werden.

Des Weiteren hatte das Experiment aufgrund der Beschränkungen im Flugzeug (festgelegte Leistungsaufnahme für jedes Experiment) nur sehr wenig Licht zur Verfügung. Daraus resultierten relativ dunkle Bilder, die nur durch ein Setzen der Bildaufnahmefreqsuenz deutlich unter der optimal möglichen Bildaufnahmefrequenz von 1000 Bildern pro Sekunde aufgehellt werden konnten. Diese Schwierigkeit könnte das nächste Mal durch Beantragung von größerer Leistung und der Installation von zusätzlichen Scheinwerfern behoben werden.

Der Betrieb der HQI-Lampe führte aufgrund der starken Hitzeentwicklung zu einem kleinen Randproblem: Die Langzeitnutzung der Lampe führte zu einem Schmelzen der Lexan-Scheibe, die aus Sicherheitsgründen als Ersatz für die Glasscheibe eingesetzt werden musste. Auch dauerte es relativ lange, bis sich die HQI-Lampe im betriebsbereiten Zustand befand. Für weitere Experimente sollten diese Dinge bei der Aufstellung eines Zeitplanes noch mehr (mit mehr Pufferzeit) berücksichtigt werden.

Die Bedienung der High-Speed-Kamera war hingegen sehr einfach: Getriggert wurde die High-Speed-Kamera über manuelles Auslösen. Durch die Möglichkeit des "Rückwärtstriggerns" (unter Nutzung eines Ring-Buffers) war es nicht schwierig, den richtigen Moment abzufangen. Die einzige Schwierigkeit bestand in der Tatsache, dass das Herunterladen der Aufnahmen vom Ring-Puffer zum PC sehr viel Zeit (mehrerer Minuten) in Anspruch nahm, wodurch nicht alle Parabeln zum Durchführen von Experimenten ausgenutzt werden konnten.

Nichtsdestotrotz gelangen äußerst interessante, faszinierende und nie zuvor gesehene Aufnahmen, die alle wissenschaftlich ausgewertet werden konnten und gewiss eine Bereicherung für die Erforschung von physikalischen Vorgängen in Schwerelosigkeit darstellen.

Bild T3: Einschlag eines runden Stahlprojektils in grobkörnigen Sand unter Schwerkraft; durchgeführt mit der 'Frozen Reality'-Apparatur. (Quelle: FSR)