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Bemannte Raumfahrt 2001

Atlantis (STS 98 / Destiny)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	07.02.2001 (23:13 WZ)	20.02.2001 (20:33 WZ)	Kenneth Cockrell (4) Mark Polansky Robert Curbeam (2) Marsha Ivins (5) Thomas Jones (4)	12:21:20 d

STS 98

Mit der Atlantis gelangte das US-Labor DESTINY in den Orbit. Es wurde am dritten Flugtag am Verbindungsknoten UNITY der Internationalen Raumstation angedockt. Nach dem Start in Cape Canaveral wurden mehrere Bahnmanöver durchgeführt, die eine Kopplung nach bereits 42 Stunden Flugzeit ermöglichten. Nach einer kurzen Begrüßungszeremonie, bei der auch Wasser, ein Computer, Kabel, frisches Obst, Spielfilme auf DVD und weitere persönliche Familiengeschenke in die Station gelangten, wurden die Luken für die bevorstehenden Außenbordarbeiten wieder geschlossen.

Am Morgen des 11. Februar demontierte Marsha Ivins mit Hilfe des Manipulators der ATLANTIS den Kopplungsadapter PMA-2 von UNITY und transportierte ihn an eine vorgesehene Zwischenposition an der Gitterstruktur der Station. Nach dem Verlassen der Schleuse begab sich Thomas Jones zur Gitterstruktur und kontrollierte die korrekte Position des Adapters. Danach fungierte er als Lotse für den Transport des Labormoduls DESTINY. Robert Curbeam hatte währenddessen die Halterungen von DESTINY sowie die Stromkabel und Kühlleitungen gelöst und Schutzverkleidungen von den Kopplungsmechanismen entfernt. Mit dem Manipulator wurde das Modul anschließend aus der Ladebucht gehoben, um 180° gedreht und in die korrekte Position am Modul UNITY gebracht. Automatische Kopplungsbolzen sicherten anschließend die Verbindung. Dann verbanden Jones und Curbeam eine Reihe von Strom- und Datenkabeln sowie Kühlmittelleitungen zwischen UNITY und DESTINY. Aus einer der Leitungen trat dabei eine geringe Menge Ammonium in kristalliner Form aus. Um eine Kontamination des Shuttle zu vermeiden, hielt sich Curbeam eine halbe Stunde lang im direkten Sonnenlicht auf, um die Kristalle verdampfen zu lassen. Jones bürstete ihn und die Ausrüstung zusätzlich ab. Nach dem Wiedereinstieg und einem Druckausgleich zwischen Schleuse und Shuttle-Kabine trugen die Astronauten etwa 20 Minuten lang Atemmasken. Danach konnte eine Kontamination ausgeschlossen werden. Das Ausstiegsmanöver dauerte durch das aufgetretene Problem und die damit verbundenen zusätzlichen Arbeiten 7 Stunden und 34 Minuten.

Danach betraten beide Crews das neue Modul und arbeiteten am Anschluss und der Aktivierung wichtiger Anlagen. Dazu gehörten Luftventilation, zwei Kühlsysteme auf Wasserbasis (4°C- und 17°C-System), zwei sogenannte Avionics-Racks mit Steuerungssystemen für die interne Kommunikation, für Lageregelung, Lebenserhaltung, Umweltdaten, Befehls- und Datenverarbeitung sowie das Energiesystem. Zusätzlich installiert wurde ein Rack mit einem Luftaufbereitungssystem. Es absorbiert normalerweise Kohlendioxid aus der Stationsluft und unterstützt damit das VOSDUCH-System, das im Modul SWESDA untergebracht ist, konnte aber wegen eines Defekts nicht in Betrieb genommen werden. Aktiviert wurden aber die Bordcomputer sowie das Feuermelde- und Alarmsystem.

Beim zweiten Ausstieg von Jones und Curbeam am 12. Februar (6:50 h) wurde zunächst der Kopplungsadapter PMA-2 von seiner zeitweiligen Position am Gitterelement Z1 zur Front des Labormoduls DESTINY transportiert und dort angedockt. Diese Aufgabe übernahm wieder Marsha Ivins, die den Manipulator des Shuttle bediente. Jones und Curbeam überwachten das Lösen bzw. später das Einrasten der automatischen Verriegelung. Danach befestigten sie Abdeckungen an den Haltebolzen im Laderaum der ATLANTIS, montierten einen Entlüftungskanal, mehrere Halterungen und Spanndrähte für spätere Außenbordarbeiten und einen Sockel für den kanadischen Manipulatorarm der Station an DESTINY. Der Manipulator wird zunächst an DESTINY angebracht und erst später auf einen Führungsschlitten verlegt. Auf diesem kann er dann auf der Gitterstruktur entlanggleiten und an verschiedenen Orten genutzt werden. Da Jones und Curbeam die geplanten Arbeiten schneller ausführten als geplant, konnten sie anschließend noch Strom- und Datenleitungen zwischen dem Labormodul und dem Kopplungsadapter verbinden, die Verkleidung am Fenster des Labormoduls entfernen und eine Fensterklappe montieren, deren Schließmechanismus von innen bedient werden kann. Während des Wiedereinstieges der beiden Astronauten wurden die Gyroskope auf Touren gebracht. Sie wurden an den folgenden Tagen umfassend getestet und übernahmen seither die Lageregelung für die gesamte Station. Die Steuerung erfolgt durch die Bordcomputer des Labormoduls.

Nach einem Tag mit etwas Freizeit fand am 14. Februar der dritte Ausstieg von Jones und Curbeam (5:25 h) während der Mission statt. Es war gleichzeitig der sechzigste Außenbordeinsatz des Shuttle-Programms und der einhundertste in der amerikanischen Raumfahrt. Die Astronauten montierten eine Reserve-Antenne (S-Band), überprüften sorgfältig die physischen Verbindungen zwischen DESTINY und dem Kopplungsadapter PMA-2 und lösten die Sicherung des dritten Radiators an der Gitterstruktur. Er wird für die Abstrahlung überschüssiger Wärme, die im neuen Stationsmodul entsteht, benötigt. Den Abschluss der Arbeiten bildete die Dokumentation der Außenhaut der neuen Bauteile durch Fotografien und die Erprobung eines Rettungsverfahrens für bewusstlose Raumfahrer während eines Ausstieges.

Am letzten gemeinsamen Arbeitstag mit der ISS-Crew wurden weitere Materialien in die Station transportiert. Zu den insgesamt 1,5 Tonnen Versorgungsgütern gehörten neben Wasser und Nahrung vor allem Ersatzteile, Bekleidung, Werkzeug, Computerzubehör, ein Ersatzcomputer, eine Reserveanlage zur Kohlendioxidabsorption und ein Raumanzug für Außenbordeinsätze. In der Gegenrichtung wurden 420 kg Abfall und Verpackungsmaterial entsorgt. Außerdem fanden eine Videokonferenz mit Schülern in Maryland sowie eine Pressekonferenz mit Journalisten und Wissenschaftlern in den Kontrollzentren in Houston und Moskau statt. An den zurückliegenden Tagen war die Bahn des Komplexes während vierer Antriebsperioden um knapp 30 Kilometer angehoben worden.

Während der Mission wurden auch einige kleinere wissenschaftliche Untersuchungen angestellt. Zum einen wurde ein mit einer Vielzahl von eingefrorenen Proteinproben gefülltes Gefäß in die Station transportiert. Das Gefäß ist von flüssigem Stickstoff umgeben. Dieser verdampft allmählich, wodurch die Temperatur im Gefäß steigt und die Proben auftauen. Nach etwa 11 Tagen beginnt dann die Kristallisation der Proteine. Die Proben werden zur genaueren Untersuchung bei der Mission STS 102 im März zurück zur Erde gebracht. Das Student Crystal Experiment wurde von über 400 Schülern 89 amerikanischer Schulen geplant. Mit diesem und weiteren Experimenten (SEEDS, EarthKAM) will die NASA Interesse und Begeisterung an der bemannten Raumfahrt fördern.

In Antriebsphasen wird der gesamte Komplex in Vibrationen versetzt. Mit speziellen Geräten an Bord der ATLANTIS wurden die Frequenzen bestimmt, bei denen die Station besonders stark mitschwingt. Wenn weitere Teile an die Station angebaut werden, verändern sich auch diese sogenannten Eigenfrequenzen. Deshalb wird dieses Experiment bei zukünftigen Missionen wiederholt.

Die heißen Abgase der Shuttle-Triebwerke haben große Auswirkungen auf die umgebende Ionosphäre. Sie verursachen chemische Veränderungen, in deren Folge ein etwa 50 Kilometer messendes Loch in der Ionosphäre entsteht. Diese Löcher wurden von der Erde aus mit Radar und Laser analysiert. Weitere Routineuntersuchungen betrafen die Wiederanpassung an die Schwerkraft nach dem Flug, Veränderungen im Immunsystem der Astronauten und die Aufzeichnung von GPS-Daten während des gesamten Fluges.

Nach dem Abkoppeln umflog die ATLANTIS die Station. Dabei wurde eine Vielzahl an Video- und Standbildern angefertigt. Die Landung erfolgte wegen schlechten Wetters zwei Tage später als ursprünglich geplant und außerdem auf dem Gelände des Luftwaffenstützpunktes Edwards in Kalifornien.

DESTINY

DESTINY (zu deutsch: Schicksal) hat eine Masse von etwa 15 t und eine zylindrisch Form. Es ist etwa 8,3 m lang und hat einen Durchmesser von 4,3 m. Insgesamt 23 Standard-Racks können für Experimente, zur Steuerung oder als Lagerraum genutzt werden. Die Hülle des Labormoduls besteht aus Aluminium und ist zusätzlich mit einem Mikrometeoritenschutz umgeben. Dieser besteht aus einem Material, das dem schusssicherer Westen ähnelt. DESTINY verfügt über ein großes Fenster, das sich mit einer Art Fensterladen verschließen lässt. Über dieses Fenster soll vor allem erdbezogene Forschung erfolgen.

Zunächst waren vier Racks montiert. Sie dienen in erster Linie der Steuerung der wichtigsten Systeme und der Lebenserhaltung. Enthalten sind Anlagen zur Luftventilation, zwei Kühlsysteme auf Wasserbasis (4°C- und 17°C-System), zwei sogenannte Avionics-Racks mit Steuerungssystemen für die interne Kommunikation, für Lageregelung, Lebenserhaltung, Umweltdaten, Kopplungsmechanismen, Druckausgleich, Befehls- und Datenverarbeitung sowie das Energie- und das Alarmsystem (Feuerdetektion und Luftdruckkontrolle). Zusätzlich installiert wurde ein fünftes Rack mit einem Luftaufbereitungssystem.

Später werden weitere Versorgungsracks (Brauchwassersysteme, Unterstützung für Außenbordarbeiten, Bahnverfolgung und Kommunikation) sowie Forschungsapparaturen eingebaut. Dazu sind noch 3 Reihen für je 6 Racks frei. Alle Racks werden über einen zentralen Energie- und Datenbus mit Strom und Regelsystemen versehen. Außerdem stehen zwei universelle Kühlsysteme zur Verfügung. Zeitweilig können auch Proben bereits absolvierter Experimente unter speziellen Bedingungen (z.B. eingefroren) gelagert werden. Die Racks sind universell, genormt und austauschbar. Der Transport wird innerhalb von speziellen Logistikmodulen erfolgen.

Im US-Labormodul DESTINY sollen Experimente auf den Gebieten Mikrogravitation, Lebenswissenschaften, Biologie, Ökologie, Erderkundung, Weltraumforschung und Technologie ausgeführt werden. Auch kommerzielle Forschungen sind geplant.

Discovery (STS 102 / Leonardo / ISS 2)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	08.03.2001 (11:42 WZ)	21.03.2001 (7:31 WZ)	James Wetherbee (5) James Kelly Andrew Thomas (3) Paul Richards	12:19:49 d
	08.03.2001 (11:42 WZ)	22.08.2001 (18:23 WZ)	Juri Ussatschew (4) James Voss (5) Susan Helms (5)	167:06:41 d

STS 102

Die Discovery dockte am 10. März, 6.38 Uhr Weltzeit am vorderen Kopplungsaggregat der Internationalen Raumstation an. Zuvor waren die Solarzellenflächen der Station in einer bestimmten Lage arretiert worden. Diese Lage bietet die größte Sicherheit, dass die Solarzellen nicht durch Triebwerksabgase des Shuttle beschädigt werden. Hier kam es zu einer einstündigen Verzögerung.

Mit der Discovery gelangten 7 Racks mit Systemkomponenten und Experimenten in das Labormodul DESTINY. Zwei Racks enthalten Energiekonverter, die für die Steuerungs- und Experimentiergeräte an Bord der Station verschiedene Spannungen zur Verfügung stellen. Zwei weitere Racks enthalten die Steuerungsanlagen für den kanadischen Manipulatorarm und dessen vier Kameras. Die beiden übrigen Racks umfassen Anlagen zum Betrieb des Ku-Band-Kommunikationssystems sowie eine medizinische Notfallausrüstung. Zu dieser gehören unter anderem ein Defibrillator und ein Ultraschallgerät. Desweiteren wechselten 3 wiederverwendbare Stauraumelemente und mehrere Behälter mit Versorgungsgütern in die Station. Schließlich wurde das erste Wissenschafts-Rack in DESTINY installiert. Mit der Human Research Facility wird medizinische Forschung betrieben.

Alle Racks waren zum Transport in einem in Italien entwickelten und gebauten Logistikmodul (MPLM - MultiPurpose Logistics Module, auf dem Bild noch im Laderaum der DISCOVERY) untergebracht. Es wurde am 12. März aus der Ladebucht gehoben und an der Unterseite von UNITY angedockt. Dazu musste am Vortag der Kopplungsadapter PMA 3 umgekoppelt werden. Dies geschah beim ersten Außenbordeinsatz (Voss und Helms, 8:56 h). Dabei lösten die Astronauten zunächst mehrere Daten- und Stromkabel. Des weiteren wurde eine Kommunikationsantenne auf der Backbordseite von UNITY demontiert, eine Arbeitsplattform auf DESTINY angebracht und ein Sockel für den kanadischen Manipulator installiert. Dieser wurde im April mit der ENDEAVOUR in den Orbit gebracht (STS 100). Zum Schluss montierten Voss und Helms einen Kabelkanal für die Versorgungsleitungen zum Manipulator. Die geplanten Arbeiten konnten nicht vollständig ausgeführt werden, da Voss zunächst ein Verbindungsstück verlor. Es wurde durch ein Reserveteil ersetzt.

Nachdem am 12. März James Voss und Sergej Krikaljow die Plätze tauschten und das Logistikmodul geöffnet wurde, begann die gemischte Stationsbesatzung mit dem Entladen des voluminösen "Umzugscontainers".

Beim zweiten Ausstieg der Mission (6:21 h) brachten Thomas und Richards am 13. März zunächst die Arbeiten von Voss und Helms zum Abschluss, indem sie mehrere Kabel mit dem neu installierten Sockel verbanden. Danach montierten sie eine Lagerplattform auf DESTINY und schlossen einen Behälter an die externe Stromversorgung an. Eine elektrische Heizung sorgt dafür, dass hier gelagerte Geräte nicht einfrieren. Thomas und Richards installierten anschließend eine Reserve-Pumpe für den externen Kühlmittelkreislauf. Dann inspizierten sie ein defektes Messgerät für elektrische Ladungen, "erstiegen" die Spitze des Solarzellenmastes, arretierten hier einen Verriegelungsmechanismus an einem der Backbord-Paneele, überprüften und fotografierten die Außenseite der Station, insbesondere einen defekten Ventilator sowie ein Verbindungsstück.

Am 14. März wechselten der Kommandant der ersten Stammbesatzung, William Shepherd, in die DISCOVERY und Susan Helms in die Station. Danach beteiligten sich alle Raumfahrer am Transport von Versorgungsgütern und Ausrüstungen sowie an der Installation der neuen Anlagen. Aufgrund der Kollisionsgefahr mit dem beim ersten Ausstieg verlorenen Verbindungsteil wurde die erste von drei geplanten Bahnanhebungen um einen Tag vorverlegt. Die weiteren Bahnmanöver erfolgten am 16. und 17. März. Außerdem wurde entschieden, den Flug um einen Tag zu verlängern, damit die Ladung für den Rückflug gleichmäßiger im Logistikmodul untergebracht werden konnte. Rund eine Tonne Müll und Verpackungsmaterial wurde zurück auf die Erde gebracht.

Das wissenschaftliche Programm an Bord der Discovery bestand vor allem aus automatisch ablaufenden biologischen Experimenten von amerikanischen Schülern verschiedener Altersgruppen.So waren insgesamt 21 Container mit Saatgut an Bord (Experiment SEEDS), dessen Keimung sich in der Schwerelosigkeit vollzog. Auf der Erde wurde danach das Wachstum dieser Keimlinge mit normalen Tomaten-, Sojabohnen und Getreide-Pflanzen verglichen.

Am 18. März wurde LEONARDO wieder von UNITY abgekoppelt und im Laderaum des Shuttle verstaut. Am folgenden Tag legte die DISCOVERY von der Station ab, umrundete sie einmal und entfernte sich dann langsam von ihr. Nach den üblichen Landevorbereitungen, zu denen diesmal auch die Installation dreier Spezialsitze für die Langzeitflieger im Mitteldeck gehörte, landete die Raumfähre bei Nacht auf dem Gelände des Kennedy Space Center.

MPLM - Leonardo

Das LEONARDO genannte Logistik - Modul verfügt über eigene Anlagen zur Belüftung, Kühlung und Beleuchtung. Es ist 6,4 Meter lang, zylindrisch mit einem Durchmesser von 4,6 Metern. Seine Leermasse beträgt etwa 4,1 t. Es kann bis zu 9,1 t Nutzlast in 16 Racks aufnehmen. Maximal 5 Racks können vom Start bis zum Andocken der Raumfähre oder nach dem Abkoppeln bis zur Landung intern mit Energie versorgt werden. Dadurch wird es z.B. möglich sein, eingefrorene Proben für biomedizinische Experimente zu transportieren. In Zukunft werden die Module LEONARDO, RAFFAELLO und DONATELLO wiederholt eingesetzt, um große Versorgungsgüter und Ausrüstungen einfacher in die Station transportieren zu können.

ISS 2

Während der Mission STS 102 fand der erste Wechsel der Besatzung der Internationalen Raumstation statt. Die zweite Crew besteht aus dem russischen Kommandanten Juri Ussatschew und den US-Astronauten Susan Helms und James Voss. Der Transfer fand in mehreren Etappen statt. Zunächst wechselte Juri Ussatschew in die Station und löste den Sojus-Piloten Juri Gidzenko ab. Vier Tage blieben den Kommandanten der ersten und zweiten Stammbesatzung William Shepherd und Juri Ussatschew anschließend für die Übergabe. Dabei sprachen sie über die bisher geleisteten Arbeiten sowie über Besonderheiten und Probleme. Dann standen Entladearbeiten und Installationen im Mittelpunkt.

Einige Funktionen der Steuerungseinheit für den Manipulator der Station wurden bereits kurz nach dem Einbau der Racks getestet. Mit der Human Research Facility gelangte auch das erste Rack mit wissenschaftlichen Geräten in das Labormodul DESTINY. Die zweite Stammbesatzung der ISS beschäftigt sich zu einem größeren Teil mit wissenschaftlichen Forschungen als ihre Vorgänger. Die Experimente gehören weitgehend zum Komplex Strahlungsmessung. Dabei werden sowohl die Auswirkungen verschiedener Strahlungsarten auf den menschlichen Körper studiert, als auch Intensitäten in verschiedenen Bereichen der Station gemessen (Experimente TORSO, DOSMAP und Bonner Ball Neutron Detector). Zum Programm gehören auch Forschungen zur Mikrogravitation, medizinische Untersuchungen an Knochen und Muskeln, psychosoziale Studien, Experimente zur Flüssigkeitsphysik und Kristallisation von Proteinen.

Die ersten Studien führte die Expedition Two Crew bereits am zweiten Flugtag an Bord der Discovery durch. Beim Hoffmann-Reflex Experiment wird die Reaktionsgeschwindigkeit des Rückenmarks untersucht. Ein spezieller Reiz auf die Beinmuskulatur führt zu einer unmittelbaren Reaktion. Aus der Veränderung der Reaktionsdauer während und nach der Anpassung an die Schwerelosigkeit will man Rückschlüsse auf die Reizverarbeitung im Rückenmark ziehen. Das Experiment wurde am sechsten Flugtag wiederholt. Anschließend wurde die Apparatur in die Station gebracht, wo weitere Tests folgen werden.

Am 21. März wurde das Ku-Band-Kommunikationssystem aktiviert, mit dem Datenraten von 50 MBit/s möglich sind. Neben Audio und 4 Videokanälen können auch wissenschaftliche Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden. Dazu gehörten beispielsweise Messwerte, die beim Experiment MACE II gewonnen wurden. MACE II (Middeck Active Control Experiment 2) besteht aus einer 1,52 m langen Plattform, auf der Kardanringe und Räder montiert sind. Mittels einer Fernsteuerung können die beweglichen Teile auf der einen Seite der Plattform aktiviert werden, wodurch eine starke Vibration entsteht. Diese wird über 20 Sensoren analysiert. Die Steuerzentrale der Plattform regelt nun die Kardanringe und Räder auf der anderen Seite der Plattform so, dass die Vibration gedämpft wird. MACE II dient der Entwicklung eines schwingungsgedämpften Systems, auf dem empfindliche Experimente weitgehend störungsfrei ausgeführt werden können. Der Versuch wurde in der Folgezeit mehrfach wiederholt.

Am 23. März begannen die Untersuchungen mit dem Bonner Ball Neutron Detector der japanischen Raumfahrtorganisation NASDA. Der Detektor misst die Intensität der Neutronenstrahlung innerhalb der Station. Neutronen sind ungeladene Teilchen, die nicht durch Magnetfelder abgelenkt werden können. Neben BBND spielen zwei weitere Experimente zur Strahlungsmessung eine wichtige Rolle auf der ISS. Am 26. März wurde das für die ESA entwickelte, deutsche DOSimetric MAPping Experiment installiert. Mit zunächst zwei empfindlichen Silizium-Detektoren wurden Energie und Intensität der Strahlung im Labormodul DESTINY gemessen. Später kommen weitere Detektoren dazu, die über die gesamte Station verteilt werden. Interessante Ergebnisse lässt auch das Phantom Torso Experiment, dass im Mai aktiviert wurde, erwarten. Hier ist ein menschenähnlicher Torso in 35 Schichten unterteilt und mit 416 Dosimetern sowie fünf aktiven Detektoren versehen worden. Letztere befinden sich an den Stellen, an denen beim Menschen Gehirn, Schilddrüse, Herz, Magen und Darm sind. Damit sollen sich die Strahlenbelastungen einzelner Organe und die damit verbundenen medizinischen Risiken während eines Raumfluges genauer einschätzen lassen. Zusätzlich lassen sich die Strahlungswerte mit der Position der Station im All verknüpfen und damit beispielsweise die Auswirkungen der sogenannten südatlantischen Anomalie über der Küste Brasiliens untersuchen. Hier ist die hochenergetische Teilchenstrahlung deutlich höher als in anderen Bereichen.

In der letzten Märzwoche wurde auch das neue Fahrradergometer CEVIS (Cycle Ergometer with Vibration Isolation System) montiert. Mit dem Vorgängermodell hatte es des öfteren Probleme gegeben. Ebenso mussten ein Softwarefehler im Ku-Band-Kommunikationssystem behoben und ein defekter Kondensat-Verdampfer im Labormodul repariert werden. Am fehlerhaften Kohlendioxid-Absorptionssystem des Labormoduls wurde eine verschmutzte Ventilöffnung als mögliche Ausfallursache entdeckt.

Am 30. März konnte die Installation der Human Research Facility abgeschlossen werden. Zwei wesentliche Systeme sind ein Gasanalysegerät, über das sich der Stoffwechsel eines Menschen ermitteln lässt und ein Ultraschallkomplex, der dreidimensionale Bilder einzelner Organe, Muskeln oder Blutgefäße gewinnt. Die Untersuchung der Vorgänge und Veränderungen im menschlichen Körper während des Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit ist ein wichtiger Bestandteil der Forschungsarbeiten aller Besatzungen der Internationalen Raumstation. Zwischenmenschliche und kulturelle Faktoren können die effektive Zusammenarbeit innerhalb einer Crew beeinträchtigen. Deshalb gehört das wöchentliche Ausfüllen eines speziellen Fragebogens zu den Pflichten der Raumfahrer. Diese Fragebögen wurden von Psychologen erarbeitet. Einige Fragen betreffen auch die Interaktion mit den Bodenstationen in den USA und in Russland.

Bereits die erste ISS-Besatzung hatte bestimmte Regionen der Erde sowie außergewöhnliche Phänomene fotografisch dokumentiert (Crew Earth Observation). Die Expedition Two Crew setzte diese Arbeiten fort. So beobachtete man am 2. April das Flussbecken des Parana in Paraguay und Argentinien. Die Region ist durch fortschreitende Erschließung großen Veränderungen unterworfen. Die Wissenschaftler interessieren vor allem die Auswirkungen der Industriealisierung auf den Wasserstand des Flusses. Die Untersuchungen werden zunächst mit zwei Handfotoapparaten (35 mm bzw. 70 mm) und einer digitalen Kamera vorgenommen. Ab 2002 können mehrere Beobachtungsinstrumente in einer speziellen Anlage genutzt werden (Window Observational Research Facility WORF). Das amerikanische Labormodul DESTINY verfügt über ein großes Beobachtungsfenster.

Mit dem angedockten Transporter PROGRESS-M 44 wurden Anfang April einige Manöver durchgeführt, die den Orbit der Station stabilisierten. Die Steuerung der Triebwerke wurde dabei vom Computer im Service Modul SWESDA übernommen. Am 16. April koppelte PROGRESS-M 44 von der Station ab. Zuvor waren Treibstoff und Oxydator in die Tanks der Station gepumpt und der Frachtraum des Raumfahrzeugs mit Abfall sowie nicht mehr benötigten Teilen beladen worden. Zwei Tage später stiegen die drei Raumfahrer in ihr am unteren Kopplungsaggregat von ZARJA angekoppeltes Raumschiff SOJUS-TM 31, legten ab und koppelten 21 Minuten später am hinteren Stutzen von SWESDA wieder an. Damit wurde mehr Raum für das Ankoppeln des Transportmoduls RAFFAELLO während der nächsten Shuttle-Mission STS 100 geschaffen. Außerdem koppelte ein neues Rettungsraumschiff Anfang Mai wieder an SARJA an. Nach dem Ablegen von SOJUS-TM 31 mit der Gastbesatzung wurde somit der Heckplatz für weitere PROGRESS-Transporter frei.

Mit der Raumfähre ENDEAVOUR, die am 21. April an die ISS dockte, kamen zwei weitere Racks mit Experimenten sowie ergänzende Bauteile für die bereits vorhandenen Anlagen an Bord. Das EXPRESS-Rack 1 enthält die Vibrationsmesskomplexe SAMS (Space Acceleration Measurement System) und MAMS (Microgravity Acceleration Measurement System), eine Anlage zur Untersuchung von Pflanzenwachstum (Advanced Astroculture = ADVASC), zwei Experimente zur Gewinnung verschiedener Proteinkristalle (Protein Crystal Growth - Single Locker Thermal Enclosure System, 1°C bis 4°C) sowie zwei kommerzielle Nutzlasten (CGBA und CPCG), in denen Arzneimittel durch Fermentierung bzw. Proteinkristalle für die medizinische Forschung hergestellt werden oder weitere Einblicke in die Struktur von Proteinkristallen gewonnen werden sollen. CPCG (Commercial Protein Crystal Growth) beispielsweise wurde wie CGBA am 25. April aktiviert und enthält mehr als 1000 biologische Lösungen, deren Kristallisation automatisch in Gang gesetzt wird. Im EXPRESS-Rack 2 sind die Vibrationsdämpfungseinheit ARIS, ein Experiment zur Kontrolle der Vibrationsdämpfung (ARIS-ICE), ein physikalischer Versuch mit Partikel-Flüssigkeitsgemischen (Colloiden) sowie die SAMS-Steuereinheit untergebracht. Zusätzlich zur ISS transportiert wurden Teile für die Experimente Phantom Torso und DOSMAP sowie eine mobile Werkzeughalterung.

Im Verlaufe der Mission der ENDEAVOUR kam es aufgrund von Defekten auf den Festplatten zweier Kommandocomputer zum zeitweiligen Verlust der Kommunikation der ISS mit der Bodenstation. Während der Reparatur konnten aber die Systeme des angedockten Shuttle genutzt werden. Das Computerproblem konnte zunächst nur provisorisch behoben werden. Kurz nach dem Abkoppeln der ENDEAVOUR empfing man die Besatzung des Raumschiffes SOJUS-TM 32. Mit ihr kam Nachschub an Experimentiermaterial, vor allem aber ein frisches Raumschiff.

Anfang Mai wurde vor allem an der Aktivierung neuer Experimente gearbeitet. So wurde am 1. Mai erstmals ein Versuch über direkte Kommandos von der Erde aus gesteuert. Einen Tag später begannen die Untersuchungen mit dem Phantom Torso (Bild links). Außerdem wurden zusätzliche Strahlungsdetektoren in DESTINY und UNITY für DOSMAP installiert. Anfang Mai wurden auch das Vibrationsmessexperiment MAMS und der Komplex Protein Crystal Growth - Single Locker Thermal Enclosure System aktiviert (Unit 9, Bild rechts). Mit MAMS werden Vibrationen der Station im normalen Betrieb und bei bestimmten Ereignissen, wie Triebwerkszündungen, Ab- und Ankopplungen aufgezeichnet. Die ersten derartigen Ereignisse waren die Abkopplung von SOJUS-TM 31 am 6. Mai und die Ankopplung von PROGRESS M1-6 am 23. Mai. Mit PCG-STES werden in 756 biologischen Proben Proteinkristalle außergewöhnlicher Reinheit und Größe gezüchtet, die auf der Erde genauestens untersucht werden.

Am 10. Mai wurde Advanced Astroculture (Bild) in Betrieb genommen. In diesem abgeschlossenen Ökosystem sollen Pflanzen von der Saat bis zur Gewinnung neuen Samens einen vollen Reproduktionszyklus absolvieren. Ende Mai konnte festgestellt werden, dass die Saaten aufgegangen waren, um den 10. Juni blühten die Pflanzen.

Am 18. Mai begannen die Arbeiten mit der Human Research Facility. Dabei wurde zunächst das Gasanalysegerät getestet. Über die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft lassen sich Rückschlüsse auf den Stoffwechsel ziehen. Es sind Angaben zur Herzleistung, Stoffwechselfunktion, Lungenfunktion, Gasdiffusion in der Lunge, Lungenvolumen und zum Stickstoffgehalt möglich.

Im Rahmen der Crew Earth Observation wurden im Mai Industriekomplexe in Südafrika, der Vulkan San Cristobal in Nikaragua, der Parana in Südamerika, Andengletscher in Chile, Peru und Bolivien, Eis und Schnee auf den Sandwich Inseln und in der Antarktis, das Rote Bassin, Teile der Sechuan-Provinz sowie die Deltas des gelben Flusses und des Jangtse in China, das Ganges Bassin, Rift Triple Junction in Äthiopien, der Suez-Kanal, Gebiete auf den Philippinen, in Ruanda und Tansania sowie der Kilimanjaro fotografiert. Die Untersuchungen sollen neue Erkenntnisse für Landwirtschaft, Stadtentwicklung und Meteorologie bringen und wurden auch Im Juni fortgesetzt. Übrigens wurde mit einer der letzten Shuttle-Missionen ein Atlas zur Station gebracht. Der Kommandant der ersten ISS-Crew hatte bemängelt, dass der Umgang mit einem entsprechenden Computerprogramm unpraktisch sei. Also ging man wieder zur konventionellen "Technik" über.

Bei den Tests des neuen Manipulatorsystems der Station trat ein Problem in der zweiten Kommandokette auf. Einmal wurde ein Befehl nicht weitergeleitet, ein anderes Mal gab es Unterbrechungen in der Bewegung eines Gelenks. Diese Probleme sollten durch ein Software-Update behoben werden. Es stellte sich aber heraus, dass es sich um einen zeitweilig auftretenden Defekt in einem Diagnose-Schaltkreis des Schulter-Nickgelenkes handelt. Dessen Signale können durch eine neue Software im Wiederholungsfall einfach überbrückt werden. Um weitere, ausführliche Tests durchführen zu können, wurde der nächste Shuttleflug um etwa einen Monat verschoben. Kleinere Probleme traten auch bei einem Datenrecorder und einem Experiment zum Studium bakteriologischer Fermentationsprozesse (Commercial Generic Bioprocessing Apparatus) auf. Mit ihm sollte herausgefunden werden, warum die Produktion von Antibiotika durch Mikroorganismen in der Schwerelosigkeit besser funktioniert als auf der Erde. Während der Defekt am Datenrecorder behoben werden konnte, wurde das biotechnologische Experiment nach einigen Reparaturversuchen deaktiviert.

Am 23. Mai koppelte das drei Tage zuvor gestartete Transportraumschiff PROGRESS M1-6 am Heck des SWESDA-Moduls an. Seine Fracht bestand aus 960 kg Treibstoff, 261 kg Nahrung und medizinischen Gütern, 419 kg persönlichen Dingen der Stammbesatzung, 172 kg wissenschaftlicher Ausrüstung und 19 kg weiterer Gerätschaften und Dokumentationen. Darunter war auch eine neue Festplatte für den 3. Kommandocomputer der ISS, womit das System wieder voll funktionsfähig wurde. Mit dem Entladen der Fracht war die Crew mehrere Tage lang beschäftigt. Außerdem wurden laufend Wartungsarbeiten durchgeführt. Dazu gehört beispielsweise die Überwachung der Lebenserhaltungssysteme sowie das Wechseln von Datenträgern und Experimentierproben. So wurde beispielsweise am 28. Mai die 10. Probeneinheit beim Experiment Protein Crystal Growth - Single Locker Thermal Enclosure System (PCG-STES) in Betrieb genommen. Größere Datenübertragungen wurden u.a. am 1. Juni (Phantom Torso, Bonner Ball Neutron Detector, DOSMAP) vorgenommen.

Am 30. Mai begannen die Forschungen an Flüssigkeit-Partikel-Gemischen, sogenannten Colloiden (Experiment on the Physics of Colloids in Space = EXPPCS). Über 11 Monate hinweg werden die physikalischen Eigenschaften 8 unterschiedlicher Proben untersucht. Am 4. Juni wurde das Experiment SAMS II zur Messung von Beschleunigungen an Bord der Station aktiviert. SAMS ist im Express-Rack 2 untergebracht und dient der Erforschung des Einflusses von Bordaktivitäten wie Sport oder Triebwerkszündungen auf gravitationsempfindliche Experimente in unterschiedlichen Bereichen der Station. Die 5 Sensoren, mit denen die Microgravitation gemessen wird, befinden sich in der Nähe laufender Experimente im DESTINY-Labor. Fortgeführt wurde dagegen das Experiment Interactions, bei dem die Raumfahrer wöchentlich Fragebogen zur Effizienz der Zusammenarbeit innerhalb der Crew und mit dem Bodenpersonal ausfüllen.

Am 8. Juni führten Ussatschew und Voss einen internen Einsatz unter Weltraumbedingungen durch. Dazu war die Kopfsektion des SWESDA-Moduls für 19 Minuten enthermetisiert. Während dieser Zeit wurde die untere Luke abgeschraubt, verstaut und anschließend durch einen Führungskonus (Bild links) ersetzt, der bei Kopplungen von Raumschiffen mit dem Kurs-System benötigt wird. Hier soll im September ein modifizierter PROGRESS-Transporter ankoppeln, der das russische Ausstiegs- und Dockingmodul PIRS sowie einen entfaltbaren Mast (Strela) zur Station befördert.

Im Rahmen des russischen Forschungsprogramms wurden vor allem biomedizinische und technologische Experimente durchgeführt. Dabei wurde u. a. die Herzaktivität bei sportlicher Belastung (Experiment Cardio-ODTN) gemessen. Dabei wurde auch der Unterdruck-Anzug TSCHIBIS eingesetzt. Mit ihm wird die untere Körperhälfte einem Unterdruck (von 10 bis 60 mm Quecksilbersäule) ausgesetzt. Dadurch wird mehr Blut in die unteren Körperbereiche gepumpt. Dies bedeutet für den Blutkreislauf in der Schwerelosigkeit eine gewisse Entlastung. Beim Experiment PARODONT wurde der Mundraum näher erforscht. Unter anderem wurden die Konzentration von Immunglobulin, das Mengenverhältnis von Krankheitserregern und Antikörpern sowie die einzelnen Bestandteile der Mikroflora in der Mundhöhle bestimmt. Dazu wurden Speichelproben und Zahnabstriche genommen und eingefroren. Die Experimente PROGNOS und BRADOZ dienten der Entwicklung einer Echtzeit-Vorhersagemethode und der genaueren Bestimmung der tatsächlichen Strahlenbelastung der Besatzung. Dazu kamen neben bewährten Dosimetern auch neuartige Systeme zum Einsatz, die Thermoluminiszenz, Halbleitermaterialien und Samen höherer Pflanzen als Detektoren verwenden. Neben der Strahlendosis können so auch die direkten biologischen und genetischen Auswirkungen festgestellt werden. Damit beschäftigte sich auch das Experiment POLIGEN. Untersuchungsgegenstand waren Fruchtfliegen (Drosophila), deren genetische Widerstandfähigkeit unter den Strahlungsbedingungen des erdnahen Weltraums erforscht wurde. Mit der Effizienz von Medikamenten in der Schwerelosigkeit befasste sich das Experiment FARMA (Bild rechts). Untersucht wurde die Aufnahme, Verteilung und der Abbau eines Wirkstoffs mit Hilfe von Speichel- und Blutproben.

Die Messung der Lärmbelastung in den wichtigsten Arbeits- und Lebensbereichen der ISS ist Gegenstand von INFRAZVUK M (Bild links). Da die Luft innerhalb der Raumstation nicht von selbst zirkuliert, muss eine Vielzahl von Ventilatoren dafür sorgen, dass verbrauchte Luft ständig durch frische ersetzt wird. URAGAN beschäftigte sich mit der Erprobung boden- und weltraumgestützter Systeme zur Vorhersage natürlicher oder vom Menschen verursachter Katastrophen auf der Erde. Die Weltmeere hatte das Experiment DIATOMEYA im Visier. Durch Videoaufnahmen sollen hierbei bioproduktive Zonen in den Ozeanen gefunden und dokumentiert werden. Bei IDENTIFIKATSIJA ging es um die strukturellen Belastungen der Station bei Kopplungsmanövern, Kurskorrekturen, sportlichen Aktivitäten der Besatzungsmitglieder sowie Außenbordarbeiten. Dazu wurden Beschleunigungswerte in unterschiedlichen Teilen der Station mit linear-optischen und konventionellen Systemen gemessen. Im Mittelpunkt des Experimentes TENZOR stand die Erprobung neuer Techniken, die Bewegungscharakteristik der ISS genauer bestimmen zu können. Dazu gehören Trägheitsmomente, der Luftwiderstand der wachsenden Station und die genaue Bestimmung ihres Schwerpunktes. Im Rahmen von VEKTOR T wurden die Bewegungsparameter der Station mittels GLONASS-Sensoren gemessen. GLONASS ist das russische Gegenstück zum amerikanischen Global Positioning System (GPS). Ziel ist die Erarbeitung einer möglichst genauen Vorhersage der Bahnänderungen infolge der Bremswirkung der Restatmosphäre. Die Qualität der Mikrogravitation an Bord wurde beim Experiment IZGIB untersucht, während sich PRIVIATZKA mit Formveränderungen der Station befasste. Bei ISKAZHENIJE waren magnetische Interferenzen und ihre möglichen Auswirkungen auf die Durchführung von Experimenten sowie die Orientierung am Erdmagnetfeld Untersuchungsgegenstand. Ziel von SKORPION ist die Entwicklung eines verbesserten Systems zur Erfassung von Umweltparametern. Dazu gehören Mikrogravitation, elektromagnetische Felder, Teilchenstrahlung sowie klimatische Bedingungen. Für viele Experimente ist es wichtig, die genauen Umweltbedingungen zu kennen, um die erreichten Resultate richtig bewerten zu können.

Im Rahmen von BIOSFERA (Bild links) werden kleine Wasserorganismen beobachtet und gefilmt. Die Aufzeichnungen sollen bei der Ausbildung von Schülern in Australien, China, Israel, Japan, Russland und den USA verwendet werden. Weitgehend Werbezwecken dienten hingegen die Experimente VZGLYAD, LEGO und POPULAR MECHANICS, bei denen Promotionfilme gedreht wurden.

Mit dem Experimentierkomplex CPCF 2 (Bild rechts) wurden Proteinkristalle hoher Reinheit hergestellt. Dazu gehören beispielsweise Glycoproteine von Viren oder Oberflächenfragmente von Antikörpern. Die Struktur der Kristalle wird auf der Erde mit Hilfe von Röntgenstrahlen analysiert. Die Versuche dienen der Entwicklung neuer Medikamente. Kristalle aus der Gasphase (Spray) wurden beim von der  ESA in Auftrag gegebenen PLASMA KRISTALL EXPERIMENT gezogen. Die Proben wurden dabei von der Taxi-Crew (SOJUS-TM 32) zur Station gebracht und nach der erfolgreichen Durchführung wieder mit zur Erde genommen. Weitere Experimente waren METEOROID, MASSOPERENOSS und GLOBAL TIME SYSTEM. An der Außenseite des Moduls ZWESDA befinden sich Detektoren, durch welche sich die Häufigkeit und Beschaffenheit von Mikrometeoriten mit Durchmessern von 10 bis 60 Mikrometern erfassen lassen. Ziel des Experiments METEOROID ist eine Vorhersage der zu erwartenden Erosion der Außenhaut des Service Moduls in den kommenden Jahren. Bei MASSOPERENOSS wird der Transport von Flüssigkeiten und Gasen in Wurzelgewebe unter Einfluss der Schwerelosigkeit erforscht. Mit dem GLOBAL TIME SYSTEM der ESA schließlich wird ein Verfahren erprobt, bei dem die Zeitsignale zur Synchronisation von Uhren aus der Internationalen Raumstation kommen. Sie werden auf Frequenzen im Bereich von 400 MHz und 1,5 GHz ausgestrahlt.

Mitte Juni wurde ARIS, ein Experiment zur aktiven Vibrationsdämpfung im Express-Rack 2 kalibriert und für die ersten Untersuchungen vorbereitet. Die Kalibrierungstests wurden bis Anfang August mit zunächst 7 funktionierenden Aktoren begonnen und nach dem Austausch des defekten Gerätes erfolgreich abgeschlossen. Außerdem wurden das abbildende, medizinische Ultraschallsystem getestet, Proben aus dem Mini-Gewächshaus Astroculture entnommen sowie routinemäßige Wartungsarbeiten durchgeführt. Dazu gehören vor allem die Überwachung der laufenden Experimente und das Sichern der gewonnenen Daten. Bei den Strahlungsmessungen fallen große Datenmengen an, die aus den mobilen Sensoren auf einen Laptop übertragen werden müssen. Außerdem erforderlich ist das Wechseln und Aufladen der Sensorbatterien.

Im Juli wurden die ersten Experimente abgeschlossen und für die Rückkehr zur Erde vorbereitet. Dazu gehörte das defekte Gerät Commercial Generic Bioprocessing Apparatus CGBA und die Kristallisationsapparatur PCG-STES (Unit 9 und 10). Mit dem abgeschlossenen Biosystem ADVASC (Advanced Astroculture) wurde ein kompletter Wachstumszyklus von der Aussaat der Samen bis zur Gewinnung neuer vollzogen. Anfang Juli reiften die Samen aus und die Pflanzen wurden durch Entzug weiterer Feuchtigkeit und Nährstoffe sowie Erhöhung der Temperatur getrocknet. Wegen ihrer Genügsamkeit, ihres kurzen Lebenszyklus' und des günstigen Pflanzenbaus wurde für dieses Experiment die zu den Kohlgewächsen zählende Pflanzenart Arabidopsis ausgewählt. Neben den routinemäßig ablaufenden Experimenten zur Strahlungs- und Beschleunigungsmessung wurde auch mit dem physikalischen Experiment EXPPCS (Experiment on Physics of Colloids in Space) gearbeitet. Dabei wurden verschiedene Proben aufgeschmolzen und mittels Laser beleuchtet. Über zwei Videokameras können dann Bilder gewonnen werden, welche die Anordnung einzelner Partikel und die Bildung größerer Strukturen im Partikel-Flüssigkeits-Gemisch (Colloid) erkennen lassen. Man erhofft sich daraus Erkenntnisse, die bei der Herstellung von optischen Bauteilen, Lasern und Displays genutzt werden können.

Mitte Juli brachte die ATLANTIS (STS 104) das Ausstiegsmodul QUEST, das letzte ISS-2-Experiment PCG-EGND (Protein Crystal Growth - Enhanced Gaseous Nitrogen Dewar) sowie Versorgungsgüter zur Station. QUEST wurde mit dem Manipulatorsystem der Station am 15. Juli (7.40 WZ) an die Steuerbordseite des Verbindungsmoduls UNITY angekoppelt. Danach wurde die erste Luke geöffnet und Ausrüstungsgegenstände verstaut. Am Folgetag betrat man auch die zweite Sektion des Moduls und überprüfte verschiedene Systeme. Dazu gehörten die Umweltsteuerung sowie die Kommunikationsanlagen. Ein Leck in einem Kühlsystem wurde abgedichtet und ein defektes Ventil im Luftzirkulationskreislauf ausgetauscht. Außerdem wurde die Luke zwischen der Gerätesektion und der eigentlichen Ausstiegsschleuse montiert. Nach längeren Dichtheitsüberprüfungen war das Schleusenmodul einsatzbereit und wurde am 21. Juli erstmals benutzt. Dabei stellte sich heraus, dass das Auspumpen der Luft etwa 40 Minuten dauerte statt der geplanten 7. Eine Ursache wurde zunächst nicht gefunden. Beim Ausstieg von Gernhardt und Reilly (STS 104) wurden keine Anzeichen für einen im Kontrollzentum auf der Erde vermuteten Kriechstrom an einem der Drehmotoren zur Ausrichtung der Solarzellenpaneele gefunden.

Beim An- und Abkoppeln der ATLANTIS war der Beschleunigungsmesskomplex MAMS aktiviert. Damit wurden erstmals Daten vom Andocken eines massereichen Kopplungspartners gewonnen. Auch die Antriebsphasen durch die Triebwerke des Orbiters (3 Bahnkorrekturen) und später des ebenfalls angedockten PROGRESS-Transporters (5 Bahnkorrekturen) wurden protokolliert. Ende Juli wurden außerdem Wartungsarbeiten vorgenommen und mehr als 1 Tonne Versorgungsgüter verstaut, die mit dem Shuttle zur Station gebracht worden waren.

Im August waren die drei Raumfahrer der Expedition 2-Crew auch mit der Demontage einiger Experimente beschäftigt. Zur Erde zurück transportiert wurden das Middeck Acceleration Control Experiment (MACE), Protein Crystal Growth - Enhanced Gaseous Nitrogen Dewar. Ebenfalls deaktiviert wurden Phantom Torso und Dosimetric Mapping (DOSMAP). Das Experiment Bonner Ball Neutron Detector (BBND) wird dagegen nur innerhalb des Labormoduls verlagert.

Nach der Ankopplung der DISCOVERY am 12. August wurden die entsprechenden Apparaturen sowie persönliche Gegenstände in den Shuttle transportiert. Außerdem wurden auch die Sitzschalen im SOJUS-Raumschiff gewechselt. Nach einer relativ kurzen Übergabeprozedur quartierte sich die ISS-2-Mannschaft in der Raumfähre ein und bereitete sich intensiv auf die Rückkehr vor. Die Mission endete mit der Landung der DISCOVERY am 22. August, 18.23 Uhr WZ.

Endeavour (STS 100 / Raffaello / Canadarm2)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	19.04.2001 (18:41 WZ)	01.05.2001 (16:10 WZ)	Kent Rominger (4) Jeff Ashby (2) Chris Hadfield (2) John Phillips Scott Parazynski (4) Umberto Guidoni (2) Juri Lontschakow	11:21:29 d

STS 100

An Bord der Endeavour befanden sich weitere wichtige Ausrüstungen für die Internationale Raumstation. Wichtigstes Teil war der kanadische Manipulatorarm (SSRMS). Er wurde am 22. April an der Außenseite des Labormoduls DESTINY montiert. Dazu wurde erstmals eine Spacelab-Palette aus dem Laderaum des Shuttle gehoben. Darauf war der zusammen gefaltete Manipulatorarm untergebracht.

Im Mehrzweckmodul RAFFAELLO wurden zwei wissenschaftliche Racks sowie Versorgungsgüter und zusätzliche Ausrüstungen transportiert. Das EXPRESS-Rack 1 enthält die Vibrationsmesskomplexe SAMS (Space Acceleration Measurement System) und MAMS (Microgravity Acceleration Measurement System), eine Anlage zur Untersuchung von Pflanzenwachstum (ADVASC), zwei Experimente zur Gewinnung verschiedener Proteinkristalle (Protein Crystal Growth - Single Locker Thermal Enclosure System, 1°C bis 4°C) sowie zwei kommerzielle Nutzlasten, in denen Arzneimittel durch Fermentierung bzw. Proteinkristalle für die medizinische Forschung hergestellt werden. Im EXPRESS-Rack 2 sind die Vibrationsdämpfungseinheit ARIS, ein Experiment zur Kontrolle der Vibrationsdämpfung (ARIS-ICE), ein physikalischer Versuch mit Partikel - Flüssigkeits - Gemischen (Colloiden) sowie eine SAMS-Steuereinheit untergebracht. EXPRESS-Racks (EXpedite the PRocessing of Experiments to the Space Station) sind standardisierte, transportable Metallschränke mit Anschlüssen für Belüftung, Kühlflüssigkeit, Energie, Video sowie Befehls- und Messdatenleitungen. Einzelne Bereiche eines Racks sind unabhängig voneinander regelbar (Zeit- und Temperatursteuerung) und sollen in Zukunft Experimente in den Wissenschaftsbereichen Biologie, Chemie, Medizin, Ökologie und Physik beherbergen. Die Experimente laufen normalerweise weitgehend automatisch ab und werden vom Boden aus kontrolliert. Die Astronauten an Bord der Station führen dabei Wartungsarbeiten (z.B. Datenträgerwechsel) aus, können aber auch manuell die Steuerung übernehmen.

Nach der Kopplung am 21. April wurden letzte Vorbereitungen für den ersten Außenbordeinsatz von Parazynski und Hadfield am folgenden Tag getroffen. Die beiden Astronauten arbeiteten 7 Stunden und 10 Minuten lang außerhalb der Raumfähre. Dabei montierten sie zunächst eine UHF-Antenne auf einem etwa 1,3 m langem Ausleger an der Außenseite von DESTINY. Diese gehört zu einem Kommunikationssystem für Sprache und Daten, das von den Raumfahrern in der Umlaufbahn genutzt wird. So können sich Raumfahrer bei Außenbordarbeiten drahtlos mit ihren Kollegen in der Station oder im Shuttle verständigen. Eine zweite Antenne soll 2002 montiert werden. Danach verbanden sie mehrere Energie- und Datenkabel des auf einer SPACELAB-Palette ruhenden neuen Manipulators der Station mit entsprechenden Anschlüssen an DESTINY, entfalteten den Manipulator und arretierten die Segmente mit mehreren stabilen Bolzen. Am 23. April wurden aus der Station heraus die Kommandos an den Manipulator gegeben, mit einem Ende am Befestigungspunkt an DESTINY anzudocken und das andere Ende in eine bestimmte Position zu bringen. So konnte mit dem Manipulator des Shuttle anschließend das Logistikmodul RAFFAELLO aus der Ladebucht gehoben und an UNITY angekoppelt werden. Die Stammbesatzung der Raumstation begann sofort mit dem Entladen. Kurzzeitig wurden auch die Luken zwischen Station und Raumfähre geöffnet und weitere Ausrüstungen in die ISS transportiert.

Beim zweiten Ausstieg am 24. April (7:40 h) wurden die Energie- und Daten-Anschlüsse am Befestigungspunkt auf dem DESTINY-Modul komplettiert und die Hilfskabel, die beim ersten Einsatz installiert worden waren, wieder demontiert. Außerdem wurde eine nicht mehr benötigte Antenne vom Labormodul entfernt. Schließlich montierten Parazynski und Hadfield einen zusätzlichen Stromkonverter, der bei zukünftigen Einsätzen benötigt wird. Erst am 28. April konnte das neue Space Station Remote Manipulator System (SSRMS) einem ersten Test unterzogen werden. Susan Helms und später James Voss bedienten den Steuercomputer und ließen Canadarm2 die 1,4 t schwere Montagepalette zur Ladebucht des Shuttle hinüber schwenken. Sie wurde dort vom Manipulatorarm des Shuttle, bedient vom Kanadier Chris Hadfield, übernommen und in der Ladebucht verankert. Das Training von Bewegungen, die beim Ankoppeln der Ausstiegsschleuse bei der nächsten Shuttle-Mission ausgeführt werden sollen, musste aus Zeitgründen entfallen.

In der Nacht zum 25. April sorgte allerdings der Ausfall des primären Steuercomputers für Aufregung in der Bodenkontrolle. Deshalb verzögerten sich die Tests mit dem Manipulator der Station wie auch andere Arbeiten. Die Wiederherstellung des Computersystems über ein Backup gelang zunächst nicht. Ebenso konnten die Kommandofunktionen nicht an einen der beiden für derartige Fälle vorgesehenen Ersatzcomputer übergeben werden. Der Ausfall betraf in erster Linie die Kommunikation zwischen Bodenstation und der ISS. Gesprächskontakte und Datenaustausch konnten aber über die Systeme der Endeavour weiter geführt werden. Zur Lösung des Problems wurde der Flug des Shuttle um einen Tag verlängert. Am folgenden Morgen gelang es Susan Helms den primären Computer durch eine Reihe von Problemlösungsschritten wieder in einen normalen Arbeitsmodus zu bringen. Computerspezialisten auf der Erde beschäftigten sich anschließend mit der Analyse des Fehlers. Offenbar waren die Festplatten des primären Steuer- und Befehlssystems sowie eines Backup-Computers defekt. Deshalb wurde der primäre Kommandocomputer gegen einen Nutzlastcomputer ausgetauscht und dessen Festplatte mit der notwendigen Software versehen. Auch an den beiden anderen Computern wurde gearbeitet. Synchronisation und Tests bildeten den vorläufigen Abschluss der Reparaturen am 29. April. (Die Stammbesatzung der ISS konnte die Reparaturen Mitte Mai erfolgreich abschließen.)

Bereits am 27. April wurde das Transportmodul RAFFAELLO verschlossen, von UNITY abgekoppelt und mit dem Manipulator des Shuttle zurück in die Ladebucht transportiert. Einen Tag später folgte die SPACELAB-Palette, auf welcher der neue Manipulator der Station transportiert worden war. In der Station wurde außerdem die bereits stark abgenutzte Lauffläche des Laufbandes ausgetauscht.

Vor, während und nach dem Flug wurden wie immer einige Routine-Experimente durchgeführt. Dazu gehörten u.a. Untersuchungen zur Reaktivierung "schlafender" Viren im menschlichen Körper durch die besonderen Stressfaktoren eines Raumfluges (u.a. Epstein-Barr-Virus), Studien zu Veränderungen im Herz-Kreislauf- und im Immunsystem, Vibrationstests (ISS On-Orbit Loads Validation, On-Orbit Bicycle Ergometer Loads Measurement) bei Triebwerkszündungen und Übungen auf dem Fahrrad-Ergometer, Bahnverfolgung und -aufzeichnung via GPS, Untersuchungen zum Gleichgewichtssinn und der Test eines Systems autonomer Sensoren, die ihre Messdaten drahtlos und in Echtzeit an einen Laptop übermittelten (Micro-Wireless Instrumentation System). Die ENDEAVOUR koppelte am 30. April von der Internationalen Raumstation ab, um Platz für die nächste Gastmannschaft zu machen. Die Landung erfolgte wegen schlechten Wetters nicht in Florida sondern in Edwards (Kalifornien).

MPLM - Raffaello

RAFFAELLO entspricht in Größe und Form dem bereits im März verwendeten Modul LEONARDO. Bei diesem Flug bestand die Ladung vor allem aus wissenschaftlichen Ausrüstungen und Versorgungsgütern, die in Standard-Racks bzw. auf Frachtplattformen untergebracht waren. Das in Italien gebaute Logistik - Modul ist eines von drei derartigen Geräten und verfügt über eigene Anlagen zur Belüftung, Kühlung und Beleuchtung. Es ist 6,4 Meter lang, zylindrisch mit einem Durchmesser von 4,6 Metern. Seine Leermasse beträgt etwa 4,1 t. Es kann bis zu etwa 9 t Nutzlast in 16 Racks aufnehmen. Maximal 5 Racks können vom Start bis zum Andocken der Raumfähre oder nach dem Abkoppeln bis zur Landung intern mit Energie versorgt werden. Dadurch wird es z.B. möglich, eingefrorene Proben für biomedizinische Experimente zu transportieren. Das Transportmodul wird, verankert in der Ladebucht einer Raumfähre, in den Orbit gebracht. Dabei besteht vom Shuttle aus keine Zugangsmöglichkeit. Erst wenn RAFFAELLO mit einem Manipulator am Verbindungsmodul UNITY angedockt wurde, kann die Luke geöffnet und die Entlade- bzw. Beladearbeiten vorgenommen werden.

SSRMS - Canadarm2

Das in Kanada gebaute Manipulatorsystem wird bei mehreren Shuttle-Missionen im Mittelpunkt stehen. Der ferngesteuerte Robotarm wird zunächst am amerikanischen Labormodul montiert. Er ist eine Weiterentwicklung des bereits in der Shuttle-Flotte eingesetzten Modells, hat eine Länge von 17,60 m und verfügt über 7 Freiheitsgrade. An jedem "Gelenk" kann dabei mehr als eine volle Drehung vollzogen werden (540°). Der Manipulator wird bei einem späteren Flug auf eine mobile Basis gesetzt. Diese kann auf Schienen an der zentralen Gitterstruktur bewegt werden und ermöglicht somit die Arbeit an allen Komponenten aus den USA, aus Europa und Japan. Später kann bei Bedarf am Kopfstück des Manipulators ein aus zwei kleineren Manipulatoren und "Fingern" (15 Freiheitsgrade) bestehendes System angedockt werden (Canada-Hand). Mit ihm sollen sich diffizile Arbeiten mit hoher Präzision ausführen lassen. Die sogenannte "kanadische Hand" soll 2003 zur Station gebracht werden und kann auch von Astronauten während eines Außenbordeinsatzes über eine manuelle Steuerung bedient werden. Über Rückkopplungssensoren kann der bedienende Astronaut auch die Kraft, mit der er "zugreift" spüren und dosieren. Der Clou des Systems ist aber, dass beide Enden des eigentlichen Manipulators an speziell dafür vorgesehenen Befestigungspunkten ankoppeln können. Von dort aus werden sie mit Strom versorgt und über Datenleitungen gesteuert. Im Prinzip kann sich der Arm von einem Befestigungspunkt zum nächsten hangeln und damit an jeden Ort gelangen, an dem er benötigt wird. Die computergestützte Steuerung erfolgt von zwei speziellen Racks im Labormodul DESTINY aus. Über 4 Videokameras (zwei am "Ellbogen"-Gelenk und eine an jedem Ende) werden dabei Bilder zur Steuerkonsole übermittelt. Der Arm hat eine Masse von 1,8 t und einen Durchmesser von 35 cm. Die Struktur besteht aus 19 Kohlefaser-Thermoplastik-Strängen, die eine maximale Last von 116 Tonnen bewegen kann. Ohne Last kann sich die Spitze des Arms mit 37 cm/s bewegen, unter Vollast mit 1,2 cm/s. Der Anhalteweg liegt dann bei 60 cm. Wie die meisten Anlagen und Geräte der Internationalen Raumstation ist auch der Manipulator modular aufgebaut. Jedes Modul kann in der Station repariert oder ausgewechselt werden.

Sojus TM 32

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer der Crew
	28.04.2001 (7:37 WZ)	06.05.2001 (5:42 WZ)	Talgat Mussabajew (3) Juri Baturin (2) Dennis Tito	07:22:05 d

Mit SOJUS TM 32 gelangte zum ersten Mal ein zahlender Privatmann in den Weltraum. Dennis Tito hatte sich sein eigenes Forschungsprogramm zusammengestellt. Dazu gehörte die stereoskopische Fotografie verschiedener Gebiete der Erdoberfläche.

Hauptzweck der Mission war allerdings der Transport eines neuen Rettungsfahrzeuges zur Internationalen Raumstation. Raumschiffe vom Sojus-Typ haben eine vom Hersteller garantierte Lebensdauer von 180 Tagen und müssen deshalb spätestes nach sechs Monaten ausgetauscht werden. Trotz der vorangegangenen Computerprobleme an Bord der ISS konnte die automatische Kopplung wie geplant erfolgen. Nach der Begrüßungszeremonie wurden die Sitzschalen in beiden Raumschiffen ausgetauscht sowie die nicht sehr umfangreiche Fracht entladen. Mit an Bord war ein Probenbehälter für das deutsche Plasma Kristall Experiment. Weitere wissenschaftliche Untersuchungen betrafen die Fernerkundung des kasachischen Territoriums (Experiment Zondirovanije), Untersuchungen an Saatgut und Fruchtfliegen (Experiment ONER) sowie die Auswirkungen spezieller Nahrungsmittel auf den menschlichen Organismus (Experiment Dastarkhan).

Die Landung der Gastbesatzung mit dem Raumschiff SOJUS TM 31 erfolgte im geplanten Zielgebiet in der kasachischen Steppe. Das neue Raumschiff hingegen blieb bis Oktober im All.

Atlantis (STS 104 / Quest)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	12.07.2001 (9.04 WZ)	25.07.2001 (3.39 WZ)	Steven Lindsey (3) Charles Hobaugh Janet Kavandi (3) Michael Gernhardt (4) James Reilly (2)	12:18:35 d

STS 104

Nach einem problemlosen Start koppelte die ATLANTIS am 14. Juli an die Internationale Raumstation. Hauptaufgabe der fünfköpfigen Shuttle-Crew war die Montage des US-Ausstiegsmoduls QUEST am Knoten UNITY (Steuerbordseite). Dies geschah am 15. Juli. Zunächst wurden eine Schutzkappe und mehrere Abdeckungen von den Kopplungsbolzen sowie die Stromversorgung für die interne Heizung des Schleusenmoduls entfernt. Danach wurde das Modul mit dem Manipulator der Station aus der Ladebucht gehoben und zum vorgesehenen Kopplungspunkt bugsiert. Die ausgestiegenen Raumfahrer Gernhardt und Reilly (5:59 h) dienten dabei als Lotsen. Außerdem konnten sich Voss und Helms, die das Steuerpult des Manipulators im Labormodul DESTINY bedienten, über Videobilder orientieren. Nach dem Ankoppeln des Moduls wurde dieses an die Stromversorgung und an den Kühlkreislauf der Station angeschlossen. Anschließend wurden mehrere Abdeckungen sowie die Halterungen für die außen anzubringenden Gastanks montiert. Beim zweiten Außenbordeinsatz von Gernhardt und Reilly am 18. Juli (6:29 h) wurden zwei Sauerstofftanks und ein Stickstofftank an der Außenseite der Crew-Sektion des Schleusenmoduls QUEST angebracht. Der zweite Stickstofftank wurde am 21. Juli montiert. Dabei stiegen die beiden Astronauten (Gernhardt und Reilly, 4:02 h) erstmals aus der neuen Luftschleuse der Station aus. Außerdem inspizierten sie bei diesem Außenbordeinsatz ein Drehgelenk an einem Solarzellenpaneel und ein Messgerät (Floating Potential Probe).

Nach dem Andocken des Schleusenmoduls wurde dessen korrekter Anschluss geprüft, bevor die Luke zur Station zum ersten Mal geöffnet wurde. Dabei zeigte sich, dass Kühlwasser ausgelaufen war. Mit der Abdichtung des Lecks und den notwendigen Reinigungsarbeiten war die Crew mehrere Stunden lang beschäftigt. Später wurde auch ein defektes Ventil zwischen UNITY und QUEST ausgewechselt. Aufgrund der Probleme wurde der ATLANTIS-Besuch um einen Tag verlängert und der dritte Ausstieg verschoben.

Weitere wichtige Aufgaben der ATLANTIS-Besatzung waren die Lieferung von Versorgungsgütern und Wasser für die Station. Außerdem wurde mit PCG-EGN (Protein Crystal Growth - Enhanced Gaseous Nitrogen Dewar) ein weiteres Experiment zur ISS gebracht. Gleichzeitig wurden drei Experimente zurück zur Erde transportiert. Dazu gehörte das defekte Gerät Commercial Generic Bioprocessing Apparatus CGBA und die Kristallisationsapparatur PCG-STES (Unit 9 und 10). Mit dem abgeschlossenen Biosystem ADVASC (Advanced Astroculture) wurde ein kompletter Wachstumszyklus von der Aussaat der Samen bis zur Gewinnung neuer vollzogen. Nach dem Abkoppeln umflog die Atlantis die Station, wobei Detailaufnahmen des Schleusenmoduls angefertigt wurden. Zu den wissenschaftlichen Routineuntersuchungen der Mission STS 104 gehörten medizinische Tests zur Reaktivierung latent im Organismus der Astronauten vorhandener Viren, zur Funktion des Immunsystems sowie zu den Auswirkungen von Schlafunterbrechungen auf Aufmerksamkeit und geistige Leistungsfähigkeit. Aufgrund des schlechten Wetters am Landeort, wurde der Flug um einen weiteren Tag verlängert.

US-Airlock Quest

QUEST ist ein 6064 kg schweres Modul mit einem Volumen von 34 Kubikmetern, das als Ausstiegsschleuse für Außenbordarbeiten dient. Es besteht aus Aluminium, hat eine Gesamtlänge von 5,5 Metern sowie einen größten Durchmesser von 4,0 Metern und kann sowohl von amerikanischen als auch von russischen Raumfahrern benutzt werden. QUEST besteht aus zwei Sektionen. In der ersten, größeren Gerätesektion bereiten sich die Raumfahrer auf ihren Ausstieg vor, legen die Anzüge an und testen deren korrekte Funktion. Nach dem Ausstieg werden hier außerdem Wartungsarbeiten an den Anzügen durchgeführt. Dazu gehört das Aufladen der Batterien und das Nachfüllen der Sauerstofftanks. Die zweite, schlankere Sektion ist die eigentliche Luftschleuse. Über spezielle Vakuumpumpen wird vor dem Öffnen der Außenluke die Luft in einen Tank evakuiert. Ansonsten entspricht dieser Teil des Moduls den bisher in amerikanischen Shuttles verwendeten Schleusen. An der Außenseite der Schleuse werden zwei große Sauerstoff- und zwei Stickstofftanks angebracht. Sie haben einen Durchmesser von 0,9 m, eine Masse von je 545,4 kg, bestehen aus Kohlefaserverbundmaterial, fassen 0,42 Kubikmeter Hochdruck-Gas und sind mit einem mehrschichtigen Meteoritenschutz ausgestattet. Außerdem verfügt das Schleusenmodul über Plattformen und Halterungen sowie Energie- und Kommunikationsanschlüsse.

Discovery (STS 105 / Leonardo / ISS 3)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	10.08.2001 (21.10 WZ)	22.08.2001 (18.23 WZ)	Scott Horowitz (4) Frederick Sturckow (2) Daniel Barry (3) Patrick Forrester	11:21:13 d
	10.08.2001 (21.10 WZ)	17.12.2001 (17.55 WZ)	Frank Culbertson (3) Wladimir Deschurow (2) Michael Tjurin	128:20:45 d

STS 105

Die dritte Stammbesatzung für die Internationale Raumstation wurde in den Orbit gebracht. Mit der Discovery kehrte außerdem die ISS-2-Crew nach reichlich 5 Monaten im All auf die Erde zurück. Größtenteils im Logistikmodul LEONARDO untergebracht, wurden zudem Experimente, Versorgungsgüter und Ausrüstungen zur Station transportiert. Dazu gehörten auch die EXPRESS-Racks 4 und 5 (je ca. 540 kg). Die neuen Experimente dienten in erster Linie biotechnologischer und medizinischer Forschung. So wurde mit dem Komplex Cellular Biotechnology Operations Support System (CBOSS) im EXPRESS-Rack 4 das Wachstum verschiedener Zellarten analysiert. Dazu verfügte CBOSS über eine ausgeklügelte Temperatursteuerung, eine Anlage zum Einfrieren der fertigen Proben, ein System zur Regulation der Gaszufuhr sowie einen Behälter zur Aufnahme von bis zu 48 Proben. Zur Züchtung von Proteinkristallen höchster Reinheit wurden außerdem die Advanced Protein Crystallisation Facility (APCF) sowie das Dynamic Controlled Protein Crystal Growth Experiment (DCPCG, beide in EXPRESS-Rack 1) genutzt.

Das Andocken der Raumfähre an die Station erfolgte am 12. August, 18.42 WZ. Am folgenden Tag wurden die Schalensitze im Sojus-Raumschiff gewechselt und die Sokol-Raumanzüge für die neue Besatzung der Raumstation getestet. Das Sojus-Raumschiff fungierte wie immer als Rettungskapsel für Notfälle. Ebenfalls am 13. August wurde das Logistikmodul von Patrick Forrester mit Hilfe des Manipulatorarms der DISCOVERY aus der Ladebucht gehoben und am UNITY-Modul angedockt (15.55 WZ). Danach begannen die Entladearbeiten. Mehr als 3 Tonnen Ausrüstung, Lebensmittel und Wasser wurden in der Station verstaut. Bereits abgeschlossene Experimente und persönliche Gegenstände der ISS-2-Crew sowie Abfall wurden im Gegenzug in die DISCOVERY bzw. in das Logistikmodul LEONARDO transportiert. LEONARDO wurde am 19. August von der Station abgekoppelt und im Laderaum des Shuttle untergebracht.

Am 14. August wurde im russischen Service-Modul SWESDA eine neue Software installiert, die an den folgenden Tagen getestet wurde. Mit ihr wurde die Steuerung der Station vom russischen Teil aus verbessert. Dies war insbesondere für die Ankunft des russischen Kopplungs- und Ausstiegsmoduls PIRS im September wichtig.

Am 16. August arbeiteten die Astronauten Barry und Forrester für 6 Stunden und 16 Minuten im Weltraum. Dabei montierten sie einen Ammoniumtank am Gitterelement P6. Das Ammonium dient als Kühlflüssigkeit für die Solarzellenelektronik. Anschließend wurde das erste wissenschaftliche Experiment außenbords montiert. Materials ISS Experiment (MISSE) umfasst 750 verschiedene Materialien, deren Beständigkeit unter den rauhen Bedingungen des Weltalls getestet werden. Der Materialkomplex soll nach etwa einem Jahr zur Erde zurück gebracht werden. Beim zweiten Ausstieg (Barry / Forrester, 5:29 h) am 18. August wurde ein etwa 15 Meter langes Stromkabel für die Heizungen des Gitterelements S0 installiert. S0 ist das zentrale Element der über 100 Meter langen Gitterstruktur, die ab dem nächsten Frühjahr auf dem Labormodul DESTINY montiert wird.

Während des gemeinsamen Fluges wurden mit den Triebwerken der DISCOVERY zwei Bahnmanöver durchgeführt. Dadurch wurde der Orbit der Station um etwa 7 Kilometer angehoben. Nach der Abkopplung am 20. August, umflog die Raumfähre die Station in einem Abstand von etwa 150 Metern. Dabei wurden Video- und Fotoaufnahmen gemacht. Anschließend wurde der Kleinsatellit SIMPLESAT gestartet, mit dem demonstriert werden soll, wie genau eine Satellitensteuerung über das Global Positioning System GPS ist.

In der Ladebucht der DISCOVERY befanden sich mehrere Kanister mit Experimenten, die im Rahmen eines speziellen Bildungsprogramms (Shuttle Small Payload Project SSPP) gemeinsam mit Schülern verschiedener Bundesstaaten der USA durchgeführt wurden. Dazu gehörten insbesondere biologische Experimente (Zell- und Sprosswachstum, Entwicklung von Wurzeln, Einfluss von Strahlung, Temperaturschwankungen und Schwerelosigkeit auf verschiedene Pflanzensamen) und physikalische Versuche (Glimmbrand in der Schwerelosigkeit, Korrosion, Einfluss hochfrequenter Strahlung auf natürliche und synthetische Stoffe, Haltbarkeit von Klebstoffen, Stabilität von Bildmedien, Wirkungen verschiedener Strahlungsschilde, Laserkommunikation, Einfluss von Strahlung, Temperatur und Mikrogravitation auf verschiedene Materialien).

Die DISCOVERY landete auf dem Gelände des Kennedy Space Center in Florida. Die Landung verzögerte sich wegen eines Regenschauers um eine Erdumkreisung. Nach der Landung fanden umfangreiche medizinische Untersuchungen, vor allem an den Mitgliedern der ISS-Crew statt. Dazu gehören Tests der Lunge und des Immunsystems sowie Untersuchungen zum Nierensteinrisiko.

MPLM Leonardo

Das LEONARDO genannte Logistik - Modul verfügt über eigene Anlagen zur Belüftung, Kühlung und Beleuchtung. Es ist 6,4 Meter lang, zylindrisch mit einem Durchmesser von 4,6 Metern. Seine Leermasse beträgt etwa 4,1 t. Es kann bis zu 9,1 t Nutzlast in 16 Racks aufnehmen. Maximal 5 Racks können vom Start bis zum Andocken der Raumfähre oder nach dem Abkoppeln bis zur Landung intern mit Energie versorgt werden. Dadurch wird es z.B. möglich sein, eingefrorene Proben für biomedizinische Experimente zu transportieren. LEONARDO verfügt mit RAFFAELLO und DONATELLO über zwei baugleiche Schwestermodule und wird bereits zum zweiten Mal eingesetzt.

ISS 3

Nach dem Tausch der Schalensitze in der SOJUS-Rettungskapsel und der Übergabe der Station wurden zunächst die gelieferten Versorgungsgüter verstaut und die neuen Experimente eingebaut. Gleichzeitig wurden noch laufende Untersuchungen betreut. Zu den neuen Anlagen gehörten zwei Experimente zur Kristallisation von Proteinen (APCF, DCPCG), ein Komplex zur Erforschung des Zellwachstums (CBOSS) und ein hochauflösendes Kamerasystem (Dreamtime, Bild rechts). Kurz nach dem Abkoppeln der DISCOVERY wurde auch der unbemannte Frachter PROGRESS M1-6 von der Station gelöst. Bereits am 23. August dockte PROGRESS M-45 mit 2,5 Tonnen Treibstoff, wissenschaftlichen Geräten, persönlichen Sachen der Stationsbesatzung, Nahrungsmitteln, Sauerstoff, Datenträgern, medizinischer Ausrüstung und Erstazteilen für verschiedene Stationssysteme am hinteren Kopplungsaggregat der Station an.

Ende August wurden mehrere neue Experimente begonnen. So wurde ein Analysegerät für flüchtige organische Substanzen (Volatile Organic Analyzer) installiert. Damit wurden täglich Luftproben auf organische Kontaminationen untersucht. Außerdem begann eine Testreihe mit einem Medikament, das der Bildung von Nierensteinen vorbeugen soll (Experiment RENAL STONE). Die Wirkung des Medikaments soll mit Urinproben untersucht werden. Die Videokamera DREAMTIME lieferte hochauflösende Aufnahmen von Experimenten, Teilen der Erdoberfläche sowie den Einrichtungen und Arbeiten in der Station.

Mit CBOSS (Cellular Biotechnology Operations Support System) wurden Zellkulturexperimente in der Internationalen Raumstation durchgeführt. In einer ersten Versuchsserie wurden 32 Proben mit Nieren-, Eierstock- und Dickdarmzellen vermehrt. Unter ihnen befand sich auch eine Vielzahl von Krebszellen (Bild rechts). In der Schwerelosigkeit wächst Krebsgewebe in drei Dimensionen ungehindert. Die Untersuchung der Zellkomplexe soll neue Erkenntnisse über das Wachstum von Krebszellen ermöglichen. Nach der Wachstumsphase bei konstant 36°C wurden die Proben kurz analysiert, chemisch fixiert und anschließend eingefroren. CBOSS verfügt über eine ausgeklügelte Temperatursteuerung, eine Anlage zum Einfrieren der fertigen Proben, ein System zur Regulation der Gaszufuhr sowie einen Behälter zur Aufnahme von bis zu 48 Proben. Zur Züchtung von Proteinkristallen höchster Reinheit wurden die Advanced Protein Crystallisation Facility  (APCF, Bild oben links) sowie das Dynamic Controlled Protein Crytal Growth Experiment (DCPCG, beide in EXPRESS-Rack 1) genutzt. Beide Anlagen können von Wissenschaftlern von der Erde aus überwacht und gesteuert werden. Im September begannen die Untersuchungen zur Lungenfunktion. Dabei wurden die Atemgase unter Belastung analysiert (Gas Analyzer System for Metabolic Analysis Physiology = GASMAP) und das Lungenvolumen gemessen. Während der ISS-3-Mission waren fünf Testserien geplant.

Beim Schwingungsdämpfungsexperiment ARIS kam erstmals die Shaker-Unit zum Einsatz. Mit ihr wurden hochfrequente Vibrationen in allen Dimensionen erzeugt. Sie wurde zudem an verschiedenen Stellen der ARIS-Plattform befestigt. ARIS versuchte dann, mit Hilfe von Schwingungsdämpfern, diese Vibrationen zu mindern. Viele Experimente reagieren sehr empfindlich auf kurzzeitige Beschleunigungen. In Zukunft sollen derartige Störungen vermieden werden. Deshalb wird an schwingungsdämpfenden Systemen wie ARIS (Bild links) gearbeitet.

Fortgeführt wurden Experimente zur Physik von Flüssigkeits-Partikel-Gemischen (EXPPCS), zur Messung der Beschleunigungen innerhalb der Station bei Bahnmanövern (MAMS, SAMS), zur Ermittlung der Strahlenbelastung (BBND), zur Interaktion zwischen Raumfahrern und Bodenpersonal (INTERACTIONS) zur Veränderung von Reflexen (Hoffman Reflex Experiment) sowie zur Erdbeabachtung (CREW EARTH OBSERVATION). Beobachtungsziele waren z.B. Eis und Schnee in den Rocky Mountains und den Anden, Buschfeuer in Südafrika, Umweltbelastungen über Europa und den USA, Auswirkungen landwirtschaftlicher Aktivitäten im nahen Osten sowie Flussläufe in Asien, Afrika und Südamerika. Ebenfalls beobachtet wurden die Auswirkungen eines Taifuns über Japan und der Terroranschläge in New York und Washington am 11. September.

Im August und September waren zunächst nur kleinere Wartungsarbeiten erforderlich. So wurden turnusmäßig Rauchdetektoren gewechselt. Außerdem wurden Reparaturen an einem Stromkonverter, am Laufband, am Klimasystem, einem Videorekorder sowie der Sauerstoffversorgung durchgeführt. Im EXPRESS-Rack 2 wurde ein Software-Update notwendig, da es Probleme beim Booten der Systeme gab. Deshalb mussten mehrer Experimente für einige Tage abgeschaltet werden.

Mitte September wurde die Lagekontrolle probeweise an den russischen Teil der Station übergeben. Der Test verlief erfolgreich. Am 17. September dockte das Ausstiegs- und Kopplungsmodul PIRS am unteren Stutzen des Wohn- und Steuermoduls SWESDA an. Es war mit einem modifizierten PROGRESS-Transporter (Bild rechts) am 14. September gestartet worden. Wenige Stunden nach der Kopplung betraten die Mitglieder der ISS-Besatzung das Modul, aktivierten Belüftung und Beleuchtung und entluden die zusätzlich im Innenraum verstaute Fracht. Dazu gehörten wissenschaftliche und technische Ausrüstungen, Sanitärmaterial, Datenträger und Ersatzteile, insgesamt etwa 800 kg. Später wurden außerdem 870 kg Treibstoff in die Tanks von SARJA gepumpt. Desweiteren wurde der Führungskonus des Kopplungssystems demontiert und die Software des Computers im Modul aktualisiert. Das Antriebsteil wurde am 26.9. abgestoßen und verglühte in der Erdatmosphäre.

Kleinere "Events" waren die Neuorientierung der Station nach dem Sonnenstand, um die Solarzellen optimal ausrichten zu können sowie die Aufzeichnung eines Ausstoßes von 5 Gallonen Brauchwasser mit den Kameras des kanadischen Manipulatorarms. Hierbei sollte festgestellt werden, inwieweit derartige Abfallentsorgung Schaden an der Station anrichten kann.

Auch im Oktober wurden die wissenschaftlichen Experimente fortgeführt. Mit EXPERIMENT ON PHYSICS OF COLLOIDS IN SPACE (EXPPCS) erfolgten Tests an einem Colloid-Polymer-Gel und einer Colloid-Glas-Probe. Beim Erstarren werden die Strukturen, welche die Partikel in der Schwerelosigkeit einnehmen, fixiert und können später eingehender untersucht werden. Das Erstarren kann unter den Bedingungen der Mikrogravitation mehrere Tage dauern. Die Colloide bestanden dabei entweder aus einem großen Teilchen mit 6 kleineren ringsum oder aus einem größeren Partikel mit 13 umgebenden kleineren. Die Vibrationsdämpfungseinheit ARIS wurde mit dem Hammer-Test auf eine harte Probe gestellt. Bisher wurde die Dämpfung von Schwingungen im Bereich unter 1 Hz und zwischen 30 und 300 Hz untersucht. Ab März 2002 soll ARIS operationell eingesetzt werden. Nach einem Umbau erneut aktiviert wurde EarthKAM, ein Kamerasystem, mit dem amerikanische Schüler vom Boden aus arbeiten konnten. Die Bilder wurden danach im Internet veröffentlicht. Mit der HUMAN RESEARCH FACILITY wurden Lungenfunktionstests durchgeführt. Dies geschah vor allem im Hinblick auf die bevorstehenden Außenbordarbeiten.

Diese begannen am 8. Oktober (Deschurow, Tjurin für 4:58 h). Dabei wurde zunächst ein Telemetrie- und Datenkabel zwischen SWESDA und PIRS gezogen. Es dient vor allem der Kommunikation der Bodenstation mit den Weltraumarbeitern und der Überwachung ihrer Lebensfunktionen. Danach wurden Haltegitter, eine Leiter und der Kranmast STRELA montiert. Es folgten eine Zielmarke und eine Navigationsantenne für das automatische Kopplungssystem. Ein Test der Stabilität des Kranarms musste aus Zeitgründen zunächst entfallen. Beim zweiten Ausstieg (Deschurow, Tjurin) am 15. Oktober (5:52 h) wurden drei wissenschaftliche Experimente an der Außenhaut von ZWESDA montiert. Mit KROMKA werden Partikel gesammelt, die sich von den Triebwerken des Moduls SWESDA lösen. Deren Analyse soll später zur Konstruktion besserer Antriebssysteme führen. Die NASDA-Experimente MPC (Micro Particles Capturer) und SEED (Space Environment Exposure Device) dienen zum einen dem Sammeln von natürlichen Mikrometeoriten und durch die Raumfahrt verursachten Staubpartikeln bzw. sollen zum anderen verschiedene Materialien unter den harten Umweltbedingungen des Weltraums testen. Zu diesen Materialien gehören u.a. Farbstoffe, Isolationsmaterialien und feste Schmierstoffe.

Weitere Experimente im Rahmen eines internationalen Forschungsprogramms unter russischer Leitung betrafen die Untersuchung der Herzaktivität bei sportlicher Belastung (Experiment Cardio-ODTN), die Erforschung gesundheitlich bedeutsamer Veränderungen im Mundraum (PARODONT), Veränderungen im Flüssigkeits- und Elektrolyt-Stoffwechsel (DIUREZ), die Erprobung von Therapien gegen Muskel- und Knochenabbau in der Schwerelosigkeit (PROFILAKTIKA), Volumenbestimmung intra- und interzellulärer Körperflüssigkeiten (SPRUT-MBI), die Entwicklung einer Echtzeit-Vorhersagemethode sowie genaue Messungen der Strahlenbelastung (PROGNOZ, BRADOZ und POLIGEN), die Effizienz von Medikamenten in der Schwerelosigkeit (FARMA), die Erprobung boden- und weltraumgestützter Systeme zur Vorhersage natürlicher oder vom Menschen verursachter Katastrophen auf der Erde (URAGAN), das Aufspüren bioproduktiver Zonen in den Ozeanen (DIATOMEYA), die Ermittlung struktureller Belastungen der Station bei Kopplungsmanövern, Kurskorrekturen, sportlichen Aktivitäten und Außenbordarbeiten (IDENTIFIKATSIJA) und die Erprobung neuer Techniken, die Bewegungscharakteristik der ISS genauer zu bestimmen (TENZOR und VEKTOR T).

Die Qualität der Mikrogravitation an Bord wurde beim Experiment IZGIB untersucht, während sich PRIVIATZKA mit Formveränderungen der Station befasste. Bei ISKAZHENIJE waren magnetische Interferenzen und ihre möglichen Auswirkungen auf die Durchführung von Experimenten sowie die Orientierung am Erdmagnetfeld Untersuchungsgegenstand. Ziel von SKORPION ist die Entwicklung eines verbesserten Systems zur Erfassung von Umweltparametern. Dazu gehören Mikrogravitation, elektromagnetische Felder, Teilchenstrahlung sowie klimatische Bedingungen. Für viele Experimente ist es wichtig, die genauen Umweltbedingungen zu kennen, um die erreichten Resultate richtig bewerten zu können. Mit dem Experimentierkomplex CPCF 2  wurden Proteinkristalle hoher Reinheit hergestellt (GLIKOPROTEID und MIMETIK K).  An der Außenseite des Moduls ZWESDA befinden sich Detektoren, durch welche sich die Häufigkeit und Beschaffenheit von Mikrometeoriten mit Durchmessern von 10 bis 60 Mikrometern erfassen lassen. Ziel des Experiments METEOROID (Bild oben rechts) ist eine Vorhersage der zu erwartenden Erosion der Außenhaut des Service Moduls in den kommenden Jahren. Mit dem GLOBAL TIME SYSTEM der ESA wurde ein Verfahren erprobt, bei dem die Zeitsignale zur Synchronisation von Uhren aus der Internationalen Raumstation kommen. Sie werden auf Frequenzen im Bereich von 400 MHz und 1,5 GHz ausgestrahlt. Schließlich wurde im Auftrag der japanischen Raumfahrtagentur eine hochauflösende Videokamera (Bild links) getestet.

Am 19. Oktober stiegen die drei Raumfahrer in ihr SOJUS-Raumschiff, koppelten ab und legten 16 Minuten später am neuen Modul PIRS wieder an. Damit wurde nicht nur das Kopplungsaggregat getestet. Wenn das Ersatzraumschiff am SARJA-Modul angedockt ist, kann der dritte Mann während eines Ausstieges in der Station bleiben, da die Rettungskapsel dann auch im Falle einer Enthermetisierung des Kopplungsmoduls für ihn erreichbar bleibt. Am 23. Oktober koppelte das zwei Tage zuvor gestartete Raumschiff SOJUS-TM 33 am unteren Stutzen von ZARJA an. Beide Besatzungen führten gemeinsame Arbeiten aus. Dazu gehörten 12 wissenschaftliche Experimente auf den Gebieten Biomedizin, Biotechnologie, Geologie und Technik (siehe Mission SOJUS-TM 33). Die Gastbesatzung kehrte am 31. Oktober mit dem Raumschiff SOJUS-TM 32 zur Erde zurück.

Die folgenden Wochen waren erneut mit Montage-, Wartungs- und Forschungsarbeiten gefüllt. So lieferte EXPPCS weitere Daten über das Verhalten von Colloiden in der Schwerelosigkeit. Das Experiment läuft weitgehend automatisch ab. Dabei lässt sich die Verteilung der Partikelcluster in der langsam erstarrenden Flüssigkeit mit einem Laser aus verschiedenen Winkeln beleuchten. Damit können eventuell auftretende Strukturen besser erkannt werden. Ebenfalls automatisch liefen Experimente zur Herstellung von Proteinkristallen (APCF, DCPCG), Materialforschungen (MISSE) und Messungen der Mikrogravitation (SAMS, MAMS) ab. Die Crew war während dessen mit Fragebogen zur Interaktion mit der Bodenstation, medizinischen Untersuchungen (Lungenfunktion, Hoffman-Reflex) und Erdbeobachtungen beschäftigt. Beobachtungsziele waren beispielsweise nordamerikanische Städte (Cleveland, Detroit, Pittsburg, Washington), Korallenriffe (Samoa, Malaysia) und Gebirgsketten (Appalachen, Anden). Mehrmals mussten kleinere Reparaturen am experimentellen Dämpfungssystem ARIS (Active Rack Isolation System) durchgeführt werden. Mittlerweile wurde auch die Steuersoftware den ersten Erkenntnissen angepasst. So hat man herausgefunden, dass Vibrationen teilweise über im Boden verlegte Stromkabel übertragen werden.

Am 12. November arbeiteten Deshurow und Culbertson 5 Stunden und 4 Minuten außenbords. Sie montierten 7 Telemetriekabel des automatischen Kopplungssystems KURS, beendeten die Montage des Gitterkrans STRELA und inspizierten eine nicht exakt ausgeklapptes Solarzellenpaneel am SWESDA-Modul. Michael Tjurin bediente derweil den Manipulator der Station, um das Arbeitsfeld zu beleuchten und eine Videoübertragung der Montagearbeiten zur Bodenstation zu ermöglichen.

Ab Mitte November wurden Vorbereitungen zum Schichtwechsel getroffen. Unter anderem wurden der Bio Technology Refrigerator von Express-Rack 1 und ein Experiment zur Messung der Mikrogravitation (MAMS) von Rack 2 in Rack 4 verlegt. Außerdem wurde PROGRESS M-45 mit Abfällen und nicht mehr benötigten Materialien gefüllt und am 22. November von der Station abgekoppelt. 4 Tage später startete mit PROGRESS M1-7 ein neuer Transporter, der am 28. November am Heck der Station ankoppelte. Aufgrund eines Dichtgummirestes im Verschlussmechanismus des Kopplungssystems konnte aber zunächst keine feste Verbindung zwischen dem Transportraumschiff und der Station etabliert werden. Deshalb stiegen die Kosmonauten Deshurow und Tjurin am 3. Dezember (2:46 h) erneut aus, um den Fremdkörper zu entfernen. Der Start der Raumfähre ENDEAVOUR mit der neuen Stammbesatzung wurde aus diesem Grunde auch um einige Tage verschoben, bis das Problem gelöst war. Er erfolgte am 5. Dezember.

Nach der Ankopplung der ENDEAVOUR und der obligatorischen Begrüßungszeremonie wurden zunächst Ausrüstungsgüter aus dem Shuttle in die Station gebracht. Danach fand die offizielle Übergabe an die neue Stammbesatzung statt. Die folgenden Tage waren mit den Vorbereitungen auf die Rückkehr zur Erde angefüllt. Nach der Landung fanden medizinische Untersuchungen u.a. zur Blutdruckregulation durch den Venen-Arterien-Reflex (Experiment XENON 1) statt. In der Schwerelosigkeit ist dieser Reflex, bei dem sich kleinere Blutgefäße in Haut- und Muskelgewebe zur Aufrechterhaltung des Blutdrucks kurzzeitig zusammenziehen, vermindert (orthostatische Intolleranz). Weitere Untersuchungen galten dem Gleichgewichtssinn sowie dem Knochen- und Muskelabbau.

Pirs

Etwa 25 Stunden nach dem Start dockte das modifizierte Progress-Transportschiff mit dem russischen Kopplungs- und Ausstiegsmodul PIRS am unteren Kopplungsstutzen von SWESDA an. Bis zum Start eines universellen Mehrfachkopplungsmoduls soll PIRS eine dritte Möglichkeit zum Ankoppeln von Sojus-Raumschiffen oder Progress-Frachtern bieten. Dies ist vor allem beim Austausch des Rettungsraumschiffes vorteilhaft, da das bisher notwendige Umkoppeln in Zukunft entfallen kann (Foto links: Anatoly Zak, Foto rechts: NASA).

PIRS ist 4,45 m lang, hat einen Durchmesser von 2,53 m und eine Masse von 3,68 t. Das Modul bietet 13 Kubikmeter Raum, vor allem für Ausrüstungen, die bei Ausstiegen benötigt werden. Dazu befindet sich in der Mantelfläche eine Luke. An der Außenseite werden außerdem Halterungen und ein STRELA-Kran angebracht.

Sojus TM 33

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer der Crew
	21.10.2001 (9:00 WZ)	31.10.2001 (4:59 WZ)	Viktor Afanasjew (4) Konstantin Kazejew Claudie Haigneré (2)	09:20:00 d

Die Mission SOJUS TM 33 war der zweite so genannte Taxi-Flug, mit dem eine neue Rettungskapsel zur Internationalen Raumstation gebracht wurde. Während der zehntägigen Mission wurden aber auch wissenschaftliche Experimente, vor allem im Rahmen des französischen Andromeda-Programms, durchgeführt.

Dazu gehörte das Studium von Veränderungen im Herz-Kreislaufsystem des Menschen während der Phase der Anpassung an die Schwerelosigkeit (Experiment CARDIOSCIENCE), die Untersuchung des Orientierungsvermögens und der Bewegungsempfindung in der Schwerelosigkeit (COGNI, Bild rechts), die Beobachtung und fotografische Dokumentation von Wolkenformationen und Umweltverschmutzungen über Europa, Asien und Afrika (IMMEDIAS), das Studium von Lichtemissionen in der oberen Atmosphäre als Begleiterscheinungen von Wirbelstürmen und seismologischen Prozessen (LIGHTNING AND SPRITES OBSERVATION, LSO) sowie die Herstellung von Proteinkristallen mit Hilfe einer neuen Technologie (GCF).

Weiterhin beschäftigte sich die Crew mit der Widerstandsfähgkeit elektronischer Speicher, Prozessoren und Verstärkerbausteinen gegenüber hochenergetischer Teilchenstrahlung (SPICA-S). Besonderes Augenmerk legte man auf Elektronen (0,1 - 6 MeV), Protonen (8 - 30 MeV) und Ionen (1 - 100 MeV). Untersucht wurden auch die positiven, psychologischen Auswirkungen von Familienalben der Besatzungsmitglieder bei längeren Raumflügen (EAC). Durch in Computern gespeicherte, private Familienbilder sollen Langzeitflieger motiviert werden. Dies wurde mittels eines Fragebogens überprüft. Bei AQUARIUS wurden Effekte der Mikrogravitation auf Wachstum und Entwicklung biologischer Objekte studiert. Dazu gehörten Kaulquappen und Bäckerhefe. Bei ersteren wurde die Entwicklung des Gleichgewichtssinns in verschiedenen Altersstadien untersucht, bei letzteren interessierte vor allem die Chromosomenwanderung und die Bildung des Zellskeletts.

Im Rahmen des russischen Forschungsprogramms wirkte die SOJUS-TM 33-Crew darüber hinaus bei den Experimenten URAGAN und DIATOMEYA mit. URAGAN beschäftigt sich mit der Erprobung boden- und weltraumgestützter Systeme zur Vorhersage natürlicher oder vom Menschen verursachter Katastrophen auf der Erde, während DIATOMEYA die Weltmeere im Visier hat. Durch Videoaufnahmen sollen bioproduktive Zonen in den Ozeanen gefunden und dokumentiert werden. Außerdem wurde eine dritte Serie des PLASMAKRISTALL EXPERIMENTs (Bild links) absolviert. Dabei wird untersucht, wie sich Partikelwolken in einem verdünnten Gas verhalten. In Abhängigkeit von Gasdruck, Partikelgröße und zugeführter Strahlungsenergie bilden sich quasi-stabile Strukturen.

Nach Abschluss der Experimente kehrte die Crew mit dem Raumschiff SOJUS-TM 32, das sich bereits seit dem 28. April im Weltraum befand, zur Erde zurück.

Endeavour (STS 108 / Raffaello / ISS 4)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	05.12.2001 (22.19 WZ)	17.12.2001 (17.55 WZ)	Dominic Gorie (3) Mark Kelly Linda Godwin (4) Daniel Tani	11:19:36 d
	05.12.2001 (22.19 WZ)	19.06.2002 (17.58 WZ)	Juri Onufrijenko (2) Carl Walz (4) Daniel Bursch (4)	195:19:39 d

STS 108

Die ENDEAVOUR brachte die vierte Stammbesatzung zur Internationalen Raumstation. Mit an Bord war das Logistik-Modul RAFFAELLO, in dem knapp 3 t Versorgungsgüter, Experimentiermaterialien und Ersatzteile transportiert wurden. Das Ankoppeln an die Station erfolgte am 7. Dezember, 20.03 Uhr. Knapp 3 Stunden später wurden die Luken geöffnet und nach einer kurzen Begrüßungszeremonie mit dem Entladen der Fracht begonnen. Am folgenden Tag wurde das Logistikmodul aus der Ladebucht des Shuttle gehoben und am UNITY-Modul festgemacht. Am 9. Dezember wurde das Kommando über die Station an die neue Besatzung übergeben. Zuvor waren die Schalensitze im Rettungsraumschiff ausgetauscht und die persönlichen Sachen der bisherigen Crew verpackt worden. Für ein geplantes Ausstiegsmanöver wurden die Luken wieder geschlossen.

Am 10. Dezember arbeiteten die Astronauten Godwin und Tani für 4:12 h im Weltraum. Zum Ausstieg benutzten sie die Schleuse dee ENDEAVOUR. Zunächst montierten sie mehrere thermische Abdeckungen über den Motoren, mit denen die Solarzellenpaneele auf die Sonne ausgerichtet werden. Bisher hatte man zeitweilige Spannungsspitzen festgestellt, die zu Beschädigungen führen könnten. Als Ursache vermutete man die großen Temperaturunterschiede zwischen Punkten mit Sonneneinstrahlung und Schatten. Das anschließend vorgesehene Sichern einer Halterung an einem der Solarzellenpaneele misslang. Danach wurde eine Antennenabdeckung geborgen, die während einer früheren Mission in einem Außencontainer zwischengelagert worden war. Schließlich befestigten sie noch zwei Schaltboxen außenbords der Station, die bei einem späteren Ausstig benötigt werden.

Nach dem Ausstieg konnten die Verbindungsluken wieder geöffnet werden. Nun beteiligte sich auch die Shuttle-Crew an den Be- und Entladearbeiten im Frachtmodul RAFFAELLO. Insgesamt wurden rund 2,4 t Nahrungsmittel, Bekleidung, Experimentiergut und Wartungsmaterial entladen und 0,8 t Verbrauchsmaterialien und Experimente (Advanced Protein Crystal Facility und DreamTime komplett, Dynamically Controlled Protein Crystal Growth und CBOSS nur Proben) zur Erde zurück gebracht. Für zusätzliche Reparaturen wurde der Flug um einen Tag verlängert. Die Instandsetzungen betrafen vor allem das Laufband und einen Kompressor im Klimasystem des Moduls ZWESDA. Während des gemeinsamen Fluges wurde die Bahn des Komplexes während dreier planmäßiger Antriebsphasen um 17 Kilometer angehoben. Am 15. Dezember wurden die Triebwerke des Shuttle noch einmal benutzt, um einer alten Raketenendstufe aus den Siebziger Jahren auszuweichen. RAFFAELLO wurde zuvor wieder im Laderaum der ENDEAVOUR deponiert.

Nach dem Abkoppeln von der Station umflog der Shuttle diese teilweise, wobei viele Detailfotos gemacht wurden. Später wurde der kleine, mit 845 Spiegeln und 20 Laserreflektoren umhüllte Satellit STARSHINE 2 gestartet. Er dient Schülern aus 23 Ländern 8 Monate lang als Referenzpunkt für Bahnvermessungen. Mit Hilfe dieser Messwerte kann die Dichte der oberen Schichten der Erdatmosphäre berechnet werden.

In der Ladebucht des Shuttle (Hitchhiker Payloads, Bild rechts) befanden sich mehrere, automatisch ablaufende, wissenschaftliche Experimente. Dazu zählten ein Experiment zur Erprobung eines vibrationsfreien Pumpsystems (Capillary Pumped Loop Experiment) welches Kapillarkräfte zur Wärmeaufnahme und für den Flüssigkeitskreislauf nutzt, ein experimentelles Messsystem für kosmische Hintergrundstrahlung (Prototype Synchrotron Radiation Detector), ein materialwissenschaftlicher Versuch (Collisions Into Dust Experiment 2), bei dem die Wechselwirkungen zwischen Gesteinsbrocken geringer Größe und Geschwindigkeit untersucht werden und eine ganze Reihe internationaler Experimente in einem Space Experiment Module (Argentinien, Portugal, Marokko, Australien).

Im Mitteldeck der ENDEAVOUR untergebracht war ein Brutkasten (Avian Development Facility, Bild links), in dem sich 36 Eier von japanischen Wachteln befanden, deren Entwicklung in verschiedenen Stadien mit Hilfe eines Fixiermittels gestoppt wurde. Der Inkubator verfügt über eine präzise Steuerung für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Kohlendioxid- und Sauerstoffgehalt und kann von der Erde aus beobachtet und bedient werden. Die Wachteleier wurden vibrationsgedämmt gelagert und konnten in einer Zentrifuge einer dosierten künstlichen Schwerkraft ausgesetzt werden. Im Commercial Biomedical Testing Module Experiment (CBTME) wurden 24 Labormäuse gehalten. Zwölf von ihnen wurden mit dem Medikament Osteoprotegerin gegen Osteoporose behandelt. Die anderen zwölf Tiere erhielten ein Placebo. Untersucht wurde außerdem die Ausbreitung von Schwelbränden in der Schwerelosigkeit (Microgravity Smoldering Combustion).

Am 9. und am 11. Dezember fanden auf der Erde und im Weltraum mehrere Zeremonien zum Gedenken an die Opfer der terroristischen Anschläge am 11. September in New York und Washington statt. Dazu waren Flaggen und Symbole verschiedener Organisationen an Bord der ENDEAVOUR. Dazu gehörten die New Yorker Feuerwehr und Polizei.

Die ENDEAVOUR landete nach erfolgreichem Flug auf einer Betonpiste in Florida.

MPLM Raffaello

Das Logistik - Modul RAFFAELLO verfügt über eigene Anlagen zur Belüftung, Kühlung und Beleuchtung. Es ist 6,4 Meter lang, zylindrisch mit einem Durchmesser von 4,6 Metern. Seine Leermasse beträgt etwa 4,1 t. Es kann bis zu 9,1 t Nutzlast in 16 Racks aufnehmen. Maximal 5 Racks können vom Start bis zum Andocken der Raumfähre oder nach dem Abkoppeln bis zur Landung intern mit Energie versorgt werden. Dadurch wird es z.B. möglich sein, eingefrorene Proben für biomedizinische Experimente zu transportieren. RAFFAELLO verfügt mit LEONARDO und DONATELLO über zwei baugleiche Schwestermodule und wird bereits zum zweiten Mal eingesetzt. Diesmal befinden sich 8 Regale und 4 Plattformen im Modul, die mit Versorgungsgütern, Experimentiermaterialien und Ersatzteilen gefüllt sind.

ISS 4

Zu Beginn der Mission standen Entladearbeiten im Vordergrund. Neben dem Lastenmodul RAFFAELLO waren auch Experimente vom Mitteldeck der ENDEAVOUR und aus einem angedockten PROGRESS-Raumschiff in die Station zu transportieren. Bursch und Walz unterzogen sich ersten medizinischen Tests. Dazu gehörte die Untersuchung eines Muskelreflexes (HOFFMAN REFLEX EXPERIMENT) und der Lungenfunktion (PULMONARY FUNCTION IN FLIGHT). Dabei werden fünf Tests nacheinander vorgenommen, bei denen der Gasaustausch und die Atmungsmuskulatur untersucht werden. Diese Tests werden während der Mission regelmäßig durchgeführt, u.a. auch vor und nach Außenbordeinsätzen.

Über Weihnachten und den Jahreswechsel konnten die drei Raumfahrer zwei Tage entspannen. Danach trainierten sie am kanadischen Manipulatorarm für zukünftige Montagearbeiten. Dabei testeten sie auch eine neue Technik, mit der große mechanische Spannungen an den Befestigungspunkten in Zukunft vermieden werden sollen. Außerdem wurden Vorbereitungen für die ersten Außenbordeinsätze im Januar getroffen. Mit dem CELLULAR BIOTECHNOLOGY OPERATIONS SUPPORT SYSTEM (CBOSS) wurde das Wachstum von Blut-, Nieren- und Mandelzellen über 12 Tage untersucht. Dazu hatten die Astronauten zunächst vorbereitete Zellen in 32 Probenbehälter mit Nährlösung zu injizieren. Anschließend wurden diese in einem Inkubator verstaut. An den folgenden Tagen wurden einige Proben in verschiedenen Stadien ihres Wachstums eingefroren. In der Schwerelosigkeit wächst Zellgewebe dreidimensional. Dadurch kann man es zu funktionierenden Organteilen heranziehen. Auf der Erde hingegen ist ein dreidimensionales Wachstum bisher nur mit Stützstrukturen aus Fremdgewebe zu erreichen. Mit CBOSS sollen im weiteren Verlauf verschiedene, vor allem Krebs-Gewebe gezüchtet werden (u.a. Nieren-, Dickdarm- und Eierstockgewebe). Nach der Rückkehr auf die Erde werden diese Gewebeteile dann genau untersucht. Ende Dezember wurden auch erste Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung vorgenommen. Im Rahmen des Experiments EXTRA VEHICULAR ACTIVITY RADIATION MONITORING (EVARM, Bild rechts) wurde erstmals eine genaue Bestimmung der Strahlendosis verschiedener Organe (Augen, innere Organe, Haut), die während eines Ausstiegs auf einen Raumfahrer wirkt, vorgenommen. Ein weiteres medizinisches Experiment war die Untersuchung des Risikos zur Bildung von Nierensteinen während längerer Raumflüge. Dazu wurden von einem Astronauten Urinproben gesammelt, während er sich an eine spezielle Diät hält. Dadurch lassen sich Auswirkungen bestimmter Nahrungsinhaltsstoffe auf den Stoffwechsel analysieren.

Zu den Wartungsarbeiten im Januar gehörte auch der Austausch der bisherigen Festplatten gegen Halbleiterfestwertspeicher in den drei Kommunikations- und Steuerungscomputern. Im Mai 2001 waren mehrere Datenspeicher offenbar beim Ankoppeln der Raumfähre ATLANTIS beschädigt worden, wodurch die Computer ausfielen. Deshalb geht man jetzt zu mechanisch robusten Massenspeichern über. Gleichzeitig kommt eine verbesserte Software zum Einsatz.

Fortgesetzt wurden physikalische Experimente zur Schwingungsdämpfung (ARIS-ICE) und zum Verhalten von Partikel-Flüssigkeitsgemischen (EXPERIMENT ON PHYSICS OF COLLOIDS IN SPACE, Bild links) in der Schwerelosigkeit. ARIS ist eine kleine Plattform innerhalb eines Racks. Auf der Plattform befinden sich Systeme, mit denen Schwingungen gedämpft werden, die durch die Bewegung der Raumfahrer in der Station, durch Steuer- oder Andockmanöver verursacht werden. Mit einer neuen Software wurde der operationelle Einsatz des Systems vorbereitet. Bei den Colloiden ging man vom Partikelgemisch AB-6 zu einem Gel über, das zu 99,992% aus Wasser und nur zu 0,008% aus Partikeln besteht. Damit wurde die Bildung selbstähnlicher Strukturen (Fraktale) untersucht. Dazu wurde das Gemisch zunächst verflüssigt. Beim Erstarren bildeten die Partikel Strukturen, die dann in stroboskopischem Laserlicht erkennbar wurden. Die Experimente liefen selbständig ab, wurden von einer Bodenstation aus überwacht und dauerten mehrere Wochen an. Von Interesse war dabei auch, wie sich das Verhalten der Colloide innerhalb dieser Zeit veränderte (Alterung des Gels).

Im Januar wurden die ersten beiden Außenbordeinsätze der vierten Stammbesatzung absolviert. Beim ersten Ausstieg von Onufrijenko und Walz am 14. Januar (6:03 h) wurde ein Lastenkran (STRELA 1) vom Verbindungstunnel zwischen UNITY und SARJA (PMA-1) zum SARJA-Modul transportiert und dort montiert. Dazu wurde der zweite STRELA-Kran benutzt, der sich auf dem Ausstiegsmodul PIRS befindet. STRELA (zu deutsch: Pfeil) sind von Hand bedienbare Kräne mit einem scherengitterartig ausfahrbaren Kranarm, der drehbar auf einem fest installierten Mast gelagert ist. Derartige Kräne wurden bereits auf der russischen Raumstation MIR verwendet. Weiterhin montierten die beiden Raumfahrer eine Amateurfunkantenne an der Außenseite des Moduls SWESDA. Vier derartige Antennen sollen es ermöglichen, Kontakte zu Amateurfunkern weltweit vom Wohnmodul aus aufnehmen zu können. Beim zweiten Außenbordeinsatz am 25. Januar (Onufrijenko und Bursch, 5:59 h) wurde eine zweite Antenne montiert. Zuvor installierten die beiden Raumfahrer 6 Ablenkschilde, die Triebwerksabgase von den außen an der Station angebrachten Experimenten fern halten sollen. Gleichzeitig wechselten sie einen Detektor (KROMKA), mit dem bisherige Schäden durch Triebwerksabgase und Partikel dokumentiert wurden. Danach wurde ein physikalisches Experiment (PLATAN-M) ausgetauscht, mit dem schwere Kerne von der Sonne oder von interstellaren Quellen aufgefangen werden. Beide Apparaturen wurden später zur Erde transportiert. Zusätzlich wurden drei Materialexperimente (SKK) am Modul SWESDA installiert. Danach wurden halboffene Kabelhalterungen montiert, durch die die Halteseile der Raumfahrer bei Ausstiegen von den Experimenten fern gehalten werden sollen. Abschließend  wurde die gesamte Arbeit durch Fotos dokumentiert.

Der Februar begann mit kleineren Problemen. So fiel ohne erkennbaren Grund ein Computer aus, der für die Lageregelung der gesamten Station zuständig ist. Dadurch konnten die Solarzellen nicht mehr optimal auf die Sonne ausgerichtet werden, die Energieversorgung war nicht mehr sicher gestellt. In einem solchen Falle schalten sich automatisch verschiedene Systeme ab. Andere wurden von der Besatzung deaktiviert. Nach reichlich 4 Stunden funktionierte die Steuerung wieder einwandfrei. Die Klimasysteme verschiedener Experimente wurden zuerst reaktiviert. Offenbar war die Temperatur in einem Kühlschrank (Biotechnologie Refrigerator), der die Resultate bereits durchgeführter Experimente enthält, noch nicht so weit angestiegen, dass deren Zerstörung zu befürchten ist. Außerplanmäßige Reparaturen fielen auch beim Vibrationsdämpfungsexperiment ARIS und in einem Energieconverter an.

Im Mittelpunkt der experimentellen Arbeit standen Erderkundung, medizinisch-biologische und physikalische Experimente. Beobachtungsobjekte im Rahmen der CREW EARTH OBSERVATION waren u.a. Trockengebiete in der Kongo-Simbabwe-Region, Korallenriffe und Atolle des Tuamotu-Archipels (Südpazifik) und in Malaysia, der tropische Zyklon "Francesca", Gletscher in Patagonien, die Großstadt Bombay, das Mekongdelta, Feuergebiete und Staubstürme in der Sahel-Zone, Smog über dem Mittelmeer, der Fuego-Vulkan in Guatemala und Packeis im St. Lawrence-Strom. Im Servicemodul SWESDA war für mehrere Tage das System EarthKAM montiert. Mit diesem können Schüler weltweit Aufnahmen ausgewählter Gebiete der Erdoberfläche anfertigen. Bei der Aufnahmeserie im Februar, an der auch eine deutsche Schule beteiligt war, kam erstmals ein 180 mm-Objektiv zum Einsatz, wodurch detailliertere Aufnahmen möglich wurden. Mit Hilfe medizinischer Instrumente in der HUMAN RESEARCH FACILITY und spezieller Trainingsgeräte wurden Lungenfunktions- und Fitnesstests vorgenommen. Außerdem wurde das abbildende Ultraschallgerät getestet. Im Mini-Gewächshaus ADVANCED ASTROCULTURE wurde zum zweiten Mal Arabidopsis Thaliana ausgesät. Der Samen wurde bereits im Weltraum gewonnen. Somit gedeihen die Pflanzen, die zur gleichen Familie wie Kohl und Rettich gehören, bereits in zweiter Generation in der Schwerelosigkeit. Fortgeführt wurden das Experiment zur Physik von Colloiden im Weltraum zur Untersuchung fraktaler Strukturen und das Züchten von Proteinkristallen für kommerzielle Auftraggeber (PROTEIN CRYSTAL GROWTH - SINGLE TERMAL ENCLOSURE SYSTEM). Außerdem wurde ein Schmelzofen zur Bildung reiner, großer und stabiler Zeolitkristalle getestet. Zeolite sind wabenartige Kristalle, die Flüssigkeiten und Gase über längere Zeit speichern können. Sie kommen bisher vor allem in der Petrolchemie und in der Elektronik zum Einsatz.

Am 20. Februar verließen Bursch und Walz für 5 Stunden und 47 Minuten über das Ausstiegsmodul QUEST die Station. Dabei testeten sie ein neues Verfahren zur schnellen Verringerung des im Blut gelösten Stickstoffs. In US-Raumanzügen wird reiner Sauerstoff unter vermindertem Druck geatmet. Dabei kann es aber zur Bildung von Stickstoffbläschen im Blut kommen, was lebensgefährlich ist. Um dieser Gefahr vorzubeugen, wird der Körper langsam an die veränderte Atemluft gewöhnt. Während ihres Außenbordeinsatzes führten die Astronauten verschiedene Arbeiten durch. So überprüften sie die korrekte Funktion aller Systeme von QUEST, verlegten probeweise ein Stromkabel, das später an die zentrale Gitterstruktur angeschlossen werden soll, demontierten überflüssig gewordene Halterungen, sicherten lockere Verriegelungen an Sauerstoff- und Stickstofftanks und legten Werkzeuge bereit, die bei der Montage des ersten Gitterstrukturelements S0 benötigt werden. Zusätzlich fotografierten sie MISSE, ein Experiment, mit dem verschiedene Werkstoffe auf ihre Verwendbarkeit unter den harten Bedingungen des Weltraums getestet werden. Offenbar befürchtet man, dass sich ein Teil der Materialien von der Struktur lösen könnte. Vor und nach dem Ausstieg führten Walz und Bursch Lungenfunktionstests durch. Während ihres Aufenthalts außerhalb der Station wurde mit speziellen Detektoren die Strahlenbelastung verschiedener Körperteile präzise gemessen (MOSFET-Detektoren im Rahmen des Experiments EVA-Radiation Monitoring). Die Beschleunigungsmessapparaturen MAMS und SAMS waren währenddessen ebenfalls in Betrieb.

Noch einmal erneuert wurden Teile der Software mehrerer Computer an Bord der Station. Außerdem wurde mit den Triebwerken des angedockten PROGRESS-Transporters die Bahn um ca. 5 Kilometer angehoben. Schließlich wurde für Bildungszwecke ein Video gedreht, in dem die Raumfahrer durch geeignete Experimente den Unterschied zwischen Masse und Gewicht sowie das Verhalten von Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit verdeutlichten. Diese Aktivitäten wurden auch im März fortgesetzt. Im Rahmen des Bildungsprogramms wurden insgesamt 1269 Bilder interessanter Gebiete der Erdoberfläche mit dem EarthKAM-System angefertigt. Dabei steuern Schüler auf der Erde die in einem Fenster der Station befestigte Digitalkamera und arbeiten an der Auswertung der Bilder.

Am 19. März legte das zuvor mit Abfall beladene unbemannte Transportraumschiff PROGRESS M1-7 von der Station ab. Es setzte einen kleinen Forschungssatelliten aus und verglühte anschließend in der Erdatmosphäre. Am 21. März startete PROGRESS M1-8 und dockte 3 Tage später an der Station an. Mit ihm gelangten 2,4 Tonnen Treibstoff, Experimente, Ersatzteile, Nahrung, Kleidung und Dokumente zur Station. Anschließend war die Crew mit dem Entladen des Frachters und mit einer weitgehenden Inventur beschäftigt. Des weiteren wurden die laufenden Experimente betreut. So wurde im Rahmen von Protein Crystal Growth - Single Thermal Enclosure System (PCG-STES) eine zweite Serie von Kristallisationsexperimenten (Zylinder 7 bis 12) durchgeführt. Dabei kam es vor allem darauf an, die günstigste Kristallisationsrate zu bestimmen. Fortgesetzt wurden auch medizinische Untersuchungen (Hoffman-Reflex, Lungenfunktion, Strahlenbelastung), Erdbeobachtung, Beschleunigungsmessungen (insbesondere niederfrequente Vibrationen), Schwingungsdämpfung (ARIS) und die Untersuchung des Verhaltens von Colloiden in der Schwerelosigkeit. Mehrere Computerpannen und mechanische Defekte mussten hierbei behoben werden. Mehrfach wurde der kanadische Manipulatorarm getestet. Wieder gab es Probleme mit der ersten Steuerungseinheit. Mit Hilfe des vollwertigen, zweiten Systems konnten aber alle Bewegungsabläufe für die im April anstehende Montage des zentralen Gittersegments S0 trainiert werden. Dabei wurde außerdem eine komplette Videoinspektion der Station von außen vorgenommen.

Vom 10. bis 17. April arbeitete die Crew mit der Besatzung der angedockten Raumfähre ATLANTIS zusammen. Hauptaufgabe der Shuttle-Besatzung war die Montage des ersten, zentralen Elements der Gitterstruktur der Station, wobei die ISS-Crew assistierte. STARBOARD ZERO (S0) wurde mit dem ISS-Manipulator am 10. April aus der Ladebucht des Shuttle gehoben und auf der Oberseite von DESTINY befestigt. An den folgenden Tagen wurden Energie-, Daten- und Kühlmittelleitungen installiert und die korrekte Funktion aller Systeme von S0 überprüft. Selbstverständlich wurden auch Ausrüstungsgegenstände, Versorgungsgüter und Experimente in die Station transportiert. Neu waren das Photosynthesis Experiment and System Testing Operation (PESTO), Protein Crystal Growth - Enhanced Gaseous Nitrogen Dewar (PCG-EGND), Commercial Generic Bioprocessing Apparatus (CGBA) und Commercial Protein Crystal Growth - High density (CPCG-H). Resultate wissenschaftlicher Forschungen wurden im Shuttle deponiert. Dazu gehörten Proteinkristallproben (PCG-STES) und biologische Zellkulturen (ADVanced AStroCulture). Dekativiert wurde ein Gefrierschrank für Versuchsproben, nachdem eine von drei Kühleinheiten irreparabel ausgefallen war. Er wurde durch ein neues Gerät ersetzt. ARCTIC 1 kann Proben mit einem Gesamtvolumen von 18,97 Litern aufnehmen.

Am 20. April stiegen die drei Raumfahrer in ihr SOJUS-Raumschiff und koppelten dieses bei einem 21-minütigen Flug zum PIRS-Modul um (Bild rechts). Damit wurde der Andockplatz an der Unterseite des SARJA-Moduls frei für ein neues Raumschiff. Dieses koppelte am 27. April an die Station. Gemeinsam unternahmen die sechs Raumfahrer aus 4 Nationen wissenschaftliche Untersuchungen. Dazu gehörten Forschungen zur Arbeitsfähigkeit von Raumfahrern, die Erprobung einer neuen, zweckmäßigeren Arbeitskleidung, die Erforschung des Einflusses kosmischer Strahlung auf das zentrale Nervensystem, die Erprobung eines verbesserten Blutdruckmessgerätes in der Schwerelosigkeit, die Durchführung einer weiteren Versuchsserie des Plasmakristall-Experiments, die Ermittlung der Konzentration von Hormonen und anderer biochemischer Indikatoren im Blut der Raumfahrer während der Anpassung an die Schwerelosigkeit, die Messung der Effekte der Schwerelosigkeit auf das kardiovaskuläre System insbesondere den Wasserhaushalt des Körpers, die Züchtung besonders reiner Proteinkristalle, die Vermehrung von Kulturen embryonaler und adulter Zellen (darunter Stammzellen) von Mäusen und Schafen in einem Inkubator (Bild links) sowie die Erforschung der Auswirkungen verschiedener atmosphärischer, hydrophysikalischer und geologischer Faktoren auf die biologische Produktivität des Ozeans in der Region Südafrika. Die Gastbesatzung kehrte mit dem Raumschiff SOJUS TM 33 zur Erde zurück und überließ der Stammbesatzung ein frisches Rettungsfahrzeug.

In den folgenden Wochen standen weitere wissenschaftliche Experimente und turnusmäßige Wartungsarbeiten auf dem Programm. Neue Experimente behandelten u.a. die Aufzucht von Weizen und Rübsen (Brassica rapa) unter definierten Bedingungen, wobei der Ablauf der Photosynthese bzw. des gesamten Pflanzenstoffwechsels untersucht wurde (Photosynthesis Experiment and System Testing Operation im Biomass Production System, Bild links), die Messung der Strahlenbelastung innerhalb der Station (BraDoz), die Erstellung eines biochemischen Profils eines Besatzungsmitgliedes (BioTest), die Erprobung von Medikamenten gegen die Degeneration der Skelettmuskulatur (Profilaktika), die Herstellung verschiedener Proteinkristalle (Commercial Protein Crystal Growth, KAF, Vakzina K), die Isolation von Glykoproteiden (Glikoproteid) und Antikörpern (Mimetik K), Untersuchungen an wabenförmigen Zeolitkristallen (Zeolite Crystal Growth Furnace - ZCG, Bild rechts) und die Herstellung von Antibiotika (Commercial Generic Bioprocessing Apparatus - CGBA). Fortgeführt wurden u.a. Experimente zur Messung der Mikrogravitation an Bord der Station (MAMS und SAMS), zur Beständigkeit von Materialien im freien Weltraum (MISSE), zur Produktion von Proteinkristallen (DCPCG), zur Erdbeobachtung (CEO, Uragan und EarthKAM), zur Interaktion mit der Bodenstation (Crew Interactions), zum Knochenverlust (Bone Loss), zur Langzeitwirkung von Pharmaka in der Schwerelosigekeit (Farma), zum Blutfluss im Körper insbesondere bei der Rückanpassung an die Schwerkraft (Xenon 1), zu Herzaktivität und Blutzirkulation (Kardio-ODNT) sowie zum erhöhten Nierensteinrisiko (Renal Stone Experiment).

Im Rahmen des Photosynthese - Experiments PESTO wurden in insgesamt 4 Kammern ein schnell wachsender Weizen sowie die rapsähnliche Pflanze Brassica rapa (Bild links) angebaut. Beim Weizen ging es vor allem um die Untersuchung des Stoffwechsels und Veränderungen im Wachstum bei Pflanzen, deren Samen bereits in der Schwerelosigkeit entstanden war. Es wurden also mehrere aufeinander folgende Wachstumszyklen durchlaufen. Mit dem Anbau der relativ unempfindlichen Rübsen (Brassica rapa) wurde dagegen vor allem die Effektivität des "Gewächshauses" untersucht. Nach Ausfall der Feuchtigkeitsregelung in einer Weizenkammer wurden die Rübsen in diese Kammer verlegt, was kaum Einfluss auf deren Wachstum hatte. Die Raumfahrer mussten vor allem bei der Aussaat, der Kontrolle der Umweltbedingungen (Wasser, Nährstoffe, Licht, Wärme), der Entnahme von Wasser- und Luftproben, der Bestäubung der blühenden Pflanzen sowie bei der Ernte selbst Hand anlegen. Das Biomass Production System wird als Vorläufer eines ständig im Einsatz befindlichen Gewächshauses angesehen.

Das Wachstum von Zeolitkristallen wurde in einem speziellen Schmelzofen vorgenommen. Dieser war auf der Schwingungsdämpfungsplattform ARIS montiert. Bei einem 14-tägigen Testlauf wurde prinzipiell das Funktionieren des Gesamtsystems nachgewiesen. Zeolite sind wabenartige Kristalle, in deren Innerem Flüssigkeiten oder Gase festgehalten werden können. Diese geben die Zeolite bei Erwärmung oder Drucksenkung schrittweise wieder ab. Zeolite besitzen besispielsweise in der Petrolchemie eine große Bedeutung.

Mehrfach wurde auch mit dem Extra Vehicular Activity Radiation Monitoring Experiment (EVARM) gearbeitet. Nicht nur die Raumfahrer der Stammbesatzung trugen spezielle Dosimeter in ihrer Bekleidung im Verlaufe von Außenbordarbeiten. Vor und nach den Ausstiegen wurden die Dosimeterwerte abgelesen, so dass sich die Strahlenbelastung genau bestimmen lässt. Die einzelnen Messgeräte werden an verschiedenen Stellen des Körpers getragen, so dass sich die Belastung einzelner Körperteile abschätzen lässt.

Ab Mitte Mai wurden verschiedene Experimente deaktiviert und deren Ergebnisse verstaut. Außerdem wurden noch einmal medizinische Untersuchungen vorgenommen (Hoffman Reflex, Lungenfunktion). Nach dem Andocken der Raumfähre ENDEAVOUR wurden umfangreiche Materialien ins Shuttle transportiert und gelangten mit diesem zur genaueren Untersuchung auf die Erde. Kleinere Defekte betrafen einen Sauerstoffgenerator vom Typ ELEKTRON (defekter Sensor) und den Datenrekorder MCOR (Medium rate Communication Outage Recorder), wodurch Messwerte des Vibrationsmesskomplexes MAMS nur eingeschränkt zur Erde übermittelt werden konnten. Erwähnenswert ist noch ein kurzzeitiger Defekt an einem Steuerungscomputer des Kühlsystems im russischen SWESDA-Modul. Die drei Raumfahrer der vierten Stammbesatzung der Internationalen Raumstation landeten nach knapp 196 Tagen mit der Raumfähre ENDEAVOUR (STS 111), was für die beiden US-Amerikaner einen Langzeitrekord bedeutete.

Zuletzt aktualisiert am 03.07.2002.

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