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Bemannte Raumfahrt 2002

Berichte zu den Aktivitäten der vierten Stammbesatzung der Internationalen Raumstation
finden Sie im Rahmen der Mission STS 108 am Ende des Jahresüberblicks 2001.

Columbia (STS 109)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	01.03.2002 (11.22 WZ)	12.03.2002 (09.32 WZ)	Scott Altman (3) Duane Carey John Grunsfeld (4) Nancy Currie (4) Richard Linnehan (3) James Newman (4) Michael Massimino	10:22:10 d

Bei der vierten Hubble-Service-Mission wurden die Solarzellenflächen und die Energiesteuereinheit gewechselt. Außerdem wurde ein neues astronomisches Instrument eingebaut und ein Kühlsystem erneuert. Dazu wurden fünf Ausstiege von jeweils zwei Astronauten durchgeführt.

Bei den ersten beiden Außenbordeinsätzen (Grunsfeld und Linnehan am 4. März für 7:01 h bzw. Newman und Massimino am 5. März für 7:16h) wurden die Solarzellenflächen (Solar Arrays) ausgetauscht. Die alten, rollbaren Flächen wurden bereits kurz nach dem Einfangen des Satelliten eingezogen, so dass sie sich leicht demontieren ließen. Die neuen Energielieferanten sind kleiner (7,1m x 2,8m) aber stabiler gebaut und damit auch schwerer. Sie liefern mit 5270 W bei nur zwei Dritteln der Solarzellenfläche etwa 20% mehr Leistung. Beim zweiten Ausstieg mit gewechselt wurde einer der vier Gyroskopkreisel (Reaction Wheel Assembly). Diese gekapselten Schwungräder drehen sich mit 3000 Umdrehungen pro Minute und sorgen für die punktgenaue Ausrichtung und Stabilisierung des 12 t schweren Space Telescopes. Das ausgewechselte Aggregat hatte in der Vergangenheit nicht immer zuverlässig funktioniert. Für den normalen Betrieb des Satelliten sind drei funktionierende Einheiten unbedingt erforderlich.

Beim dritten Ausstieg (Grunsfeld und Linnehan am 6. März für 6:48 h) erwartete die Raumfahrer die komplizierteste Aufgabe. Ursprünglich nicht für einen Austausch vorgesehen wurde die Energiesteuereinheit (Power Control Unit) ausgewechselt. Dazu mussten erstmals alle Systeme des Teleskops abgeschaltet werden. Danach wurden 36 Kabelverbindungen gelöst, die Einheit getauscht und die Verbindungen mit dem neuen System installiert.

Nach diesen technischen Sicherungsmaßnahmen kamen die wissenschaftlichen Instrumente an die Reihe. Hauptaufgabe des vierten Außenbordeinsatzes (Newman und Massimino am 7. März) war der Austausch der Faint Object Camera mit der neuen Advanced Camera for Surveys. Damit wurde das letzte astronomische Originalinstrument ausgewechselt, womit auch die 1993 angebrachte Korrekturoptik überflüssig wurde. Alle anderen Geräte berücksichtigen bereits den Fehler des 2,4 m großen Hauptspiegels. Die Advanced Camera for Surveys arbeitet mit drei Instrumentenkanälen. Der Wide Field Channel ist für einen großen Sichtbereich optimiert. Er verfügt über versilberte Umlenkspiegel und zwei reflexionsarme 8-Megapixel-Halbleitersensorenchips. Gegenüber dem Vorgängermodell besitzt er die viereinhalbfache Lichtleistung. Das Sichtfeld verdoppelt sich bei fünffacher Sensordichte und vierfacher Verarbeitungsgeschwindigkeit. Im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm arbeitet das System optimal und eignet sich daher besonders gut für weit entfernte Objekte, deren Rotverschiebung besonders groß ist. Der High Resolution Channel erlaubt besonders detailreiche Aufnahmen relativ naher Objekte. Dazu gehören die Zentren benachbarter Galaxien ebenso wie Planeten bei benachbarten Sternen. Speziell für die Suche nach Planeten verfügt der 1-Megapixel-Chip über einen Coronagraphen, der helle Objekte abdeckt, so dass lichtschwache Objekte erkennbar werden. Zusätzlich nutzt das System Polarisation und Dispersion, die beispielsweise bei der Erforschung massereicher Schwarzer Löcher zum Einsatz kommt. Schließlich verfügt der Solar Blind Channel über einen Photonenzähler, der einzelne Spektrallinien im ultravioletten Bereich genau erfassen kann. Damit lassen sich bestimmte Moleküle in heißen Gasen nachweisen. Untersucht werden sollen vor allem heiße Sterne, Quasare und die Planeten unseres Sonnensystems. Alle drei Systeme decken einen Wellenlängenbereich von 115 bis 1050 nm ab (Ultraviolett bis Infrarot). Mit der Adranced Camera for Surveys erreicht man bei den äußeren Planeten unseres Sonnesystems die gleiche Auflösung wie die Voyager-Sonden bei ihren Vorbeiflügen in den siebziger und achtziger Jahren.

Beim fünften Ausstieg am 8. März (Grunsfeld und Linnehan) wurde ein defektes Kühlsystem ausgetauscht, dass für die Kühlung zweier astronomischer Instrumente diente, die im Infrarotbereich arbeiten: Near Infrared Camera und Multi Object Spectrometer (NICMOS). Beide Geräte mussten 1999 stillgelegt werden, nachdem das Kühlmittel durch ein Leck austrat. Das neue Kühlsystem besteht aus einem Kompressor, der mit 400000 Umdrehungen pro Minute praktisch vibrationsfrei arbeitet und aus einem Radiator, der die aufgenommene Wärme ins All abstrahlt. Als Kühlmittel dient flüssiger Stickstoff. Damit die von Sternen kommende Wärmestrahlung korrekt gemessen werden kann, muss das Messsystem selbst sehr kalt sein. Mit dem neuen Kühlaggregat erreicht man eine Temperatur von 70 K (-203°C).

Während und nach dem Flug wurde eine Vielzahl von Routineexperimenten durchgeführt. Dies waren vor allem medizinische Tests zur Anpassung an die Schwerelosigkeit, zur Rückanpassung an die Schwerkraft und zum erhöhten Gesundheitsrisiko in der Schwerelosigkeit (Immunfunktion, Virusreaktivierung, Tag-Nacht-Rythmus). Dabei wurden u.a. auch Medikamente gegen die Raumfahrerkrankheit (Promethazin) und Kreislaufdisregulation (Midodrine) getestet.

Atlantis (STS 110 / S0 / MT)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	08.04.2002 (20.44 WZ)	19.04.2002 (16.27 WZ)	Michael Bloomfield (3) Stephen Frick Rex Walheim Ellen Ochoa (4) Lee Morin Jerry Ross (7) Steven Smith (4)	10:19:42 d

Nach dem wegen eines Lecks in einer Treibstoffleitung und einer kleinen Computerpanne um 4 Tage verspäteten Start verlief der Flug zur Internationalen Raumstation (Bild links) planmäßig. Nach mehreren Bahnkorrekturen koppelte die ATLANTIS am 10. April, gegen 18.05 Uhr am Forschungsmodul DESTINY an. Am folgenden Tag wurde das 13,5 t schwere Gitterstrukturelement S0 (Starboard Zero) aus der Ladebucht des Shuttle gehoben und zur Station transportiert. Hier wurde es zunächst an zwei Montagestreben befestigt. Dabei arbeiteten Smith und Walheim insgesamt 7 Stunden und 48 Minuten außenbords, um nach der mechanischen Installation eine Vielzahl von Kabeln zwischen S0 und dem Labormodul DESTINY zu installieren. Die Kabel versorgen die einzelnen Komponenten der Gitterstruktur mit Energie und Daten. Außerdem wurden Kühlmittelleitungen gezogen. Schließlich wurde ein Versorgungssystem für den mobilen Transporter angeschlossen. Der mobile Transporter ist ein elektrisch angetriebener Schlitten, der auf Schienen entlang der gesamten Gitterstruktur operieren kann. Während der Außenbordarbeiten steuerte Ellen Ochoa unterstützt von Daniel Bursch den Manipulatorarm der Station. Frick und Morin lieferten mit einer Kamera am Manipulator des Shuttle zusätzliche Videobilder, während Ross von der Atlantis aus und Walz an Bord der Station die gesamten Arbeiten koordinierten und überwachten. Bereits kurz nach dem Wiedereinstieg der beiden Außenbordarbeiter wurden die Systeme der Plattform aktiviert. Dazu gehören neben Energie- und Kühlsystemen auch Navigationseinrichtungen und Sensoren (Messung von Positionsveränderungen).

Bilder von links nach rechts: S0 wurde zunächst mit dem Manipulatorarm der Station vom Shuttle zur ISS manövriert. Später arbeiteten die Astronauten Walheim und Smith an den mechanischen und elektrischen Verbindungen zum Labormodul DESTINY.

Am 12. April und an den folgenden Tagen wurden Ausrüstungsgegenstände, Experimente und Versorgungsgüter (ca. 1000 kg) sowie Wasser (ca. 730 kg) und Atemgase (ca. 100 kg) in die Station transportiert. Die Ergebnisse einiger Experimente nahmen den entgegengesetzten Weg. Außerdem wurden mehrere Pressekonferenzen abgehalten. In drei Stufen wurde die Bahn des Orbitalkomplexes mit den Triebwerken der ATLANTIS um etwa 10 km angehoben. Die Hauptrolle spielten aber auch weiterhin die Außenbordarbeiten.

Am 13. April verließen die Astronauten Morin und Ross die Station für 7 Stunden und 30 Minuten. Sie befestigten zwei weitere Streben zwischen S0 und dem Labormodul DESTINY. Danach demontierten sie Schutzpaneele und Klammern, die zur Stabilisierung der Gitterstruktur während des Starts dienten und installierten eine zweite Versorgungsleitung für den mobilen Transporter. Ein verklemmter Bolzen in einem Kabeltrenner für Notfälle konnte auch bei den darauf folgenden Ausstiegen nicht gelöst werden. Beim dritten Außenbordeinsatz (Smith/Walheim am 14. April; 6:17 h) wurden eine Halteklaue demontiert, Strom-, Daten- und Videokabel verlegt, Halterungen und Thermoabdeckungen vom mobilen Transporter entfernt sowie Kabelverbindungen am Manipulatorarm der Station rekonfiguriert. Dadurch soll das Andocken an den Haltepunkten des mobilen Systems erleichtert werden.

Am folgenden Tag wurde der mobile Transporter getestet. Er bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 Zentimeter pro Sekunde zwischen den beiden Versorgungspunkten von S0 hin und her. Das Verankern des etwa 950 kg schweren, flachen Schlittens und das Andocken der Kabel an den Versorgungspunkten wurde durch Einzelbefehle manuell ausgelöst, da das automatische System versagte. Offenbar erkennen die magnetischen Sensoren die auf der Schiene angebrachten Markierungen nicht. Durch eine Modifikation der Software soll dieses Problem gelöst werden.

Am 16. April arbeiteten schließlich Morin und Ross noch einmal für 6 Stunden und 37 Minuten im All. Dabei montierten sie eine etwa 4,5 Meter lange Leiter zwischen dem Ausstiegsmodul QUEST und dem Gitterelement S0 und installierten mehrere Halogenscheinwerfer auf UNITY und DESTINY, die das künftige Arbeitsfeld besser ausleuchten als die bisherigen Lampen. Anschließend brachten sie eine Arbeitsplattform an, installierten Stoßdämpfer an beiden Enden des mobilen Transporters und montierten mehrere Halterungen auf S0. Zu den bewältigten Aufgaben gehörten auch die Tests elektrischer Konverter, das Lösen einer Abdeckung an einer der vier GPS-Antennen auf S0 sowie die fotografische Dokumentation der Arbeiten. Unerledigt blieb der Test eines Gasanalysegerätes.

Nach der Abkopplung am 17. April (16:31 WZ) umflog die ATLANTIS die Station. Dies geschah, um die Fortschritte fotografisch zu dokumentieren. Nach einer wohl verdienten Ruhepause wurde die Landung des Raumtransporters vorbereitet. Die ATLANTIS landete schließlich am 19. April auf einer Betonpiste in Florida.

Starboard Zero Truss (S 0) / Mobile Transporter

Starboard Zero Truss (S 0) ist das zentrale Segment der zukünftig über 100 Meter langen Gitterstruktur der Internationalen Raumstation. Dabei handelt es sich um eine im Querschnitt trapezförmige, starre Leichtmetallstruktur mit zusätzlichen Querstreben (Bild links), die über ausfahrbare Teleskopstützen mit dem Labormodul DESTINY verbunden ist. Das Gitterelement S0 ist 13,20 Meter lang, 4,57 Meter breit, hat eine Masse von 12,6 Tonnen und besteht aus 5 einzelnen Buchten. Es verfügt außerdem über ein System zum automatischen Anschluss an Versorgungsleitungen (Energie, Daten, Kühlmittel), einen 6,40 Meter langen Radiator zur Abstrahlung überschüssiger Wärme (vor allem aus den Energiesystemen), eine transportable Arbeitsplattform, 4 GPS-Antennen zur Positionsbestimmung der Station, ein davon unabhängiges System aus zwei Messkomplexen mit je 3 Ringlaserkreiseln, die Beschleunigungen in allen drei Achsen bestimmen und über Computer die Position der Station berechnen, ein Detektor für geladene Partikel, vier Energie-Umschalteinheiten, zwei Stromkreis-Unterbrecher, drei Halogen-Scheinwerfer, zwei unabhängige Steuersysteme zur Fernbedienung der wichtigsten Funktionen, eine Vielzahl von Versorgungskabeln mit automatischen Anschlussvorrichtungen sowie den mobilen Transporter (MT). Dieser ist eine Aluminiumkonstruktion, 2,74 Meter lang, 2,62 Meter breit und 97 Zentimeter hoch. Er hat eine Masse von 885 kg und läuft auf Schienen entlang der Gitterstruktur. Eine komplexe Software übernimmt die Steuerung der 20 Motoren zum Fahren, Feststellen und Anschließen der Energiekupplungen. In Zukunft stehen dem mobilen Transporter 10 Andockstellen auf den einzelnen Gittersegmenten zur Verfügung. Zwischen Schiene und Transporter herrscht im festgestellten Zustand eine Anpresskraft von etwa 30 Kilonewton. Die maximale Nutzlast liegt bei 20,9 Tonnen. Für die Verbindung der einzelnen Segmente der Gitterstruktur existiert ein spezielles Segment to Segment Attachment System. Für jede Verbindung gibt es einen fernbedienbaren Fangriegel, der beide Elemente zunächst locker verbindet, danach aber festgezogen wird. Außerdem greifen dann vier motorgetriebene Bolzen, die zusätzlich gesichert werden.

Sojus TM 34

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	25.04.2002 (06.26 WZ)	05.05.2002 (03.52 WZ)	Juri Gidsenko (3) Roberto Vittori Mark Shuttleworth	09:21:26 d

Während der zehntägigen Mission wurden wissenschaftliche Experimente vor allem im Rahmen des italienischen Marco-Polo-Programms durchgeführt. Dazu gehörten Untersuchungen zur Arbeitsfähigkeit von Raumfahrern, bei dem die Kontraktionsfähigkeit der Handmuskulatur gemessen wird (Experiment CHIRO), die Erprobung einer neuen Arbeitskleidung für Raumfahrer (VEST), die Erforschung des Einflusses kosmischer Strahlung auf das zentrale Nervensystem (Messung der einfallenden kosmischen Strahlung und gleichzeitig der Gehirnströme im Experiment ALTEINO) und die Erprobung eines Blutdruckmessgerätes in der Schwerelosigkeit (BMI). Zu den während des achttägigen Aufenthaltes in der Station durchgeführten Untersuchungen unter russischer Verantwortung zählte eine weitere Versuchsserie des Plasmakristall-Experiments und die Ermittlung der Konzentration von Hormonen und anderer biochemischer Indikatoren im Blut der Raumfahrer während der Anpassung an die Schwerelosigkeit. Mark Shuttleworth, der zweite Tourist an Bord der ISS, hatte in Kooperation mit europäischen und südafrikanischen Partnern ein eigenes, anspruchsvolles Programm zusammengestellt. Dabei wurden die Effekte der Schwerelosigkeit auf das kardiovaskuläre System insbesondere den Wasserhaushalt des Körpers untersucht, besonders reine Proteinkristalle FCG III und FCGE II gezüchtet, Kulturen embryonaler und adulter Zellen (darunter Stammzellen) von Mäusen und Schafen in einem Inkubator vermehrt (Bild rechts) sowie die Auswirkungen verschiedener atmosphärischer, hydrophysikalischer und geologischer Faktoren auf die biologische Produktivität des Ozeans in der Region Südafrika erforscht.

Das Raumschiff koppelte am Modul SARJA an, die Raumfahrer kehrten mit dem Raumschiff SOJUS TM 33, das bereits seit April im All war, zur Erde zurück.

Endeavour (STS 111 / Leonardo / MBS / ISS 5)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	05.06.2002 (21.23 WZ)	19.06.2002 (17.58 WZ)	Kenneth Cockrell (5) Paul Lockhart Franklin Chang-Diaz (7) Philippe Perrin	13:20:35 d
	05.06.2002 (21.23 WZ)	07.12.2002 (19:37 WZ)	Waleri Korsun (2) Peggy Whitson Sergej Treschtschow	184:22.14 d

STS 111

Die ENDEAVOUR brachte die fünfte Stammbesatzung, die Mobile Basis für den Stationsmanipulator sowie neue Ausrüstung und Experimente zur Internationalen Raumstation. Ein Großteil des Materials wurde mit Hilfe des Logistikmoduls LEONARDO zur Station transportiert. Bei drei Ausstiegen wurde die Mobile Basis betriebsbereit gemacht und ein Gelenk des Manipulators der ISS gewechselt.

Nach Start und Annäherungsmanövern koppelte die ENDEAVOUR am 7. Juni, 16.25 WZ an den Bug der Station. Etwa 3 Stunden nach der Kopplung wurden die Luken geöffnet und mit den Arbeiten begonnen. Zu Beginn wurden die Schalensitze im SOJUS-Raumschiff gewechselt und verschiedene Übergabeprozeduren durchlaufen. Am 8. Juni wurde das Transportmodul LEONARDO aus der Ladebucht des Shuttle gelöst und an der Unterseite von UNITY angedockt. Innerhalb von 4 Tagen wurden 3,7 t Fracht aus 8 Regalen und von 5 Stauraum-Plattformen entladen. Außerdem wurden zwei Experimentierschränke ins Labormodul DESTINY gebracht und angeschlossen. EXPRESS-Rack 3 verfügt über eine schwingungsgedämpfte Experimentierplattform vom Typ ARIS (Active Rack Isolation System). Hier sollen in Zukunft Untersuchungen durchgeführt werden, bei denen Störungen der Schwerelosigkeit durch die Bewegungen der Raumfahrer oder durch Bahnmanöver die Ergebnisse der Versuche gefährden würden. Das zweite Rack enthält die Microgravity Science Glovebox (MSG) sowie die zugehörigen Versorgungs- und Steuersysteme. Vom Mitteldeck der Raumfähre wurden außerdem mehrere Experimente in die Station transportiert: Advanced Astroculture (ADVASC), der KSC Nitrogen Freezer, die Versuchsanordnungen Commercial Generic Biotechnology Apparatus (CGBA), Protein Crystal Growth - Single locker Thermal Enclosure System (PCG-STES) sowie das Commercial Refrigerator / Incubator Modul (CRIM). In der Gegenrichtung wechselten 2,1 t Material ins Logistikmodul LEONARDO und etwa 0,5 t abgeschlossene Experimente ins Shuttle. Dazu gehörten die Ergebnisse biotechnologischer, medizinischer, physikalischer und geophysikalischer Untersuchungen (z.B. PESTO, PCG-EGND, CGBA, CPCG). LEONARDO wurde am 14. Juni wieder in der Nutzlastbucht der ENDEAVOUR verstaut.

Am 9. Juni stiegen Chang-Diaz und Perrin für 7 Stunden und 14 Minuten über das Modul QUEST aus der Station und verrichteten verschiedene Arbeiten. Zunächst wurde eine Greifkupplung am Gitterelement P 6 angebracht. Hier kann der Manipulator der Station andocken, wenn P 6 an seine endgültige Position verlegt wird. Danach transportierte Perrin 6 Meteoritenschutzabdeckungen aus der Ladebucht der ENDEAVOUR zum Verbindungstunnel PMA 1. Die Abdeckungen sollen Ende Juli von zwei Mitgliedern der Stammbesatzung auf dem Servicemodul SWESDA montiert werden. Chang-Diaz und Perrin inspizierten und fotografiertem anschließend einen am Vortag ausgefallenen Gyroskopkreisel und entfernten schließlich Schutzabdeckungen vom MOBILE REMOTE SERVICER BASE SYSTEM (kurz: MBS) in der Ladebucht des Shuttle. Dieses wurde nach Abschluss der Außenbordarbeiten mit dem Stationsmanipulator aus der Ladebucht gehoben und zur thermischen Anpassung in die Nähe seiner endgültigen Position transportiert aber noch nicht angedockt (Bild links). Letzteres geschah erst am  10. Juni (13.06 WZ).

Am 11. Juni sicherten Chang-Diaz und Perrin bei einem genau fünfstündigen Ausstieg die 4 Verbindungsbolzen des Mobile Base Systems auf dem Mobile Transporter und verbanden mehrere Energie-, Daten- und Videokabel (Bild rechts). Ein Lastenträger wurde in seine reguläre Position gebracht und eine Kamera wechselte ihren Standort. Mit ihr lässt sich in Zukunft die gesamte Arbeits- und Lagerplattform überblicken.

Am 13. Juni wechselten Chang-Diaz und Perrin bei ihrem dritten Ausstieg (7:17 h) ein Hand-Rollgelenk am kanadischen Manipulatorarm der Station aus. In der Steuerung dieses Gelenkes wurde ein Kurzschluss festgestellt, der allerdings nur einen Steuerkanal betraf. Jedes Element verfügt über zwei redundante Steuerungen. Es ist mit den benachbarten Elementen über 6 mechanische Bolzen verbunden. Ein siebenter Bolzen sichert die Energie-, Daten- und Videoverbindung. In den letzten Monaten umging man das Steuerungsproblem durch eine Anpassung der Software. Trotzdem wurde das betreffende Segment nun gewechselt, um einem möglichen Totalausfall vorzubeugen.

Im Verlaufe des gemeinsamen Fluges wurde die Bahn des Komplexes durch Triebwerkszündungen des Shuttle um etwa 10 Kilometer angehoben. Am 15. Juni, 14.32 WZ löste sich die ENDEAVOUR von der Station, umkreiste sie und entfernte sich anschließend weiter von ihr. Während der Umkreisung wurden Foto- und Videoaufnahmen gemacht, die den Fortschritt der Arbeiten dokumentieren sollen. Neben mehreren Pressekonferenzen wurden auch einige wissenschaftliche Routineuntersuchungen gemacht. Sie betrafen in der Mehrzahl biomedizinische Probleme (Tag-Nacht-Rythmus, Virus-Reaktivierung, Funktion des menschlichen Immunsystems, Erprobung vorbeugender Medikamente gegen orthostatische Hypotension, Veränderungen im räumlichen Orientierungsvermögen, Augenbewegungen) und technische Systeme (Aufzeichnung der Flugbahn mit genauen GPS-Daten, Seitenwindeinfluss bei der Landung). Erstmals dabei war ein neues System zur Reinigung des Wassers, das in den Brennstoffzellen während des Fluges entsteht. Mit dem Biotechnology Water Treatment System erreicht man einen höheren Reinheitsgrad als mit den bisherigen Apparaturen. Am 16. Juni wurden die Korrekturtriebwerke für 10 Sekunden gezündet, um die dabei entstehenden Rauchfahnen zu untersuchen. Dazu befanden sich spezielle Sensoren an Bord des Shuttle.

Durch schlechtes Wetter am vorgesehenen Landeort wurde die Rückkehr mehrfach verschoben. Die ENDEAVOUR landete schließlich nach fast 14-tägigem Flug in Edwards (Calif.).

MPLM Leonardo

Das Logistik - Modul LEONARDO 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,  eingefrorene Proben für biomedizinische Experimente zu transportieren. LEONARDO verfügt über zwei baugleiche Schwestermodule und wurde bereits zum dritten Mal eingesetzt. Bei diesem Flug befanden sich 2 Standard Racks (EXPRESS-Rack 3 und Microgravity Science Glovebox) sowie 8 Regale und 5 Plattformen im Modul, die mit Versorgungsgütern, Experimentiermaterialien und Ersatzteilen gefüllt waren.

Mobile Remote Servicer Base System (MBS)

Das Mobile Base System (Bild rechts zum Vergrößern anklicken) ist eine bewegliche Arbeits- und Lagerplattform, die auf dem mobilen Transporter entlang der Gitterstruktur operieren kann. Sie verfügt über 4 redundante Andockstellen für den Stationsmanipulator Canadarm2 (Power and Data Grapple Fixture) und einen Greifer für schwere Lasten. Außerdem können Container mit Werkzeugen und anderen Materialien auf ihr deponiert werden. Über eine Videokamera lässt sich die gesamte Plattform überschauen. MBS besteht aus Aluminium, verfügt über eigene Steueranlagen und ist mit 4 starken Bolzen mit dem mobilen Transporter verbunden. Die Plattform ist etwa 5,70m lang, 4,50m breit, 2,90m hoch und hat eine Masse von 1,5t. Mit ihr können Massen bis 20,9t transportiert werden. Die maximale elektrische Leistungsaufnahme liegt bei 825W. Die Kosten der (austauschbaren) Struktur lagen bei 254 Millionen US-Dollar.

ISS 5

Die fünfte Langzeitbesatzung der ISS traf am 7. Juni am neuen Arbeitsplatz ein und übernahm drei Tage später offiziell die Amtsgeschäfte. An den ersten Tagen war man mit dem Entladen der Fracht, dem Einbau neuer Experimente und der Unterstützung der Außenbordarbeiten der beiden ENDEAVOUR-Astronauten beschäftigt. Whitson und Korsun bedienten zeitweilig die Steuerung des Stationsmanipulators. Zu den mehr als 60 Experimenten auf den Gebieten Biologie, Medizin, Physik, Technik, Strahlungsforschung und Erderkundung der 130-Tage-Mission gehören einige neue Untersuchungen.

Mit der Microgravity Science Glovebox MSG werden anspruchsvolle Forschungen zu Biotechnologie, Verbrennungsprozessen, Flüssigkeitsphysik, Grundlagenphysik oder Materialwissenschaft möglich. Die "Handschuhbox" ist ein versiegelter Container mit einer großen Frontglasscheibe und 4 Zugängen über Spezialhandschuhe. Sie verfügt über eine eigene Energieversorgung, Daten- und Kühlmittelleitungen sowie Videoüberwachung. Im Inneren können aber auch Schmelzöfen und andere Apparaturen untergebracht werden. Die MSG ist doppelt so groß wie alle bisherigen Geräte dieser Art und soll 10 Jahre genutzt werden. Mit ihrer Hilfe können die Experimentatoren im Vakuum, mit gefährlichen biologischen oder chemischen Substanzen, mit Partikeln, Gasen, Flüssigkeiten, Dampf, Rauch oder offenen Flammen arbeiten, ohne dass der Lebensraum in der Station belastet oder gefährdet wird. Die ersten beiden Experimente in der Glovebox waren physikalischer Natur. Bei Solidification Using a Baffle in Sealed Ampoules (SUBSA) wurde ein Halbleiterkristall aus Indium-Antimonid hergestellt, der mit Einschlüssen aus Tellur und Zink versehen war. Dazu befand sich ein Schmelzofen in der Handschuhbox, der das Gemisch bis auf ca. 810°C erwärmte. Bei langsamer Erstarrung (Wachstumsrate 5,4 mm/h) wächst der Kristall in eine Richtung. Die Anordnung der Tellur- und Zinkpartikel gibt Auskunft über die Bewegungen innerhalb der Schmelze. Ziel des Experiments ist eine Verbesserung der Modelle, die wir von der Kristallbildung haben. Bisher überlagern sich, auch in der Schwerelosigkeit, mehrere Effekte, die zu Unregelmäßigkeiten im Kristallaufbau führen. Da man erstmals einen transparenten Schmelzofen verwendet, kann man die Kristallisation direkt beobachten und auf Störungen reagieren. Eine scheibenförmige Fläche in der Schmelze soll zudem den Einfluss der kleinen Bewegungen innerhalb der Station dämpfen. Damit das Halbleitermaterial nicht mit der Wand der Schmelzampulle in Kontakt kommen kann, hat dieses eine besondere Form. Außerdem schwimmt die Schmelze in einer isolierenden, chemisch inaktiven Flüssigkeit. Dadurch werden auch Adhäsionskräfte minimiert und die dem eigentlichen Kristallisationsprozess innewohnenden Effekte werden erkennbar. Von den 10 Proben, mit denen Peggy Whitson den Schmelzofen bestückte, waren 8 erfolgreich. Eine der Ampullen zerbrach. Nach sorgfältigem Einsammeln der Glasbruchstücke konnte die Versuchsserie fortgesetzt werden.
Das zweite Glovebox-Experiment wurde als Pore Formation and Mobility Investigations (PFMI) bezeichnet und beschäftigte sich ebenfalls mit Erstarrungsprozessen. Beim Erstarren von Metallschmelzen steigen in der Schwerelosigkeit kleine Gasbläschen nicht nach oben sondern bilden porenartige Materialdefekte. Die Entstehung derartiger Poren und ihre Bewegung während des Erstarrungsprozesses soll durch die Verwendung eines transparenten und elastischen Materials erstmals beobachtet werden können. Deshalb verwendet man als Grundmaterial Bernsteinsäurenitrile (Succinonitrile) und Wasser. Auf der Erde treten Materialmängel durch mikroskopische Bläschen ebenfalls auf. Dadurch können große Schäden entstehen, beispielsweise beim Bruch einer Turbinenschaufel in einem Flugzeugtriebwerk. Die 15 Probenbehälter beim ersten Einsatz des Experiments waren zylindrisch mit einem Durchmesser von 1 cm und einer Länge von etwa 20 cm. Ein Schmelzen-Erstarren-Zyklus dauerte ca. 7 Stunden. Dabei ließen sich Temperatur und Wachstumsrate von der Erde aus steuern. Der Fortgang des Experimentes wurde durch eine Videokamera übertragen. Gemessen wurden Bläschenzahl und -größe sowie deren Bewegungen und Wechselwirkungen unter einander.

Neue medizinisch-biologische Studien befassten sich mit der Funktion von Leberzellen (Bild links) in der Mikrogravitation (Experiment StelSys), Wachstum und Entwicklung verschiedener Pflanzen (PGBA/CGBA, ADVASC, Rastenija 2), der Vorbeugung negativer Auswirkungen eines längeren Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit (Biopsy, Midodrine, Mobility, Epstein-Barr), dem Einschließen von Medikamenten in Mikrokapseln (MEPS), Modifikation und Mutation von Mikroorganismen unter dem Einfluss von Schwerelosigkeit und kosmischer Strahlung (Biorisk) sowie Veränderungen in der Regulation des Herz-Kreislauf- und Atmungssystems bei längeren Raumflügen (Pulse).

Beim Experiment StelSys (Firmenname) wurden Leberzellen in der Schwerelosigkeit gehalten. Man untersuchte ihre Fähigkeit, komplexe und oftmals für den Körper toxische Substanzen in einfachere, wasserlösliche umzuwandeln. Die Experimentieranordnung befand sich im CBOSS-Modul (Cellular Biotechnology Operations Support System), die Temperaturkontrolle wurde durch das Commercial Refrigerator Incubator Module (CRIM) gewährleistet. Regelmäßig wurden Proben aus der Zellkultur entnommen, eingefroren und in einem ARCTIC-Gefrierschrank bei -12°C gelagert. ARCTIC kann Proben mit einer Gesamtmasse von 10,43 kg und einem Maximalvolumen von 18,97 Litern aufnehmen. Im Plant Growth Bioprocessing Apparatus (PGBA) wurden Pflanzen der Gattung Ackerschmalwand (Arabidipsis thaliana) angebaut. Von dieser Gattung ist das Erbgut bereits seit mehreren Jahren sehr gut bekannt, so dass erbliche Veränderungen leicht identifiziert werden können. In der Schwerelosigkeit benötigen die Pflanzen weniger Lignin, das auf der Erde zum Aufbau der Zellwände benötigt wird. Ohne Schwerkraft müssen diese Stützstrukturen nicht so ausgeprägt sein. Die Pflanze ändert stattdessen ihren Stoffwechsel, kann dadurch andere, für den Menschen kommerziell oder medizinisch nützliche Substanzen produzieren. Die Forscher untersuchten, was bei diesem Wandel auf genetischer Ebene passiert. Später will man dieses Wissen nutzen, um auch auf der Erde die Pflanzen in dieser Richtung zu beeinflussen. Schon heute werden bestimmte medizinische Wirkstoffe in gentechnisch veränderten Pflanzen produziert. Zwischenzeitlich entnommene Proben wurden im Commercial Generic Bioprocessing Apparatus (CGBA) eingefroren. Im Rahmen der Forschungen im Komplex ADVanced AStroCulture (ADVASC) wurden Sojabohnen von der Aussaat bis zur Ernte neuer Samen gezüchtet. Das Saatgut wird anschließend auf Veränderungen in seiner chemischen Zusammensetzung untersucht. Gleichzeitig soll die Apparatur ihre Eignung für den Anbau weiterer Feldfrüchte unter Beweis stellen. Beim Experiment Rastenija 2 (Bild rechts) wurden Salatpflanzen im LADA-Gewächshaus gezogen. Salat könnte ein wichtiger Vitaminlieferant im Weltraum sein. Von Interesse ist auch hier der Einfluss der Schwerelosigkeit auf Wachstum und Entwicklung der Pflanzen. Untersucht werden aber auch die Funktionalität des Gewächshauses, die Widerstandfähigkeit und die Anpassung an die außergewöhnlichen Bedingungen im Weltraum (Mikrogravitation, Strahlung) und die Ethylenkonzentration im russischen Segment der ISS. Im Rahmen des Experimentes Biopsy wurde den Raumfahrern vor und nach dem Flug Gewebe aus der Wadenmuskulatur entnommen. Dadurch lassen sich die Auswirkungen eines Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit besonders genau untersuchen. Midodrine ist ein neues Medikament, das bei Raumfahrern eingesetzt werden soll, um den Verlust des Venen-Arterien-Reflexes zu vermeiden. Auf der Erde sorgt dieser Reflex dafür, dass sich kleine Blutgefäße kurzzeitig zusammenziehen, so dass der Gesamtblutdruck im Körper aufrecht erhalten wird. Bei Verlust dieses Reflexes kann es beim Aufstehen dazu kommen, dass der betreffenden Person schwarz vor Augen wird. Diese so genannte orthostatische Hypotension kann bis zur Ohnmacht führen. Raumfahrer erleben nach ihrer Rückkehr oft Schwierigkeiten beim Gehen, weil sich das Gehirn erst wieder an die Bewegung unter dem Einfluss der Schwerkraft gewöhnen muss. Bei Mobility wurden Tests vorgenommen, mit denen man herausfinden kann, wie ein körperliches Training während des Raumfluges gestaltet werden muss, um die Wiederanpassung an die Schwerkraft zu erleichtern. Gearbeitet wurde dabei vor allem mit dem Laufband (Treetmill). Als dieses allerdings aufgrund eines Defektes ausfiel, wich man auf andere Trainingsgeräte aus. Etwa 90% aller Erwachsenen tragen den Epstein-Barr-Virus (EBV) in ihrem Körper. Normalerweise bleibt er aber inaktiv. In der Schwerelosigkeit reaktiviert er sich jedoch oft und kann zu Beeinträchtigungen führen. Über Blut- und Urinproben will man dem Mechanismus dieser Reaktivierung auf die Schliche kommen. Hartnäckige Infektionen und vor allem Tumore sind meist örtlich begrenzte Erkrankungen. Der Einsatz von Medikamenten sollte demnach lokal und langfristig dosiert erfolgen. Dazu verwendet man heute mikroskopisch kleine Kapseln, die einen Wirkstoff enthalten und diesen langsam abgeben. Die Kapseln selbst zersetzen sich nach einer bestimmten Zeit. Produziert man sie im Weltraum, bekommen sie eine ideal runde Form. Dies geschah im Microencapsulation Electrostatic Processing System (MEPS). Hier wurden sogar zwei Medikamente in mehrlagigen Mikrokapseln eingeschlossen. Außerdem experimentierte man auch mit dem Einschluss magnetischer Partikel, wodurch die Kapseln im Körper des Menschen durch ein äußeres Magnetfeld gezielt zum Zerplatzen gebracht werden können. Dabei werden die Medikamente konzentriert in einer bestimmten Körperregion in hoher Dosis wirksam, während sie den restlichen Körper nicht belasten. Da dieses Experiment möglichst wenig von den Bewegungen der Raumfahrer in der Station beeinflusst werden sollte, war es im EXPRESS-Rack 3 auf einer schwingungsdämpfenden ARIS-Plattform untergebracht. Bei mehreren Versuchsserien wurden Antikrebsmedikamente (Sauerstoffradikale) eingekapselt. Diese lassen sich auf der Erde gezielt durch infrarote Strahlung, starke Magnetfelder oder elektrostatische Felder freisetzen. In einem weiteren Versuch wurde Erbsubstanz gentechnisch veränderter Bakterien (Escherischia Coli) verwendet.
Biorisk hatte den Einfluss des Weltraumes auf die Lebensfähigkeit von Bakterien und Pilzen als Untersuchungsgegenstand (Bild links). Zum einen lagern sich Bakterien- und Pilzkolonien an unzugänglichen Stellen an und können dort langfristig Materialschäden verursachen. Zum anderen sind sie ein natürlicher Bestandteil unserer Umwelt und oftmals unverzichtbar. Von Interesse war für die Forscher der Einfluss der Sonnenaktivität auf Modifikationen und Mutationen sowie die Entwicklung von Resistenzen und Agressivität. Gleichzeitig sollte aber auch abgeschätzt werden, inwiefern nützliche Bakterien bei einem längeren Aufenthalt im Weltraum lebensfähig bleiben. Bei Pulse wurde die autonome Regulation des kardiorespiratorischen Systems bei längeren Aufenthalten in der Schwerelosigkeit erforscht. Dazu wurden EKG, Sphygmogramm (Pulsfrequenz), Pneumotachogramm (Atemfrequenz), Pumpvolumen und Atemvolumen aufgezeichnet.

Ein ebenfalls neues Experiment diente der Erprobung des multifunktionalen Gerätekomplexes Skorpion zur automatischen Erfassung der wichtigsten Umgebungsparameter in der Station. Dazu gehören Beschleunigungswerte, elektromagnetische Felder, Strahlungswerte und klimatische Bedingungen (Temperatur, Luftdruck, Luftzusammensetzung, Luftfeuchtigkeit). Außenbords angebracht wurde außerdem das Experiment Platan (Bild rechts). Die Apparatur soll etwa 1 Jahr im Einsatz sein und langsame Eisenkerne solaren oder galaktischen Ursprungs mit Energien von 30 bis 200 MeV sowie Mikropatikel in der Umgebung der Station erfassen.

Selbstverständlich wurde eine Vielzahl laufender Experimente fortgeführt. Dazu gehörten die Untersuchung von Veränderungen der Lungenfunktion (Pulmonary Functions in Flight), das Ausfüllen von Fragebögen zur Zusammenarbeit innerhalb der Crew und mit dem Bodenpersonal (Crew Interaction), die Beobachtung natürlicher und vom Menschen verursachter Phänomene auf der Erde und in der Erdatmosphäre (Crew Earth Observation, Uragan, Molnija SM), die Messung der Strahlenbelastung innerhalb und außerhalb der Station (EVA Radiation Monitoring, BraDoz), die Erfassung von minimalen Beschleunigungen, die durch Bewegungen der Raumfahrer, Bahnmanöver oder Kopplungen verursacht werden (MAMS, SAMS, IZGIB), Studien zum erhöhten Nierensteinrisiko (Renal Stone) sowie zum Muskel- und Knochenverlust bei Langzeitaufenthalten im Weltraum (Bone Loss, Profilaktika, MION, Isokinez, Tendometrija), Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Venen-Arterien-Reflex (Xenon 1), die Analyse von Triebwerksabgasen und die Dynamik von Partikeln der Triebwerksdüsen (Relaksatsija, Kromka), die Volumenbestimmung intra- und interzellulärer Körperflüssigkeiten (Sprut MBI), die Untersuchung gesundheitlich bedeutsamer Veränderungen im Mundraum (Paradont), die Überprüfung der Effizienz von Medikamenten (Farma), die Aufzeichnung von Veränderungen der Herzaktivität bei Belastung (Kardio-ODNT), die Erarbeitung von Vorhersagen für Strahlenbelastungen (Prognoz), die Dokumentation bioproduktiver Zonen der Weltmeere (Diatomeja), die Abschätzung der zu erwartenden Erosion der Außenhaut der Station (Meteoroid), die Messung der verschiedenen Bahnparameter der Station (Tenzor, Vektor T), die Bestimmung langfristiger Formveränderungen der Station (Priviazka), die Messung magnetischer Interferenzen innerhalb der Station und deren Einfluss auf laufende Experimente (Iskazhenije), das Verhalten von Partikelwolken in dünnen Plasmen (Plasma Kristall Experiment), die Erprobung eines kommerziellen, globalen Zeit-Systems (GTS), die Produktion einer Vielzahl sehr reiner Protein- und Zeolitkristalle (Protein Crystal Growth-Single Thermal Enclosure System DCAM / PCAM, Zeolite Crystal Growth) oder die Registrierung von Partikeleinschlägen und deren Auswirkungen auf verschiedene Testmaterialien (HPAC, SEED).

Viel Zeit zum Eingewöhnen blieb der Expedition-5-Crew nicht. Wartungsarbeiten wurden ausgeführt, Materialien ausgepackt und die ersten Experimente aktiviert. Eine Versuchsserie zur Proteinkristallisation begann am 9. Juni (PCG-STES), das Wachstum der Sojapflanzen in ADVASC am 11. Juni und die Versuche mit Leberzellen am 18. Juni (StelSys). Dazu wurden die Zellen nach dem Auftauen in eine Nährlösung gegeben und in einem Inkubator platziert. Dieser befindet sich im Biotechnology Specimen Temperatur Controller (BSTC). Hier begannen die Kulturen, sich bei kontrollierter Temperatur zu vermehren. Nach 2 Stunden wurden die Proben entnommen, konserviert, fotografiert und in einem Gefrierschrank deponiert. Nach der Reinigung der Wachstumskammer mit Kohlendioxid wurde die nächste Probe vorbereitet. Bei jeder neuen Probe wurde das Wachstum über einen längeren Zeitraum zugelassen (6, 24 und 48 Stunden). Nach 4 Tagen war das Experiment bereits abgeschlossen.

Am 24. Juni wurde EXPRESS-Rack 2 mit dem Zeolite Crystal Growth Experiment nach dem Austausch einer Festplatte im Steuerungscomputer reaktiviert. Zeolite sind wabenförmige Kristalle, die in ihrem Inneren Flüssigkeiten oder Gase einschließen, die sie bei Erwärmung oder Drucksenkung wieder abgeben. In der Schwerelosigkeit hergestellte Zeolite sind größer und reiner als irdische. Um den Einfluss von Störungen so gering wie möglich zu halten, ist der Schmelzofen auf einer schwingungsgedämpften Plattform ARIS montiert. Die erste Versuchsserie dauerte 15 Tage. Ebenfalls zum Programm gehörten Forschungen zur Interaktion der Crewmitglieder, Lungenfunktionstests (PuFF), das tägliche Fitnesstraining der Raumfahrer mit Expandern, auf dem Ergometer oder dem Laufband sowie die Beobachtung und Dokumentation natürlicher und vom Menschen verursachter Phänomene auf der Erde (Crew Earth Observation). Beobachtungsziele waren unter anderem Vegetationszonen in Somalia, das Amazonas-Delta, Riffe und Lagunen des Tuamotu-Archipels, die Luftqualität über Italien, Andengletscher, Eisberge im St.-Lawrence-Strom sowie Großfeuer in Arizona und Colorado (Bild rechts).

Am 25. Juni wurde das mit Abfall beladene, unbemannte Transportraumschiff PROGRESS-M1 8 von der Station abgekoppelt. Einen Tag später startete mit PROGRESS-M 46 der nächste Frachter und koppelte am 29. Juni am Heck der Station an. Mit ihm wurden 2,3 Tonnen Fracht geliefert. Davon sind 825 kg Treibstoff, 50 kg Sauerstoff und 1455 kg Versorgungsgüter, Ausrüstungsgegenstände und Experimentiermaterial.

Ein weiterer wichtiger Programmpunkt war ein kompletter Funktionstest des Manipulatorsystems und der mobilen Basis. Der Manipulator wurde dazu nacheinander an alle vier Versorgungspunkte der mobilen Plattform angekoppelt und ein Testprogramm absolviert. Außerdem probten Korsun und Whitson mehrfach den Bewegungsablauf für die Montage des zweiten Elementes der Hauptgitterstruktur, dass im Oktober mit dem Shuttle Atlantis auf der Station eintraf.

Reparaturarbeiten betrafen den Datenrekorder MCOR (Elektronik gewechselt), einen Rauchsensor in DESTINY (ausgetauscht) eine Batterieladeeinheit im Ausstiegmodul QUEST (ausgetauscht) und das Kohlendioxidabsorbersystem im US-Labormodul. Hier wurde zunächst ein Absorberbett gewechselt. Als dies nicht den gewünschten Erfolg brachte, machte man sich auf die Suche nach einem Leck in den Zuleitungen. Peggy Whitson konnte es am 16. September aufspüren und abdichten. Der Defekt in einem der beiden Absorber in DESTINY war bereits kurz nach dem Start des Labormoduls im Februar 2001 festgestellt worden. Ein baugleiches Zweitgerät und ein Absorber im russischen Servicemodul sorgten aber dafür, dass die Kohlendioxidkonzentration immer im normalen Bereich blieb. Nicht erfolgreich dagegen war ein Versuch, die automatische Einheit beim Sauerstoffgenerator ELEKTRON im Servicemodul SWESDA zu reaktivieren. So baute man erneut die manuell zu steuernde Einheit ein. Neben dem Betreuen der Experimente, den Reparaturen und zwei Stunden Sport täglich wurden von den Raumfahrern auch reguläre Wartungsarbeiten ausgeführt. Dazu gehörten das Aufladen von Batterien (Messgeräte, Raumanzüge) und der Austausch einer Energieverteilereinheit im Labormodul. Außerdem wurden mehrfach Notfallübungen durchgeführt. Dabei wurde sowohl das Verhalten bei medizinischen Notfällen als auch bei technischen Problemen bis hin zum Brand oder zur Dekompression trainiert. Erstmals wurden auch Ultraschallbilder des Körpers von Peggy Whitson zu diagnostischen Zwecken an ein Ärzteteam auf der Erde übermittelt.

In Vorbereitung auf die beiden Ausstiege wurden regelmäßig Lungenfunktionstests vorgenommen. Bei Außenbordmanövern atmen die Raumfahrer ein verändertes Luftgemisch bei vermindertem Druck (russische Raumanzüge: ca. 390 hPa, amerikanische Raumanzüge: ca. 300 hPa). Ob dabei bleibende Schäden auftreten, ist bisher nicht bekannt. Deshalb werden Lungenfunktionstests jetzt auch bei Langzeitaufenthalten in der Schwerelosigkeit durchgeführt, insbesondere kurz vor und nach Außenbordaktivitäten. Den ersten Ausstieg absolvierten Korsun und Whitson am 16. August (4:25 h). Dabei installierten sie 6 Schutzschilde gegen Triebwerksabgase und Staubpartikel am Modul SWESDA. Am 26. August arbeiteten Korsun und Treschtschow für 5 Stunden und 21 Minuten im All. Dabei tauschten sie einen Teil eines japanischen Materialexperimentes aus (HPAC/SEED), installierten ein weiteres russisches Materialexperiment (PLATAN), befestigten mehrere Halterungen und montierten zwei weitere Antennen für ein Amateurfunksystem. Beide Ausstiege wurden vom russischen Kopplungsmodul PIRS aus durchgeführt.

Am 24. September koppelte das unbemannte Transportraumschiff PROGRESS-M 46 vom Heck der Station ab und verglühte wenig später in dichten Schichten der Erdatmosphäre. Zuvor war es mehrfach dafür benutzt worden, die Bahn der Station um insgesamt etwa 10 Kilometer anzuheben. Einen Tag später startete der nächste Frachter, PROGRESS-M1 9, und dockte am 29. September automatisch an. Mit ihm kamen 2,6 t Treibstoff, Lebensmittel, Ausrüstungsgegenstände und Experimente zur Station. Am 2. Oktober wurde wegen des Wirbelsturmes Lili nicht nur der Start der Raumfähre ATLANTIS verschoben, sondern auch das Kontrollzentrum in Houston für knapp 2 Tage abgeschaltet. Die wichtigsten Operationen der NASA wurden während dieser Zeit von einem "Backup"-Kontollzentrum bei Moskau aus geleitet. Sicherheitshalber wurden aber die großen Solarzellenpaneele der Station in einer feste Position verankert. Dadurch konnte nicht mehr die volle Energiemenge zur Verfügung gestellt werden, weshalb mehrere Geräte abgeschaltet wurden. Nach erfolgreicher Reaktivierung startete die ATLANTIS am 7. Oktober zur Station. Mit ihr kamen Versorgungsgüter, Experimentiermaterialien und Ausrüstungsgegenstände. Außerdem wurde am 10. Oktober das zweite Element der zentralen Gitterstruktur an der Station montiert. Während dreier Ausstiege wurden Energie-, Daten- und Kühlmittelleitungen installiert, eine zusätzliche Antenne montiert und ein Handkarren einsatzbereit gemacht. Außerdem wurde das Laufbandergometer im Modul SWESDA repariert. Die ATLANTIS koppelte am 17. Oktober von der ISS ab und kehrte zur Erde zurück. Anschließend wurden weitere materialwissenschaftliche und medizinische Experimente durchgeführt. Sie betrafen das Wachstum von Zeolitkristallen, Untersuchungen zur Entstehung und Verteilung von Hohlräumen beim Erstarren verschiedener, transparenter Materialien sowie Lungenfunktionstests und psychologische Forschungen. Außerdem wurden interessante Phänomene auf der Erde beabachtet und fotografiert.

Am 1. November koppelte das zwei Tage zuvor gestartete Raumschiff SOJUS-TMA 1 am Modul PIRS mit der Station. Während des fast neuntägigen gemeinsamen Fluges, standen vor allem wissenschaftliche Experimente auf dem Programm. So wurden Untersuchungen zur Lärmbelastung innerhalb der Station, zum Wasser-Salz-Haushalt des menschlichen Körpers und dessen hormoneller Steuerung, zu optischen Phänomenen in Atmosphäre, zur Erarbeitung von Sicherheitskonzepten, zur Vorhersage von Katastrophen auf der Erde, zur Kartografierung biologisch produktiver Gebiete der Weltmeere, zu Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Aktivität eines Vitamins, zu funktionalen Veränderungen im Energiestoffwechsel des Menschen, zu Auswirkungen schwerer Teilchenstrahlung auf lebendes Gewebe, zum Einfluss des Weltraumes auf Beweglichkeit und Erbsubstanz von Bakterien, zum Wachstum von Proteinkristallen, zu Veränderungen im Herzgefäßsystem des Menschen in der Schwerelosigkeit, zum Zusammenspiel von optischen und Bewegungsreizen auf die räumliche Orientierung des Menschen, zu Veränderungen in der Nervenaktivität, zur Häufigkeit der Reaktivierung latenter Viren, zu Effekten von Raumflügen auf den Schlaf, zu Bewegungen innerhalb von temperaturkonstanten Mischungen aus zwei bzw. drei verschiedenen Stoffkomponenten, zur Selbstorganisation von Nanostrukturen aus Zeolitkristallen, zur Verbindung und Bewegung von Nanopartikeln und zum Ablauf von Verbrennungsprozessen. Ausführlichere Beschreibungen finden sich im Bericht zur Mission SOJUS-TMA 1. Schließlich wurde ein ARIS-Vibrationsdämpfungssystem in Express-Rack 3 installiert.

Bis zur Ankunft der ENDEAVOUR am 26. November wurde mit dem Stationsmanipulator das Andocken des dritten Gitterstrukturelements P1 trainiert, Vorbereitungen für die Außenbordarbeiten zweier Shuttle-Astronauten getroffen, Wartungsarbeiten ausgeführt und Materialien für den Rücktransport zur Erde vorbereitet.

Atlantis (STS 112 / S1)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	07.10.2002 (19.46 WZ)	18.10.2002 (15.44 WZ)	Jeffrey Ashby (3) Pamela Melroy (2) David Wolf (3) Sandra Magnus Piers Sellers Fjodor Jurtschichin	10:19:58 d

Der erste Flug nach den Reparaturen der Mikrorisse in einer Schutzschicht für Treibstoffleitungen der Haupttriebwerke hatte die Internationale Raumstation als Ziel. Mit S1 (Starboard One) wurde der Aufbau der Gitterstruktur der Station fortgesetzt. Außerdem wurden Lebensmittel, Experimente und Wartungsmaterialien transportiert.

Nach dem Ankoppeln am 9. Oktober (15.17 WZ) wurden Vorbereitungen für das Umsetzen des Gitterstrukturelements S1 (Steuerbordsegment 1) getroffen. Dieses wurde am folgenden Tag mit Hilfe des Shuttle-Manipulators aus der Ladebucht gehoben. Hier verblieb es mehrere Stunden zur Temperaturanpassung. Danach wurde es an den Manipulator der Station übergeben und an das bereits installierte zentrale Teil S0 angekoppelt. Während eines unmittelbar darauf folgenden Ausstieges (7:01 h) installierten David Wolf und Piers Sellers Energie-, Daten- und Kühlmittelleitungen an Ober- und Unterseite von S1. Außerdem lösten sie mehrere Starthalterungen an einem der drei Radiatoren an S1. Diese Radiatoren strahlen die überschüssige Wärme aus der Station sowie von den Solarzellenflächen ins Weltall aus. Zu den Arbeiten im Weltraum gehörte auch das Ausklappen, Sichern und Anschließen einer zusätzlichen S-Band-Antenne, das Lösen von Starthalterungen von einem kleinen Transportkarren (CETA - Crew and Equipment Translation Aid), mit dem Raumfahrer sowohl Material als auch sich selbst leichter transportieren können sowie die Installation einer Videokamera. Beim zweiten Ausstieg am 12. Oktober (6:04 h) wurden weitere Verbindungsleitungen verlegt. Außerdem wurden 22 Sicherheitseinrichtungen montiert, welche das schnelle Lösen von Verbindungsleitungen garantieren sollen (SPD - Spool Positioning Device). Sie wirken dem Aufbau eines Überdruckes in den Verbindungsstücken entgegen. Die Kühlmittelleitungen müssen während der Erweiterung der Station desöfteren erweitert werden. Deshalb sind zuverlässig funktionierende Verbindungsstücke sehr wichtig. Wolf und Sellers installierten zudem eine weitere Videokamera (auf DESTINY) und erneuerten ein Führungssystem für die Versorgungsleitungen am Mobilen Transporter (MT). Mit dem dritten Außenbordeinsatz (6:36 h) wurden die Montagearbeiten am 14. Oktober abgeschlossen. Wolf und Sellers lösten weitere Halterungen an den Radiatoren, so dass einer von ihnen anschließend ausgefahren werden konnte, verbanden weitere Versorgungsleitungen miteinander, demontierten überflüssig gewordene Halterungen und Klammern, die während des Starts in der Nutzlastbucht der ATLANTIS notwendig gewesen waren und machten CETA 1 einsatzbereit.

Zwischen den Ausstiegen wurden etwa 820 kg Versorgungsgüter, Wasser und Experimente, darunter einem Minigewächshaus für Arabidobsis-Pflanzen, in die Station und etwa ebenso viel Experimentiermaterial und Abfall in den Shuttle transportiert. Zu den abgeschlossenen Experimenten gehörten Leberzellkulturen (STELSYS), Proteinkristallproben (PCG-STES), eine Pflanzenwachstumskammer (Advanced Astroculture), mehrere Pflanzenprobenbehälter (Sojabohnen), Zeolitkristallproben, ein System zur Einkapselung von Medikamenten in mikroskopisch kleine Kügelchen (MEPS) und Datenträger. Außerdem wurden Sauerstoff-, Stickstoff- und Wassertanks im Ausstiegsmodul QUEST aufgefüllt. Mit den Triebwerken der ATLANTIS wurde die Bahn des Orbitalkomplexes um knapp 10 Kilometer angehoben. Wichtig war auch der Austausch des Schwingungsdämpfungssystems am Laufband der Station. Mit der Dämpfung soll erreicht werden, dass Experimente, deren Ablauf stark von einer guten Mikrogravitation abhängt, bessere Ergebnisse liefern. Die Bewegungen der Raumfahrer in der Station verursachen kurzzeitig auftretende Kräfte und damit Störungen in der Mikrogravitation.

Nach dem Abkoppeln am 16. Oktober wurde die Station teilweise umflogen. Dabei wurden hochauflösende Aufnahmen gemacht, um die Erweiterungen genau zu dokumentieren. Zusätzlich zu einigen Routineuntersuchungen kam sowohl vor als auch nach dem gemeinsamen Flug von Raumfähre und Station der Messkomplex SHIMMER (Spatial Heterodyne Imager for Mesospheric Ralicals) zum Einsatz. SHIMMER besteht im wesentlichen aus einer UV-Sensor-Kamera, mit dem sich die Konzentration von Hydroxylmolekülen in der oberen Atmosphäre (40 - 90 km) ermitteln lässt. Aus der Hydroxylkonzentration lassen sich Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Ozonschicht ziehen. Außerdem wurde eine kommerziell nutzbare Anlage zur kontrollierten Haltung biologischer Kulturen an Bord der Station, in diesem Falle von Hefe und Nierenzellen, verwendet (CGBA - Commercial Generic Bioprocessing Apparatus). Die fertigen Proben wurden gleich wieder mit zur Erde genommen. Die Landung der ATLANTIS am Cape Canaveral erfolgte am 17. Oktober um 15.44 WZ.

Starboard One Truss (S 1) / Crew and Equipment Translation Aid 1 (CETA 1)

Starboard One Truss (S 1) ist ein in Flugrichtung steuerbord angebrachtes Segment der zukünftig über 100 Meter langen Gitterstruktur der Internationalen Raumstation. Dabei handelt es sich um eine im Querschnitt trapezförmige, starre Leichtmetallstruktur mit zusätzlichen Querstreben, die direkt an das zentrale Gittersegment S 0 angekoppelt ist. Das Gitterelement ist etwa 14 Meter lang, 4,57 Meter breit und hat eine Masse von 13,6 Tonnen. Es verfügt außerdem über ein System zum automatischen Anschluss an Versorgungsleitungen (Energie, Daten, Kühlmittel), einen Kühlmitteltank, einen Stickstofftank, drei Radiatoren (ca. 22 m) zur Abstrahlung überschüssiger Wärme (vor allem aus den Energiesystemen) nebst der zugehörigen Drehmechanik und Steuerelektronik (alles Teile des aktiven Temperatur-Steuerungssystems), Stromkonverter und -verteiler, ein S-Band-Kommunikationssystem einschließlich Antenne, zwei Videoanschluss-Stationen, passive (2) und aktive (1) Segmentverbindungsanlagen sowie einen Transportkarren (CETA 1 - Bild rechts).

CETA ist eine mobile Kleinplattform, die auf den Schienen der Gitterstruktur bewegt werden kann. Sie besteht aus einer Aluminiumplatte mit daran befestigten Halterungen für Nutzlasten, mit Führungsrädern, Feststelleinrichtungen, Stoßabsorbern und verschiedenen Behältern. Sie hat eine Masse von 283 kg, ist 2,50 m lang, 2,36 m breit und 0,89 m hoch. Mit eingeklappten Auslegern kann CETA von einer Seite des Mobilen Transporter auf die andere bewegt werden. Beide Systeme verwenden das gleiche Schienensystem.

Sojus TMA 1

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	30.10.2002 (03:11 WZ)	10.11.2002 (00:04 WZ)	Sergej Zaljotin (2) Frank De Winne Juri Lontschakow (2)	10:20:53 d

Während der russisch-europäischen Mission wurde eine Vielzahl von Experimenten an Bord der Internationalen Raumstation durchgeführt. Außerdem diente das Raumschiff als neue Rettungskapsel für die Stammbesatzung der Station.

Bei ACOUSTOKA-M wurde die Lärmbelastung innerhalb der Station untersucht. Ziel der Messungen ist die Verbesserung der Kommunikation zwischen den Raumfahrern und dem Bodenpersonal. DIUREZ untersuchte den Wasser-Salz-Haushalt und dessen hormonelle Steuerung in der Schwerelosigkeit. Dazu wurden Blut- und Urinproben genommen, die auf der Erde genauer untersucht wurden. Untersuchungsgegenstand von BIOTEST waren optische Phänomene in Atmosphäre und Ionosphäre, die durch Gewitter oder seismische Aktivitäten hervorgerufen werden (Nachtglühen). Weitere Lichteffekte (Sprites und Elves) wurden im Rahmen von LSO-B (Bild rechts) untersucht.

Bei BIODEGRADATION wurden Sicherheitskonzepte erarbeitet, die Schäden an strukturell wichtigen Teilen im Inneren der Raumstation durch die Besiedlung mit Mikroorganismen vorbeugen sollen. An schwer erreichbaren Stellen können sich Pilze und Bakterienkulturen entwickeln, die zu einer "biologischen Korrosion" führen. Im Rahmen des Experimentes URAGAN wurden optische Systeme erprobt, die in Zukunft bei der Vorhersage von Katastrophen auf der Erde Anwendung finden sollen. Dies können sowohl Naturkatastrophen als auch Industrieunfälle oder Großbrände sein. DIATOMEIJA hatte die Kartografierung biologisch produktiver Gebiete der Weltmeere zum Gegenstand. Nachdem bei vorangegangenen Missionen bereits viele derartige Zonen identifiziert wurden, untersuchte man nun deren Stabilität und Entwicklung.

VITAMIN D bezeichnet ein Experiment, bei dem die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Aktivität des Vitamins D3 in Osteoblasten (Knochen aufbauende Zellen) von Mäusen sowie eventuelle Genveränderungen untersucht wurden. Funktionale Veränderungen im GTP (Guanosin Tri-Phosphat) der so genannten Rho-Familie wurden bei RHOSIGNAL erforscht. GTP ist ein Energie speicherndes Molekül und der zentrale molekulare Schalter des intrazellularen Signalweges in menschlichen Fibroblasten (Bindegewebszellen). Schwere Teilchenstrahlung hat teilweise starke Auswirkungen auf die Funktion und Entwicklung von lebendem Gewebe. Sie kann die Alterung beschleunigen oder zu Mutationen führen. Die Erarbeitung von Schutzrichtlinien dagegen hatte das Experiment RAMIROS zum Ziel.

MESSAGE untersuchte den Einfluss des Weltraumes auf Beweglichkeit und Erbsubstanz von Bakterien. Neben auftretenden Mutationen waren hier auch die Mechanismen der DNA-Reparatur, DNA-Umordnung und des Gentransfers von Interesse. In 4 Probenbehältern wurden 12 Kapillaren, 12 Phiolen und 8 Petrischalen mit Bakterienkulturen (Ralstonia Metallidurans CH 34) mitgeführt. Bei GCF-B wurde das Wachstum von Proteinkristallen aus einer Proteinlösung erforscht. Auch PROMISS hatte Kristallwachstum zum Gegenstand (Bild links). In der Microgravity Science Glovebox im DESTINY-Modul wurde die Kristallisation unter einem holografischen Mikroskop bei insgesamt 138 Proben unter verschiedenen Wachstumsbedingungen beobachtet und gefilmt.

Zu den medizinischen Untersuchungen gehörten CARDIOCOG und NEUROCOG. Bei CARDIOCOG wurden Veränderungen im Herzgefäßsystem des Menschen in der Schwerelosigkeit unter die Lupe genommen. Die vegetative Regulierung des Arteriendrucks und die Herzfrequenz standen hier im Mittelpunkt. Mit NEUROCOG erforschte man das Zusammenspiel von optischen und Bewegungsreizen auf die räumliche Orientierung des Menschen. Hierbei wurden die Augenbewegungen und das EEG des Probanden aufgezeichnet und ausgewertet (Bild rechts).

Bei SYMPATHO wurden Veränderungen in der Aktivität des Symphaticus und Auswirkungen auf die Blutzusammensetzung untersucht. Im Rahmen des Experimentes VIRUS gewann man Aussagen zur Häufigkeit der Reaktivierung latenter Viren im menschlichen Körper während eines Raumfluges. Mit SLEEP wurden Effekte von Raumflügen auf den Schlaf erforscht.

Bewegungen innerhalb von temperaturkonstanten Mischungen aus zwei bzw. drei verschiedenen Stoffkomponenten wurden bei DCCO untersucht. Das Experiment wurde in der Handschuhbox im Labormodul DESTINY durchgeführt. Ebenfalls dort wurden Versuche zur Selbstorganisation von Nanostrukturen aus Zeolitkristallen (ZEOGRID) und zur Verbindung und Bewegung von Nanopartikeln (ZSM-5 und Silicalite-1; Experiment NANOSLAB) unternommen. Mit COSMIC wurden Untersuchungen an Mikrostrukturformationen (Keramiken) aus Titan-Aluminium-Bor-Pulver während einer sich selbst ausbreitenden Hochtemperaturverbrennung in 6 Minireaktoren vorgenommen (Bild links).

Zusätzlich wurden einige kleine Videofilme gedreht, bei denen Frank DeWinne physikalische Phänomene in der Schwerelosigkeit demonstrierte. Dazu wurden verschiedene Spielzeuge verwendet. Gleichzeitig beantworteten die Raumfahrer über ein Amateurfunksystem die Fragen von belgischen Schülern.

Die Besatzung kehrte mit dem Raumschiff Sojus-TM 34 zur Erde zurück.

Endeavour (STS 113 / ISS 6 / P1)

	Start	Landung	Besatzung	Flugdauer
	24.11.2002 (0:50 WZ)	07.12.2002 (19:37 WZ)	James Wetherbee (6) Paul Lockhart (2) Michael Lopez-Alegria (3) John Herrington	13:18:47 d
	24.11.2002 (0.50 WZ)	04.05.2003 (02.07 WZ)	Kenneth Bowersox (5) Nikolai Budarin (3) Don Pettit	161:01:17 d

STS 113

Hauptaufgaben der Mission waren der Wechsel der Stammbesatzung auf der Internationalen Raumstation, der Transport von Lebensmitteln, Ausrüstungen und Experimenten zur Station und zurück sowie die Montage des ersten Backbord-Gittersegmentes P1. Dafür waren drei Außenbordeinsätze geplant. Die 5. Stammbesatzung der ISS kehrte nach sechsmonatigem Flug zur Erde zurück.

Dem Start folgten Vorbereitungen zur Kopplng mit der Internationalen Raumstation. Dazu gehören Triebwerkstests und das Ausfahren des Kopplungsringes, genau so wie die Installation einer Kamera im Zentrum des Kopplungsaggregats, mit der Kommandant und Pilot anhand bestimmter Zielmarkierungen Lage und Entfernung zur Raumstation in der Endphase des Rendezvous besser einschätzen können. Zu den verwendeten Hilfsmitteln zählt dann auch ein Laserentfernungsmesser. Die Kopplung erfolgte am 26. November, 21.59 WZ. Nach dem Öffnen der Luken und einem kurzen Sicherheits-Briefing wurden die Schalensitze und Raumanzüge der Stammbesatzungen ausgetauscht. Danach begann der Transport von Nahrungsmitteln, Wasser, Ausrüstungsgegenständen und Experimenten in die Station. Dazu gehörten auch neue Versuche zur Untersuchung magnetisch steuerbarer Flüssigkeiten (magnetorheologische Flüssigkeiten), zur Interaktion von kleinen und großen Partikeln in Stoffgemischen sowie zur Belastbarkeit und Muskelaktivität im unteren Bereich des menschlichen Körpers (Becken und untere Extremitäten). Ausgetauscht wurden Proben mit Protein- und Zeolitkristallen (Protein Crystal Growth / Zeolite Crystal Growth). Zur Erde zurück transportiert wurden Pflanzenproben (Arabidopsis thaliana), Proteinkristalle (PCG-STES 07), Mikrokapseln mit Medikamenteneinschlüssen (MEPS), Halbleiterkristalle (SUBSA), ein defekter Gefrierschrank (ARCTIC 2) und ein ebenfalls defekter Energieverteiler und -wandler aus der Microgarvity Glovebox. Diese kann bis zum Eintreffen der Ersatzteile nicht genutzt werden.

Am 27. November wurde das Gittersegment P1 mit Hilfe des Manipulators des Shuttle aus der Ladebucht gehoben und etwa 10 Stunden zur Temperaturanpassung so belassen. Danach übernahmen Bowersox und Whitson an der Steuerung des Stationsmanipulators die Nutzlast und manövrierten sie geschickt an die vorgesehene Position, wo die Kopplung mit dem bereits installierten Zentralteil S0 vollzogen wurde. Danach stiegen Lopez-Allegria und Herrington zum ersten Mal während dieser Mission aus der Station (6:45 h) und verbanden wichtige Energie-, Daten und Kühlmittelleitungen zwischen S0 und P1. Außerdem wurden 24 Startsicherungen am Handkarren CETA 2 gelöst, mehrere Sicherungseinrichtungen (SPD - Spool Positioning Devices) an Verbindungsstücken angebracht, eine Video-Sende-Empfangsanlage auf UNITY installiert sowie Haltestangen demontiert und gesichert. Letztere stützten die Befestigungsstäbe, mit denen P1 in der Ladebucht der ENDEAVOUR verbunden war. Die drahtlos arbeitende Video-Sende-Empfangsanlage (WETA - Wireless video system External Transceiver Assembly) soll in Zukunft Bilder der Helmkameras von Astronauten während ihrer Außenbordarbeiten in die Station übertragen. Die SPDs schließlich umfassen die Verbindungsstücke und halten die Versorgungsleitungen in einer Position, in denen sich der Schnellverschluss der Schlauchverbindungen mit hoher Wahrscheinlichkeit problemlos öffnen lässt. Dies ist wichtig, da in den kommenden Monaten die Konfiguration des Kühlsystem wegen der mehrfachen Erweiterung der Gitterstruktur häufig geändert werden muss.

Beim zweiten Ausstieg am 29. November (6:10 h) installierten Lopez-Allegria und Herrington neben Sicherungseinrichtungen auch Schalter für die Kühlmittelleitungen, demontierten die Kielbefestigungen von P1, mit denen das Gitterelement in der Ladebucht des Shuttle verankert war, befestigten diese an einer Strebe von P1, montierten eine zweite drahtlose Sende-Empfangsanlage (direkt auf P1), testeten die Segmentverbindungseinrichtungen am Ende von P1 und den zweiten Transportkarren CETA 2. Letzteren transportierten sie anschließend zu S1, damit die Backbordseite des Schienensystems für den Mobilen Transporter frei ist. Am 1. Dezember sollte der Mobile Transporter vom Arbeitsplatz 4 auf S0 zum Arbeitsplatz 7 auf P1 fahren. Ein Versorgungskabel verfing sich allerdings in der noch nicht ausgefahrenen UHF-Antenne. Diese wurde deshalb noch am gleichen Tage beim dritten Ausstieg (7:00 h) installiert, womit das Problem zunächst behoben war. Man entschied sich aber dennoch dafür, den Stationsmanipulator nicht auf den Mobilen Transporter zu verlegen, sondern auf einem Ankerpunkt des Labormoduls DESTINY zu belassen. Die weiteren Außenbordarbeiten betrafen die Installation weiterer Kopplungssicherungen (SPD), die Rekonfiguration von 4 Elektrokabeln in einem Energieverteilungsknoten von S0 und den Anschluss von Kühlmittel- und Stickstofftank auf P1 an das stationsweite Wärmeaustauschsystem. Auch hier wurden Sicherungseinrichtungen eingefügt. Alle drei Ausstiege wurden vom Modul QUEST aus durchgeführt. Zur Vorbereitung atmeten die beiden Raumfahrer etwa 2 Stunden lang reinen Sauerstoff unter vermindertem Druck. In den ersten Minuten dieser Prozedur trainierten sie jeweils etwa 10 Minuten auf dem Fahrradergometer des Shuttle. Durch diese Vorgehensweise wird die Vorbereitungszeit auf einen Ausstieg stark verkürzt.

Wie immer wurden im Verlaufe der Mission die Stickstoff- und Sauerstofftanks des Ausstiegsmoduls QUEST nachgefüllt und die Bahn der Station mit den Triebwerken des Shuttle in drei Zyklen um etwa 10 Kilometer angehoben. Außerdem wurden mehr als 1000 kg Material in die Station und etwa 350 kg in den Shuttle transportiert. Nach mehreren Versuchen gelang es auch, den Kohlendioxidabsorber im Labormodul DESTINY zu reparieren. Dazu mussten zwei Ventile gewechselt, Verunreinigungen beseitigt und eine undichte Leitung geflickt werden.

Nach Abschluss der wichtigsten Aufgaben löste sich die ENDEAVOUR am 2. Dezember, 20.05 WZ, von der Station und umflog sie teilweise. Dabei wurden Aufnahmen von der gegenwärtigen Konfiguration gemacht. Wenige Stunden später wurden zwei kleine Satelliten gestartet. PICOSAT besteht aus zwei Kästen, die mit einem Kabel verbunden sind. Die Kleinstsatelliten wiegen jeweils nur etwa 1 kg und sind 10cm x 10 cm x 13 cm groß. Sie verfügen über eine eigene Energieversorgung sowie über Kommunikationsanlagen. Ziel dieser dritten Mission des Systems war es, die Möglichkeit des Starts vom Shuttle aus zu zeigen und die Machbarkeit von Experimenten aus dem Bereich der Mikroelektromechanik und Nanotechnologie zu untersuchen. Zu den Routine-Experimenten an Bord der ENDEAVOUR gehörte diesmal auch die Erprobung von Promethazin als Medikament gegen die bekannte Raumfahrerkrankheit. Sie entsteht durch ungewohnte Reizungen im Gleichgewichtsorgan des Innenohres und entsteht durch ungewöhnliche Bewegungen. Auf der Erde hat sich das Medikament gegen die ähnliche Seekrankheit bereits bewährt. In der Schwerelosigkeit wirken Medikamente jedoch oft anders. Mit dem Experiment (DSO 490B) möchte man Effizienz, Nebenwirkungen, günstige Dosis und die geeignete Medikamnetenaufnahme erproben.

Die ENDEAVOUR landete aufgrund schlechter Wetterverhältnisse am vorgesehenen Landeort drei Tage später als ursprünglich geplant, am 7. Dezember, 19.37 Uhr am Cape Canaveral in Florida.

Portside One Truss (P 1) / Crew and Equipment Translation Aid 2 (CETA 2)

Portside One Truss (P 1) ist ein in Flugrichtung backbord angebrachtes Segment der zukünftig über 100 Meter langen Gitterstruktur der Internationalen Raumstation. Dabei handelt es sich um eine im Querschnitt trapezförmige, starre Leichtmetallstruktur mit zusätzlichen Querstreben, die direkt an das zentrale Gittersegment S 0 angekoppelt ist. Das Gitterelement ist etwa 14 Meter lang, 4,57 Meter breit und hat eine Masse von 12,5 Tonnen. Es verfügt außerdem über ein System zum automatischen Anschluss an Versorgungsleitungen (Energie, Daten, Kühlmittel), einen Kühlmitteltank, einen Stickstofftank, drei Radiatoren (ca. 22 m) zur Abstrahlung überschüssiger Wärme (vor allem aus den Energiesystemen) nebst der zugehörigen Drehmechanik und Steuerelektronik (alles Teile des aktiven Temperatur-Steuerungssystems), Stromkonverter und -verteiler, ein UHF-Kommunikationssystem einschließlich Antenne, zwei Videoanschluss-Stationen, passive (2) und aktive (1) Segmentverbindungsanlagen sowie einen Transportkarren (CETA 2).

CETA ist eine mobile Kleinplattform, die auf den Schienen der Gitterstruktur bewegt werden kann. Sie besteht aus einer Aluminiumplatte mit daran befestigten Halterungen für Nutzlasten, mit Führungsrädern, Feststelleinrichtungen, Stoßabsorbern und verschiedenen Behältern. Sie hat eine Masse von 283 kg, ist 2,50 m lang, 2,36 m breit und mit ausgeklappten Trägern 0,89 m hoch.

ISS 6

Das Arbeitsprogramm der sechsten Stammbesatzung umfasst 19 neue oder fortlaufende Experimente der NASA sowie eine Vielzahl von Untersuchungen unter russischer Regie, woran aber auch europäische und japanische Forschungsinstitute oder Firmen beteiligt sind. Insgesamt sind 47 Experimente geplant, die meisten davon wurden bereits bei vergangenen Missionen begonnen.

Neu auf der ISS ist Investigating the Structure of Paramagnetic Aggregates from Colloidal Emulsions (InSPACE). Hierbei werden erstmals Daten über das Verhalten magnetischer Partikel in magnetorheologischen Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit gesammelt. Derartige Flüssigkeiten sind vollkommen neu. Sie erlauben durch das Anlegen äußerer Magnetfelder geräuschlose und nahezu verzögerungsfreie Bewegungen in mechanischen Systemen. Welche Auswirkungen schnell wechselnde Magnetfelder auf die Verteilung der magnetischen Partikel haben, ist Hauptgegenstand der Untersuchungen. Magnetisch steuerbare Flüssigkeiten könnten in Zukunft bei Brems-, Kupplungs- und Dämpfungssystemen oder in der Robotik angewendet werden. Das zweite neue Experiment untersucht die Vergröberung von Partikeln in verschiedenen Materialien, die allgemein als Materialermüdung bekannt ist. Sind in einer Verbindung Partikel unterschiedlicher Größen vorhanden, so geben die kleineren Partikel Atome an die größeren ab. Dadurch verringert sich die Festigkeit des Materials. Dies ist beispielsweise bei Turbinenschaufeln so. Aber auch aus dem Alltag sind solche Effekte bekannt, so bei der Kondensation von Tröpfchen aus Wasserdampf in der Atmosphäte (Wolkenbildung). Beim Experiment Coarsening in Solid-Liquid-Mixtures 2 (CSLM 2) wird die Kinetik wachsender Zink-Partikel in einer Blei-Zink-Matrix unter Mikrogravitation untersucht. Beide Experimente werden in der Microgravity Science Glovebox durchgeführt und können daher erst nach deren Reparatur aktiviert werden.

Kenneth Bowersox wird während der gesamten Mission am Experiment Foot/Ground Reaction Forces During Space Flight (FOOT) teilnehmen. Dabei werden Veränderungen an Knochen und Muskeln im unteren Bereich des Körpers und an den Beinen gemessen. Dazu trägt der Astronaut tagsüber eine spezielle Hose (LEPS - Lower Extremity Monitoring Suit), in der 20 sorgfältig platzierte Sensoren untergebracht sind sowie eine Sensorbinde an einem Oberarm. Mit den Sensoren werden die elektrische Muskelaktivität, Beugungswinkel an Hüft-, Knie- und Fußgelenken sowie die Andruckkraft der Füße gemessen und über in den Anzug eingearbeitete Leitungen zu einem Speicher übertragen (max. 14 Stunden). Mit der zusätzlichen Armbinde werden Vergleiche in der Belastung von Armen und Beinen ermöglicht. Außerdem werden Messungen zur Stärke von Knochen und Muskeln vor und nach dem Raumflug auf der Erde vorgenommen.

Bei PCG-STES (Protein Crystal Growth - Single Thermal Enclosure System) wird der Probenbehälter 10 zum Einsatz kommen. Er enthält 81 verschiedene Kammern, in denen individuelle Experimente mit verschiedenen Proteinen ablaufen. Endprodukt der etwa viermonatigen Kristallisationsphase sind extrem große, reine und fehlerarme Kristalle, die sich besonders gut zur Analyse mittels Neutronenbeugung eignen. Diesmal gehören Albumin, Apoferritin, Ferritin, Glucose Isomerase, Glucocerebrosidase und Cytochrome P450 zu den verwendeten Substanzen. Ein neuer Probenbehälter kommt auch beim Zeolite Crystal Growth Experiment (ZCG) zum Einsatz. Von besonderem Interesse ist für die Forscher die Eignung der wabenartigen Hohlkristalle zur Speicherung von Wasserstoff, einem Energieträger der Zukunft.

Eine ganze Reihe interessanter Untersuchungen werden auch von der sechsten ISS-Crew weiter geführt. Beim Experiment Rastenija 2 werden Salatpflanzen im LADA-Gewächshaus gezogen. Salat könnte ein wichtiger Vitaminlieferant im Weltraum sein. Von Interesse ist auch hier der Einfluss der Schwerelosigkeit auf Wachstum und Entwicklung der Pflanzen. Untersucht werden aber auch die Funktionalität des Gewächshauses, die Widerstandfähigkeit und die Anpassung an die außergewöhnlichen Bedingungen im Weltraum (Mikrogravitation, Strahlung) und die Ethylenkonzentration im russischen Segment der ISS. Im Rahmen des Experimentes Biopsy wird den Raumfahrern vor und nach dem Flug Gewebe aus der Wadenmuskulatur entnommen. Dadurch lassen Muskelveränderungen durch einen längeren Aufenthalt in der Schwerelosigkeit genauer feststellen. Bei Mobility werden Tests vorgenommen, mit denen man herausfinden kann, wie ein körperliches Training während des Raumfluges gestaltet werden muss, um die Wiederanpassung an die Schwerkraft zu erleichtern. Gearbeitet wurde dabei vor allem mit dem Laufband (Treetmill). Etwa 90% aller Erwachsenen tragen den Epstein-Barr-Virus (EBV) in ihrem Körper. Normalerweise bleibt er inaktiv. In der Schwerelosigkeit reaktiviert er sich jedoch oft und kann zu Beeinträchtigungen führen. Über Blut- und Urinproben will man dem Mechanismus dieser Reaktivierung auf die Schliche kommen. Biorisk und Biodegradatsija haben den Einfluss des Weltraumes auf die Lebensfähigkeit von Bakterien und Pilzen als Untersuchungsgegenstand. Zum einen lagern sich Bakterien- und Pilzkolonien an unzugänglichen Stellen an und können dort langfristig Materialschäden verursachen. Zum anderen sind sie ein natürlicher Bestandteil unserer Umwelt und oftmals unverzichtbar. Von Interesse ist für die Forscher der Einfluss der Sonnenaktivität auf Modifikationen und Mutationen sowie die Entwicklung von Resistenzen und Agressivität. Gleichzeitig soll aber auch abgeschätzt werden, inwiefern nützliche Bakterien bei einem längeren Aufenthalt im Weltraum lebensfähig bleiben. Bei Pulse wird die autonome Regulation des kardiorespiratorischen Systems bei längeren Aufenthalten in der Schwerelosigkeit erforscht. Dazu werden EKG, Sphygmogramm (Pulsfrequenz), Pneumotachogramm (Atemfrequenz), Pumpvolumen und Atemvolumen aufgezeichnet. Ein weiteres Experiment dient der Erprobung des multifunktionalen Gerätekomplexes Skorpion zur automatischen Erfassung der wichtigsten Umgebungsparameter in der Station. Dazu gehören Beschleunigungswerte, elektromagnetische Felder, Strahlungswerte und klimatische Bedingungen (Temperatur, Luftdruck, Luftzusammensetzung, Luftfeuchtigkeit). Außenbords angebracht ist das Experiment Platan. Die Apparatur soll noch mehrere Monate im Einsatz sein und langsame Eisenkerne solaren oder galaktischen Ursprungs mit Energien von 30 bis 200 MeV sowie Mikropatikel in der Umgebung der Station erfassen. Zu den fortgeführten Untersuchungen gehören die Untersuchung von Veränderungen der Lungenfunktion (PuFF - Pulmonary Functions in Flight), das Ausfüllen von Fragebögen zur Zusammenarbeit innerhalb der Crew und mit dem Bodenpersonal (Crew Interaction), die Beobachtung natürlicher und vom Menschen verursachter Phänomene auf der Erde und in der Erdatmosphäre (Crew Earth Observation, Uragan, Molnija SM, EarthKAM), die Messung der Strahlenbelastung innerhalb und außerhalb der Station (EVA Radiation Monitoring, BraDoz), die Erfassung von minimalen Beschleunigungen, die durch Bewegungen der Raumfahrer, Bahnmanöver oder Kopplungen verursacht werden (MAMS, SAMS, IZGIB), Studien zum erhöhten Nierensteinrisiko (Renal Stone) sowie zum Muskel- und Knochenverlust bei Langzeitaufenthalten im Weltraum (Bone Loss, Profilaktika), die Analyse von Triebwerksabgasen und die Dynamik von Partikeln der Triebwerksdüsen (Relaksatsija, Kromka), die Untersuchung gesundheitlich bedeutsamer Veränderungen im Mundraum (Paradont), die Überprüfung der Effizienz von Medikamenten (Farma), die Aufzeichnung von Veränderungen der Herzaktivität bei Belastung (Kardio-ODNT), die Erarbeitung von Vorhersagen für Strahlenbelastungen (Prognoz), die Dokumentation bioproduktiver Zonen der Weltmeere (Diatomeja), die Abschätzung der zu erwartenden Erosion der Außenhaut der Station (Meteoroid), die Messung der verschiedenen Bahnparameter der Station (Tenzor, Vektor T), die Bestimmung langfristiger Formveränderungen der Station (Priviazka), die Messung magnetischer Interferenzen innerhalb der Station und deren Einfluss auf laufende Experimente (Iskazhenije), die Erprobung eines kommerziellen, globalen Zeit-Systems (GTS) oder die Registrierung von Partikeleinschlägen und deren Auswirkungen auf verschiedene Testmaterialien (HPAC, SEED, MISSE).

In den ersten Wochen waren die drei Raumfahrer in erster Linie damit beschäftigt, laufende Experimente zu kontrollieren, turnusmäßige Wartungsarbeiten auszuführen und neue Materialien geordnet unterzubringen. Außerdem wurde ein weiterer Reparaturversuch am Sauerstofferzeuger ELEKTRON im Modul SWESDA unternommen. Die ersten medizinischen Untersuchungen im Rahmen der Experimente FOOT, Renal Stone, PuFF und GASMAP wurden Anfang Dezember durchgeführt. Dabei wurden Blut- und Urinproben genommen sowie Lungenvolumen und -funktion (Gasaustausch) gemessen. Im Rahmen der Erderkundung wurden u. a. Vulkane in Mexiko und Guatemala, Inselregionen (Kuba, Hawaii, Bounty Island, Mali), Korallenriffe vor Yukatan, Luftverunreinigungen durch Großstädte und Staubwolken über afrikanischen Wüstengebieten beobachtet und fotografiert. Am 17. Dezember begann die Arbeit mit dem Experiment Zeolite Crystal Growth. Außerdem wurden mit dem Stationsmanipulator mehrere Trainingseinheiten absolviert. In der Human Research Facility wurde eine Festplatte getauscht und damit auch gleich die Software auf den neuesten Stand gebracht. Außerdem wurde der Einsatz eines neuen, schnelleren Datenrekorders vorbereitet (HCOR - High-Rate Communications Outage Recorder). Wenn die Station keinen Funkkontakt zu einer Bodenstation oder zu einem Relaissatelliten hat, werden die in dieser Zeit anfallenden Daten auf diesem Rekorder zwischen gespeichert. Durch "Stoßen gegen die Wände" verursachten die Raumfahrer kurzzeitige Störungen der Mikrogravitation, deren Werte mit verschiedenen Messaparaturen erfasst wurden. Budarin arbeitete an einem Pflanzenwachstumsexperiment im LADA-Gewächshaus und an der Rekonfiguration des automatischen Radar- und Kopplungssystems KURS. Kurz vor Weihnachten wurde die Station für 3 Tage in eine Position gebracht, in der die Steuerbordseite in Flugrichtung wies. Dadurch sollte eine Abkühlung in einigen Bereichen der Station erreicht werden. Schließlich wurde auch im Weltall der Alltag durch das Weihnachtsfest und den Jahreswechsel verschönert.

Auch nach der Katastrophe mit der Columbia wurden die Arbeiten fortgesetzt. Die Versorgung war durch das unbemannte Transportraumschiff Progress-M 47 sicher gestellt, welches am 4. Februar am Swesda-Modul angekoppelt hatte. Allerdings wurde beschlossen,die nächste Stammbesatzung der Station um eine Person zu verringern, so dass im Raumschiff etwas Platz für Fracht bleibt.

Die sechste Stammbesatzung der Internationalen Raumstation landete mit dem Raumschiff SOJUS-TMA 1 am 4. Mai in der kasachischen Steppe. Aus noch ungeklärter Ursache wurde der eigentliche Landepunkt um etwa 460 Kilometer verfehlt. Die Landung fand ansonsten ohne Komplikationen statt. Möglicherweise wurden konstruktionsbedingte Veränderungen gegenüber der vorherigen Version von Sojus-Raumschiffen nicht korrekt berücksichtigt. Sojus-TMA erlaubt es, kleinere und größere Personen als bisher zu transportieren. Außerdem wurde die Computertechnik komplett modernisiert.

zuletzt aktualisiert am 26.03.2005

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