Autor: Martin Knipfer.

Die beiden Booster des Space Launch Systems (SLS) sind an den Seiten der Kernstufe befestigt und dienen dazu, mit einem hohen Schub das SLS – gemeinsam mit den Triebwerken der Kernstufe – anzutreiben. Um diesen Schub zu erzeugen, wird von den Boostern fester Treibstoff verwendet. Noch basieren diese Feststoffbooster des SLS auf den 5-Segment-Boostern, die im Zuge des Constellation-Programms für die Ares-Trägerraketen entwickelt wurden. Letztere wiederum basieren auf den Feststoffboostern (Solid Rocket Boosters, SRBs) des Space Shuttles. Doch dabei soll es nicht bleiben: Es wurden bereits Pläne für verbesserte Booster vorgestellt.

Der 5-Segment-Feststoffbooster des SLS besteht aus zwei Hauptkomponenten:

1. Motor
Der Motor des Feststoffboosters dient dazu, festen Treibstoff aufzubewahren und ihn zu verbrennen, um Schub zu erzeugen. Für diesen Zweck verfügt er über fünf Segmente, die mit festem Treibstoff gefüllt sind. Jedes dieser Segmente ist zylinderförmig, je 8,28 m lang, 3,51 m im Durchmesser und mit etwa 125 t festem Treibstoff gefüllt. Die Gehäuse dieser Segmente verfügen über dicke Stahlwände. Auf der Innenseite sind mehrere Matten Isoliermaterial angebracht, dessen Formel nun auf den giftigen Stoff Asbest verzichtet. Die Isolierung soll Hitze abhalten und so dafür sorgen, dass keine wichtige Hardware schmilzt. Der Treibstoff, mit dem die einzelnen Motorsegmente gefüllt sind, besteht zu 69,6 % aus Ammoniumperchlorat als Oxidator, zu 16 % aus atomarem Aluminium (Treibstoff), zu 12,04 % aus dem Polymer HTPB (Bindemittel), zu 0,4 % aus Eisenoxid (Katalysator) und zu 1,96 % aus Epoxid- Härtungsmittel. Im oberen Segment hat er in der Mitte eine Lücke in Form eines zwölfzackigen Sterns, in den vier unteren eine in Form eines Doppelkegelstumpfes. Dadurch wird eine Art „Kanal“ gebildet, durch den die Abgase des verbrennenden Feststoffs den Motor verlassen können. Oben auf dem Motor sitzt der Zünder, der dazu dient, die nötige Energie für die Zündung des Feststoffmotors zu erzeugen. Unter dem Motor sitzt eine vergrößerte, schwenkbare Düse, mit der die Ausströmrichtung des Schubstrahls gesteuert werden kann.

2. Struktur und Hilfskomponenten
Damit die Kraft dieses Motors kontrolliert werden kann, sind am Feststoffbooster zusätzliche Vorrichtungen nötig. Neben der zylinderförmigen Hülle um den Motor herum gibt es eine ebenfalls zylinderförmige obere Verkleidung, eine kegelförmige Spitze über ihr und eine kegelstumpfförmige Verkleidung unter dem Motor. Unterhalb der aerodynamischen Spitze befand sich beim Shuttle-Einsatz ein Fallschirmsystem, mit dem die Booster geborgen werden konnten (es wird bei SLS-Flügen nach aktuellem Planungsstand wahrscheinlich nicht eingebaut werden). Komplett neue, für den Einsatz im SLS ausgelegte moderne Avioniksysteme sind in der oberen Verkleidung zu finden. Diese elektronischen Systeme werden die Booster zünden, steuern und abwerfen. Sie bestehen aus mehreren Computersystemen und Batterien und sind aus Sicherheitsgründen redundant ausgelegt. Sollte also ein Fehler auftreten, existiert ein Ersatzsystem, das dazu in der Lage ist, den Booster weiterhin zu steuern. In der unteren Verkleidung befinden sich die Systeme zur Schubvektorsteuerung. Mit ihr kann die Düse des Boosters geschwenkt und so die Flugbahn gesteuert werden. Dazu gibt es zwei HPUs (Hydraulic Power Units), die aus einem Hydrazin-Motor, dem Treibstoff für diesen Motor, einer Hydraulik-Pumpe und einem Reservoir für die eingesetzte Hydraulikflüssigkeit bestehen. Der Hydrazin-Motor treibt die Hydraulik-Pumpe an, die die Flüssigkeit in einen der beiden Hydraulikkolben pumpt. Dieser Kolben ist direkt an der Düse angeschlossen. Je nach dem, wie viel Flüssigkeit in den Kolben gepumpt wird, stellt sich die Neigung der Düse ein. Auch dieses System wird nahezu unverändert von den SRB des Space Shuttle übernommen.

Von der Fabrik zum Startplatz

Zunächst wird in der OrbitalATK-Fabrik in Utah auf die Innenseite der Gehäuse der einzelnen Segmente die Isolierung aufgetragen. Danach wird eine Form in der Mitte dieses Gehäuses platziert und der Treibstoff eingefüllt, der vorher mithilfe eines Mixers gemischt wurde. Nachdem der Treibstoff ausgehärtet ist, wird die Form entnommen, sodass in der Mitte des Treibstoffs ein Kanal verbleibt. Daraufhin wird auf das obere Ende des untersten Segmentes und das untere Ende des obersten Segmentes eine Trennschicht aufgetragen. Als nächstes werden die einzelnen Segmente durch Ultraschall und Röntgenstrahlung auf mögliche Mängel inspiziert, bevor sie per Zug zum Kennedy Space Center in Florida transportiert werden. Dort werden dann die einzelnen Segmente zusammen mit den Verkleidung zu einem fertigem Booster zusammengebaut.

Technische Daten: 5-Segment-Feststoffbooster

Hersteller: Allied Techsystems (ATK)
Startmasse: 731,885 t
Treibstoffmasse: 631,495 t
Höhe: 53,87 m
Durchmesser: 3,71 m
Spezifischer Impuls (Meereshöhe): 237s
Startschub: etwa 14 MN
Brennzeit: 128 s

Diese Booster sollen nicht bei allen künftigen SLS-Flügen zum Einsatz kommen: Um die Kosten zu senken und die Sicherheit und Nutzlast des SLS zu erhöhen, fördert die NASA die Entwicklung verbesserter Booster. Solche sollen in Zukunft bei der Block-II Variante des SLS zum Einsatz kommen, dessen projektierte Nutzlast in den LEO (Low Earth Orbit, niedrige Erdumlaufbahn) von 130 t sonst nicht erreicht werden kann. Für diese verbesserten Booster, deren Entwicklung im Rahmen des Advanced Booster Engineering Demonstration and Risk Reduction-Programms gefördert werden, gibt es bereits drei verschiedene Konzepte. Eine Entscheidung der NASA, welches tatsächlich mit dem SLS zum Einsatz kommen soll, steht noch aus.

1. Dynetics und Pratt and Whitney
Diese Firmen schlagen vor, das legendäre F1-A Triebwerk, welches bereits in der Mondrakete Saturn V eingesetzt wurde, erneut zu fertigen und für ihren neuen Booster zu verwenden. Dieser „Pyrios“ genannte Booster soll zwei verbesserte F1-B Triebwerke verwenden. Der größte Unterschied zu den 5-Segment-Boostern wäre, dass statt festem Treibstoff flüssiger, nämlich RP1 und LOX (Kerosin und flüssiger Sauerstoff), verwendet wird. Für das F1- B Triebwerk sollen der Herstellungsprozess modernisiert, die Turbopumpe vereinfacht, die Form der Düse optimiert sowie eine Vorrichtung zur Drosselung des Schubs, eine neue Brennkammer und eine neue Wand der Düse eingebaut werden. Durch die Verwendung einer Rührreibschweißanlage, die ursprünglich für die gestrichene Ares 1-Rakete gebaut wurde, sollen Kosten gespart werden. Mit Pyrios´ würde die projektierte Nutzlast von 130 t in den LEO sogar um 20t überboten. Diese Flüssigkeitsbooster hätten einen Durchmesser von 5,5m und würde aus Aluminium 2219 gebaut werden.

2. Allied Techsystems (ATK)
Im Gegensatz zu Dynetics` revolutionärem Ansatz schlägt die Herstellerfirma des bisherigen Boosters ATK ein eher evolutionäres Konzept vor. Ihr „Batman“ -Booster soll weiterhin festen Treibstoff verwenden. Anders als beim 5-Segment-Booster soll die äußere Hauptstruktur jedoch nicht aus Stahl, sondern aus Verbundwerkstoffen bestehen. Außerdem will man einen energiereicheren Treibstoff, eine elektrische Schubvektorsteuerung, modulare Avioniksysteme und eine aerodynamisch besser geformte Spitze, ähnlich der der Ariane 5, zum Einsatz bringen. Neben diesen Verbesserungen sollen fortschrittliche Fertigungstechniken dazu beitragen, dass Batman laut Hersteller 40 % niedrigere Produktionskosten, eine um 23,5 % höhere Sicherheit und 15,1 t mehr Nutzlast gegenüber den 5-Segment-Boostern haben wird. Auch soll der Zeitaufwand, um den Booster zu fertigen, halbiert werden. Ein Batman-Booster soll etwa 53,5 m lang, 3,71 m im Durchmesser und fast 800 t schwer sein.

3. Aerojet und Teledyne Brown
Diese Firmen entwickeln genauso wie Dynetics Booster mit flüssigem Treibstoff. Die Triebwerke dieses Boosters sollen jedoch nicht aus der amerikanischen, sondern aus der russischen Mondrakete, der N-1, stammen. Zwei dieser NK-33 genannten Triebwerke treiben bereits Orbitals Trägerrakete Antares an. Für den Einsatz am SLS plant man pro Booster acht dieser Triebwerke, deren Schub auf 2,2 MN gesteigert werden soll. Auch der Einsatz eines AJ-1 RP-1 Triebwerks wurde vorgeschlagen. Für diese Alternative würden nur vier Triebwerke benötigt werden.

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, ATK, raumfahrer.net.

Die Entwicklung der neuen Schwerlastrakete der NASA, das Space Launch System (SLS), macht stetig Fortschritte. Ein Meilenstein dieser Entwicklungsarbeiten besteht darin, dass das Team, das für die Entwicklung der Booster zuständig ist, am 6. August erfolgreich das Critical Design Review, eine rigorose Designprüfung, für diese Komponente abgeschlossen hat. An diesem Prozess, bei dem fast 1.200 Dokumente bezüglich der Feststoffbooster im Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, begutachtet und überprüft wurden, waren mehr als 330 Experten von verschiedenen NASA-Zentren und der Herstellerfirma ATK waren beteiligt. „Diesen Meilenstein zu erreichen, ist eine große Errungenschaft für die NASA und ATK, um die Booster für das Space Launch System zu bauen“, meinte Charlie Precourt, Vizechef von ATK.

Mit diesem abgeschlossenen Critical Design Review können nun Qualifikationstests des Designs der Feststoffbooster beginnen. Ein Bestandteil dieser Tests ist die Testzündung eines Boosters, genannt QM-1 (Qualification Motor-1). Dieser Test soll Ende 2014/ Anfang 2015 auf einer ATK-Einrichtung in Promontory, Utah, stattfinden. Dabei soll ein waagerecht am Boden befestigter Feststoffbooster für Testzwecke gezündet werden. Danach ist geplant, 2016 mit dem Design Certification Review die Booster für ihren Einsatz zu zertifizieren. Ebenfalls soll in diesem Jahr das SLS Vertical Assembly Center (nicht zu verwechseln mit dem Vehicle Assembly Building), in dem die Treibstofftanks der Hauptstufe gefertigt werden sollen, eröffnet werden. Auch eine Testzündung eines RS-25 Triebwerks, wie es in der Hauptstufe des SLS eingesetzt werden soll, wird noch dieses Jahr stattfinden. Frühere, bereits erreichte SLS-Meilensteine bezüglich der Feststoffbooster beinhalteten Tests mit der Verkleidung, der Avionik und der Kontrollsysteme.

Bei einem Flug des Space Launch Systems sollen zwei seitlich angebrachte Feststoffbooster zum Einsatz kommen. Sie basieren auf den SRBs des Space Shuttles, sollen jedoch statt über vier über fünf Segmente des Treibstoffs HTBP verfügen. Mit der Entwicklung derartiger Booster wurde bereits im Zuge des inzwischen gestrichenen Constellation-Programms begonnen. Ein einzelner Booster des Space Launch Systems wird 53,86 m lang, 3,71 m breit und 731,88 t (mit Treibstoff befüllt) schwer sein. Er soll fast 14 MN Schub über zwei Minuten lang produzieren können. Nahezu unverändert von dem SRB des Shuttles werden Planungen zufolge die Struktur, die Hülle aus Stahl, die Schubvektorsteuerung und die Düse übernommen werden. Neu werden jedoch neben dem fünften Segment Treibstoff die verbesserte Avionik und die Hülle, die auf den giftigen Stoff Asbest verzichtet, sein.

Das SLS soll künftig als neue Schwerlastrakete der NASA dienen. Unter anderem will man auf ihr das Orion- bzw. MPCV- Raumschiff zu verschiedenen Zielen jenseits niedriger Erdumlaufbahnen (low earth orbits, LEOs) starten. Derzeit ist geplant, Ende 2017 mit der Mission EM-1 den Erstflug durchzuführen. Dabei soll ein unbemanntes MPCV mit einem europäischen Servicemodul am Mond vorbei fliegen. 2021 soll ein ähnlicher Flug bemannt stattfinden, und es wird darüber nachgedacht, bei diesem Flug einen zuvor eingefangenen Asteroiden anzufliegen und zu untersuchen. Der Erstflug der Orion MPCV-Kapsel soll noch dieses Jahr stattfinden. Eine Rakete vom Typ Delta-IV-Heavy soll bei der Mission EFT-1 die unbemannte Raumkapsel bis auf einen Abstand von rund 5.500 km von der Erde schicken.

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• Space Launch System – Planung und Processing
• Space Launch System (SLS) – Kosten/Nutzen/Meinungen/künftige Entwicklung

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA.

Die speziell umgebaute Boeing 747-100 glitt gegen 13:00 Uhr (MESZ) die drei Meilen lange Landebahn, gebaut für die heimkehrenden Shuttles aus dem All, hinunter um schließlich bei 180 Knoten graziös mit der Discovery auf dem Rücken in den Himmel aufzusteigen. Nachdem das Gespann zunächst Richtung Süden aufstieg um etwas Höhe zu gewinnen, kehrte die Discovery wenig später für einige Showrunden um das Kennedy Space Center zurück und sagte Lebewohl zu allen, die geholfen haben, das Vehikel 39 Mal ins All zu befördern.

Discovery bestritt beide „return-to-flight“-Missionen, 1988 und 2005, nach den Unglücken der Challenger und der Columbia. Sie absolvierte Reperaturmissionen von Satelliten, setzte das weltberühmte Hubble-Weltraumteleskop aus und brachte die Sonnenforschungssonde Ulysses auf den Weg. 1995 näherte Sie sich zum ersten Mal der russischen Raumstation MIR und initiierte damit die Zusammenarbeit mit Russland, die so wichtig war für das heutige ISS-Programm. Die Konstruktion der Discovery begann im August 1979. 1983 wurde sie fertig gebaut vor der Fabrik in Palmdale der Öffentlichkeit präsentiert. Sie wurde der dritte weltraumtaugliche Orbiter mit ihrem Erstflug im August 1984 und schaffte bis zu ihrer letzten Landung im März 2011 zusammengerechnet ein ganzes Jahr im Orbit um die Erde.

Das Ende des Shuttle-Programmes war eine politische Order von Präsident George W. Bush, verkündet am 14. Januar 2004 als Reaktion auf das zweite Unglück im Programm. Sie sollten nur noch notwendige Flüge zur ISS unternehmen, um diese fertig zu stellen. Wegen des großen Drucks aus der Wissenschaftsgemeinde wurde dann von der Atlantis sogar noch eine Reparaturmission zum Weltraumteleskop Hubble absolviert. Die Bush-Administration verlangte von der NASA eine neue Kapsel (Orion) einschließlich neuer Rakete, die Ares 1, welche bereits kurz nach Ende des Shuttle-Programmes fast nahtlos das bemannte Raumfahrtprogramm der NASA fortsetzen sollte.

Chronische Unterfinanzierung, auch aufgrund des parallel laufenden Shuttle-Programmes, verschoben den ursprünglich geplanten Nachfolger immer weiter, bis die Obama-Administration schließlich die Notbremse zog. Den Transport von Fracht und Menschen in den niedrigen Erdorbit sollen nun private Firmen günstiger und schneller erledigen, als dies die NASA schafft. Schon Ende April soll, wenn alles klappt, beim zweiten Testflug einer Falcon 9 mit einer Dragon-Kapsel die erste Frachtlieferung zur ISS gebracht werden. Wann eine bemannte Version einsatzfähig ist, steht in den Sternen. Bis mindestens 2016 scheint Amerika auf Plätze in russischen Sojus-Kapseln angewiesen zu sein, um zur ISS zu kommen.

Sicher im amerikanischen Raumfahrtprogramm sind wohl nur die Ruhestätten der verbleibenden Orbiter – Discovery, Enterprise, Endeavour und Atlantis. Discovery ist gestern im Smithsonian-Institut in Washington D.C. angekommen, in einer Halle südlich des Dulles International Airport. Zur Zeit laufen Arbeiten, die Discovery mit Hilfe zweier Kräne von der Boeing 747 zu heben, welche bereits 1974 von der NASA gekauft wurde.

Auf dem Rückweg wird sie den Prototypen der Space Shuttles, die Enterprise, abholen um diese nach New York ins Museum zu transportieren. Schon nächsten Montag könnte es losgehen, wenn das Wetter mitspielt. Das Space Shuttle Endeavour wird als Museumsstück im California Science Center in Los Angeles ausgestellt. Der Abflug ist bisher für den 30. September angesetzt. Das Space Shuttle Atlantis verbleibt schließlich am Kennedy Space Center und soll in einer extra dafür gebauten Halle in Flugkonfiguration mit geöffneten Nutzlasttüren und ausgefahrenem Roboteram ab dem 13. November ausgestellt werden.

Weitere Bilder von der Reise:

• Space Shuttle Discovery – Weitere Fotos der Reise
• Space Shuttle Discovery – Flug über Washington
• Space Shuttle Discovery – Ankunft in Washington
• Space Shuttle Discovery – Bilder vom Abflug

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Ein Beitrag von Kirsten Müller.

Der Öffentlichkeit relativ unbekannt ist er, weil er nach seinem Studium in den 1970er Jahren in die USA ausgewandert ist und dort die amerikanische Staatsbürgerschaft bekommen hat. Am 10. November 2011 hielt er in der Noordwijk Space Expo einen Vortrag. Dieser war sehr kurzfristig angekündigt und deshalb leider nicht sehr gut besucht.

Vom 29. April bis zum 6. Mai 1985 nahm Van den Berg an der Spacelab-3–Mission STS-51B des Space Shuttles Challenger teil. Für die amerikanischen Spacelab-Missionen hat die NASA zuerst die geplanten Experimente mit den Qualifikationen der vorhandenen Berufsastronauten verglichen. Als darin kein Match vorhanden war, wurde beschlossen, zwei Wissenschaftler zu Astronauten auszubilden. Es wurden Anzeigen in wissenschaftlichen Zeitschriften geschaltet, außerdem wurden die Leiter der Investigators Working Group (IWG) – der Wissenschaftler, welche die Spacelab-Experimente betreuten – gebeten, jeweils 8 Leute als Wissenschaftsastronauten vorzuschlagen. Van den Bergs damaliger wissenschaftlicher Teamleiter gehörte zu dieser IWG. Er hatte schon 7 Vorschläge auf der Liste und schlug den damals 52-jährigen, rauchenden, eine Brille tragenden Van den Berg als achten vor, der Meinung, dass der sowieso nach der ersten Runde ausscheiden würde. Zu seinem eigenen Erstaunen blieb Van den Berg nach jeder Runde in der Auswahl und wurde schließlich als NASA-Nutzlastspezialist ausgewählt.

Die medizinischen Untersuchungen in den Auswahlrunden beschrieb er als sehr intensiv. Interessanterweise wartet hier der Arzt auf den Patienten und nicht andersherum wie im alltäglichen Leben. Als Kandidat wird man von Untersuchung zu Untersuchung geschickt. So bekamen die Kandidaten einmal 24 Stunden nichts zu essen und danach 14 Blutproben abgenommen. Wieso so viele Blutproben nötig waren, weiß Van den Berg bis heute nicht. Es wurden Tests mit Tretmühlen und mit Vakuumapparaten durchgeführt; als Grund für die intensiven Testreihen wurde schließlich und endlich angegeben, man wolle wissen, mit wie viel Geduld die Kandidaten so viele Tests aushalten.

Über den Raumflug selbst beschrieb Van den Berg vor allem die alltäglichen Tätigkeiten, die sich im Weltraum anders gestalten als auf der Erde. So hatte er eine Portion amerikanisches Space-Shuttle-Essen sowie seine Weltraumjacke dabei. Das Essen wird in getrockneter Form in einer Plastikschale mitgenommen und im Weltraum, bei Bedarf, mit warmem Wasser versetzt und dann mit Besteck oder durch einen Strohhalm aufgegessen. Damit das Essen einem in der Schwerelosigkeit nicht wegschwebt, sind an der Essenspackung Klettstreifen angebracht. Auch an den Ärmeln der Raumanzüge und überall im Shuttle sind diese Klettstreifen befestigt. Der Astronaut kann sein Essen also auf diese Weise an seinem Raumanzug oder im Shuttle anderswo befestigen. Das konnte van den Berg mit seiner Jacke ganz gut demonstrieren.

Trinken im Weltraum ist auch ein Thema für sich. Wenn man auf der Erde durch einen Strohhalm etwas trinkt und den Strohhalm wieder aus dem Mund nimmt, bewegt sich das Getränk durch die Schwerkraft wieder durch den Strohhalm nach unten. Dies ist bei Schwerelosigkeit anders. Wenn man etwas mit einem Strohhalm getrunken hat, muss man das Getränk, das sich noch im Strohhalm befindet, wieder in den Behälter „blasen“, weil es sich nicht von selbst zurück bewegt. Flüssigkeit, die man aus seinem Strohhalm heraus drückt, bildet bei Schwerelosigkeit eine Kugel, weil mangels Schwerkraft die intermolekularen Kräfte in der Flüssigkeit überwiegen. Scheren für Astronauten sind klein und haben runde Enden. Wären sie spitz, so wäre das mit einer gewissen Verletzungsgefahr verbunden. Insgesamt beschrieb Van den Berg, dass man im Weltraum regelrecht in 3 Dimensionen lebt, während sich das Leben auf der Erde in 2 Dimensionen und mehreren Plateaus abspielt. Das sieht man auch, wenn man einander bei Schwerelosigkeit einen Gegenstand zuwerfen möchte. Man muss üben, sich in direkter Linie etwas zuzuwerfen, da man auf der Erde etwas automatisch in einem Bogen wirft.

Über den Missionsverlauf erzählte Van den Berg, dass die Astronauten an Bord in zwei Schichten gearbeitet haben, einem „silbernen“ und einem „goldenen“ Team, die je 14 Stunden pro Tag arbeiten. Das erste, das die Besatzung nach dem Erreichen der Erdumlaufbahn tat, war, zwei kleine Navigationssatelliten für die zivile Luftfahrt auszusetzen. Auch ging er auf die Experimente an Bord ein. Die Besatzung hatte zwei Totenkopfäffchen und 24 Ratten an Bord, sowie Kristallzuchtexperimente. Wenn die Astronauten mal nichts zu tun hatten, schwebten sie ins Cockpit, schauten aus dem Fenster und genossen die Aussicht auf die Erde und auf den Weltraum oberhalb der Erdatmosphäre. Die Sonne sieht vom Weltraum aus glühend weiß aus. Wenn wir hier unsere Erdatmosphäre nicht hätten, würde die Sonne uns innerhalb von 20 Minuten versengen.

Während der Landung ist Van den Berg eingeschlafen, ganz einfach weil er müde war. Im Weltraum wird viel gearbeitet, und in der freien Zeit im Weltraum ist es meistens viel spannender, aus dem Fenster zu schauen, als zu schlafen.

Dem Vortrag folgte eine Frage-und-Antwort-Runde. Hier wurde etwas näher auf die Kristallzuchtexperimente eingegangen. Kristalle züchten gelingt im Weltraum besser als auf der Erde, weil bei Schwerelosigkeit die Konvektion wegfällt. 99,9% aller Elektronik basiert auf von Menschen gezüchteten Kristallen. Elektronische Bauelemente aus Kristallen, die bei Schwerelosigkeit gezüchtet werden, sind 10 Mal schneller als die von der Erde. Allerdings rentiert sich Kristallzucht im Weltraum im größeren Maßstab nicht, da der Kostenaufwand für den Transport des zu verarbeitenden Pulvers von der Erde in den Weltraum, die Personalkosten für die Kristallzucht und der Rücktransport der Kristalle momentan noch zu hoch sind.

Zum Schluss wurde die berühmte Frage beantwortet, die jedes kleine Kind einem Astronauten stellt. Es waren zwar diesmal keine kleinen Kinder im Publikum anwesend, trotzdem beschrieb Lodewijk van den Berg ausführlich die Funktion der Space-Shuttle-Bordtoilette. Es braucht ein wochenlanges Training, um die Toilette richtig zu benutzen. Den Urin-Ablassen selbst, macht der menschliche Körper nicht mit Hilfe der Schwerkraft, sondern mit Muskelkraft. Das Problem im Weltraum ist, die menschlichen Ausscheidungen im Klobecken zu lassen. Das funktionierte im Space Shuttle mit einem Sauge-Ventilatormechanismus, der den Urin und die Fäkalien in einen Tank blies. Da dieses System relativ lautstark war, konnte von einem „stillen Örtchen“ im Space Shuttle nicht die Rede sein. Wenn niemand auf der Toilette war, blieb das System geschlossen. Sobald jemand die Toilette benutzen wollte, setzte er sich erst mal hin und band sich fest, um nicht davon zu schweben. Dann wurde durch Knopfdruck der Ventilator aktiviert, der einen Unterdruck herstellte, bis ein grünes Licht brannte. Die Ausscheidungen wurden dann nach hinten und seitwärts in den Tank gesaugt.

Ein Experiment während van den Bergs Mission sollte messen, wie viel an Mineralstoffen der menschliche Körper bei Schwerelosigkeit verliert. Dazu wurde in der Toilette ein Apparat zwischengeschaltet, der erst den Mineralgehalt im Urin der Astronauten messen sollte, bevor der Urin in den Fäkalientank gesaugt werden sollte. Das ging die ersten Tage gut; irgendwann aber pumpte der Messapparat den Urin nicht mehr in den Tank, sondern versehentlich zurück in die Kabine. So entstand eine große gelbe Kugel Urin, von den Astronauten „Yellow Monster“ genannt. So schnell wie möglich haben die Astronauten die Kugel mit Handtüchern aufgeräumt und alles sauber gemacht. Es hätte auch eine erhebliche Beschädigung der Bordelektronik gegeben, wenn sie mit dem Urin in Berührung gekommen wären. Schlimmstenfalls hätte die Besatzung gar nicht zur Erde zurückkehren können. Das Bodenpersonal wusste von alledem nichts und ist erst später darüber informiert worden.

Dem Vortrag anschließend hat noch eine kurze Autogrammstunde stattgefunden. Van den Berg nutzte die weitere Zeit seines Aufenthaltes in den Niederlanden für Besuche in seiner Heimatregion, unter anderem an seiner ehemaligen Schule.

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Autor: Daniel Maurat

Das PMM Leonardo (Permanent Multipurpose Module für Permanentes Mehrzweckmodul) ist ein Lagermodul des US-Teil der Internationalen Raumstation ISS. Basierend auf dem MPLM-Versorgungsmodul, soll es Nachschub lagern.

Entwicklung und Bau

Die Idee für das PMM kam auf, nachdem man beschloss, dass STS 133 die letzte Shuttle-Mission sei. Dabei beschloss man, das MPLM an der Station zu belassen, damit die ISS-Besatzungen es als zusätzlichen, unter Druck stehenden Lagerraum nutzen können. Man suchte ein MPLM aus, um dieses für ein dauerhaftes Verbleiben im All vorzubereiten. Die Wahl fiel auf Leonardo, das am häufigsten genutzte MPLM. Man verstärkte Leonardos Außenhülle gegen Weltraummüll und Meteoriten und baute eigentlich die Außenhülle eines normalen ISS-Modules an. Dies geschah in der Space Station Processing Facility im Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida. Nach der Überarbeitung belud man das Modul mit Nachschub und bereitete es auf seinen letzten Flug vor.

Aufbau

Der Aufbau von MPLM und PMM unterscheidet sich fast gar nicht, bis auf die Außenhaut. Im Gegensatz zum MPLM besitzt das PMM eine Außenhaut, die aus Aluminium und Kunstofffasern wie Kevlar oder Nomex besteht. Angekoppelt wurde es am Nadir-Kopplungspunkt des Moduls Unity. Dafür besitzt es einen aktiven Kopplungsstutzen des Typs Common Berthing Mechanism. Im Inneren ist Platz für bis zu zehn Standard-Racks, den ISPR. In ihnen werden vor allem Gebrauchsgüter wie Wasser, Nahrung, Kleidung, Werkzeuge, Ersatzteile etc. gelagert.

Im Orbit

Das PMM startete im Rahmen der Shuttle-Mission STS 133 des Space Shuttles Discovery am 24. Februar 2011 von Cape Canaveral, Florida. Nach zwei Tagen dockte das Shuttle an die ISS und die Besatzung begann mit ihrer Arbeit. Das PMM wurde mit dem Stationsroboterarm SSRMS/Canadarm 2 aus der Ladebucht der Discovery gehievt und dann an den Nadir-Kopplungspunkt des Moduls Unity gekoppelt. Nach Dichtigkeitsprüfungen war Leonardo begehbar.

Verwandte Artikel:

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• Modul Unity
• Versorger MPLM

Der Beitrag PMM Leonardo erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Daniel Maurat & Sascha Haupt

Die ELC-Paletten (Expedite the Processing of Experiments to the Space Station Logistic Carrier für beschleunigte Verladung von Experimenten zur Raumstation, kurz EXPRESS Logistics Carrier) sind vier Paletten zur externen Lagerung von Ersatzteilen(Orbital Replacement Units, ORUs) und Experimenten. Sie sind Teil des EXPRESS-Lagersystems, welches u.a. auch in der Station benutzt wird, vor allem im Modul Destiny.

Entwicklung und Bau

Die ELCs wurden entwickelt, nachdem die NASA 1997 eine vertragliche Regelung mit der brasilianischen Raumfahrtangentur AEB/INPS zur Nutzung der ISS seitens Brasiliens unterzeichnete. Bestandteil des Kontrakts waren die die ELC-Lagerpaletten. Im Gegenzug sollte erstmals ein Brasilianer an einem Raumflug zur ISS teilnehmen. Die NASA aber ließ die ELCs aber nach Verzögerungen auf brasilianischer Seite letztlich in den USA selber bauen.

Dies geschah im Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Nach der Fertigstellung wurden die Carrier in die Space Station Processing Facility im Kennedy Space Center in Cape Canaveral gebracht, wo sie auf den Start vorbereitet wurden. Dort wurden auch ihre Nutzlasten montiert.

Aufbau

Die ELCs sind quaderförmige Gitterstrukturen aus Aluminium. Es passen maximal zwölf Nutzlasten auf eine Palette, je sechs pro Seite. Jedes ORU oder Experiment, das auf einem ELC gelagert wird, kann entweder während eines Außenbordeinsatzes oder mithilfe des Dextre-Roboterarms ausgetauscht werden. Zudem sind auch Andockpunkte vom Typ PDGF für den großen Manipulatorarm SSRMS/Canadarm 2 an Paletten und größeren Nutzlasten befestigt.

Die ELCs bieten Experimenten, die bis zu 227 kg wiegen und bis zu 1 m³ groß sein dürfen, eine Energieversorgung mit 750 W und eine Datentransferrate von bis zu 6 Mb/s. Nutzlast für die ELCs sind:

• Bei ELC 1:
  • Ammonia Tank Assembly (ATA), ein Ammoniaktank für das externe Kühlsystem des US-basierten Teils der ISS
  • Battery Charge Discharge Unit (BCDU), Batterieladeeinheiten
  • Latching End Effector (LEE), die Endköpfe für SSRMS/Canadarm 2
  • Control Moment Gyroscope (CMG), ein Ersatz-Lageregelungsgyroskop
  • Nitrogen Tank Assembly (NTA), ein Stickstofftank für die Stationsatmosphäre
  • Pump Module (PM), eine Kühlmittelpumpe
  • Plasma Contactor Unit (PCU) zur Kontrolle von Plasma in der oberen Erdatmosphäre
  • OPALS, ein Experiment zur Laserkommunikation (geplant)
• Bei ELC 2:
  • High Pressure Gas Tank (HPGT), ein Hochdruckgastank, hier für Sauerstoff
  • Cargo Transport Container (CTC-1), ein Lagercontainer für kleinere ORUs
  • Mobile Transporter Trailing Umbilical System Reel Assembly (MT TUS-RA), Ersatzteile für den Mobilen Transporter MT des Manipulatorarms SSRMS/Canadarm 2
  • Control Moment Gyroscope (CMG), ein weiteres Lageregelungsgyroskop
  • Nitrogen Tank Assembly (NTA), ein Stickstofftank für die Stationsatmosphäre
  • Pump Module (PM), eine Kühlmittelpumpe
  • MISSE 7 (Materials ISS Experiment), ein Experiment zur Beobachtung von Veränderungen an Materialien, die dem offenen Weltraum ausgesetzt werden
  • PRELSE II, eine Plattform für kleinere Experimente (geplant)
• Bei ELC 3:
  • High Pressure Gas Tank (HPGT), ein Hochdruckgastank
  • Ammonia Tank Assembly (ATA), ein Ammoniaktank für das Kühlsystem der ISS
  • S-Band Antenna Sub-System Assembly #2 & 3 (SASA), Sub-Systeme für S-Band-Antennen
  • Special Purpose Dextrous Manipulator (SPDM) Arm , ein Ersatzarm für Dextre
  • Space Test Program Houston 3 Department of Defense payload, ein Experiment des US-Verteidigungsministeriums
  • ELC pallet controller avionics box, eine Ersatzelektronikeinheit für ELCs
• Bei ELC 4:
  • Heat Rejection System Radiator (HRSR) Flight Support Equipment (FSE), ein Ersatzradiator zur Abstrahlung überschüssiger Wärme
  • ExPRESS Pallet Controller Avionics 4 (ExPCA #4)
  • Flex Hose Rotary Coupler (FHRC) eine Drehkupplung
  • Cargo Transportation Container 4 (CTC-4), ein Lagercontainer für kleinere ORUs
  • Das DPP (Dextre Pointing Package), Hardware für robotische Experimente mit Dextre (geplant)
  • Ein Teil des Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (SAGE), eines Experiments zur Beobachtung der Stratosphäre (geplant)

Im Orbit

Gestartet wurden die ersten zwei Paletten, ELC 1 und 2, am 14. November 2009 während der Mission STS 129 des Space Shuttles Atlantis. Die beiden Paletten wurden mithilfe des Stationsroboterarms an der Integrated Truss Structure befestigt, ELC 1 am Gitterelement P3 Nadir, ELC 2 an S3-Zenit.

Ein in etwa gleicher Missionsverlauf für die ELCs gab es bei der Mission STS 133, bei der ELC 4 Nutzlast war und an S3-Nadir angebracht wurde. Der letzte Träger, ELC 3, startete mit der Shuttle-Mission STS 134 und wurde an P3-Zenit angebracht.

Verwandte Artikel:

• Mission ISS-AF-ULF3 (Mission STS-129 der Atlantis)
• Mission ISS-AF-ULF5 (Mission STS-133 der Discovery)
• Mission ISS-AF-ULF6 (Mission STS-134 der Endeavour)
• Modul ITS
• Modul SSRMS/Canadarm 2
• Versorger HTV

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Autor: Daniel Maurat

Das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) (Alpha-Magnet-Spektrometer) ist das größte Experiment der Internationalen Raumstation ISS. Es ist ein Teilchendetektor, mit dem kosmische Strahlung, Dunkle Materie und Antimaterie erforscht werden sollen.

Entwicklung und Bau

Die Geschichte des AMS begann im Jahr 1998, als die Shuttle-Mission STS 91 zum letzten Mal zur russischen Raumstation Mir flog. In der Ladebucht war neben einem Modul mit Nachschub auch der Teilchendetektor AMS 1. Man plante, ein größeres Modell, AMS 2 zur zu dem Zeitpunkt kurz vor dem Baubeginn stehenden Internationalen Raumsation ISS zu bringen. Die Entwicklung dafür wurde in Forschungsinstituten von 16 Nationen in enger Zusammenarbeit mit der NASA durchgeführt. Durch das Columbia-Unglück schien es jedoch so, dass alle Hoffnungen verloren waren, das Experiment jemals starten zu können. Die NASA strich es aus dem Flugmanifest.

Die Lage für das AMS verbesserte sich schlagartig 2009, als die NASA beschloss, eine weitere Shuttle-Mission nach der lange Zeit designierten letzten Shuttle-Mission STS 133 zu starten. Als Nutzlast war neben einer ELC-Palette mit Ersatzteilen auch das AMS geplant.

Gebaut wurde es schließlich im europäischen Teilchenlabor CERN in Genf, Schweiz. Doch es gab in der Entwicklung immer wieder Probleme und Änderungen der Konstruktion, weswegen man den Start nach hinten verschob. Im September 2010 war das AMS fertiggestellt, getestet und wurde zum Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida, gebracht, wo es in der SSPF auf seinen Start weiter vorbereitet wurde.

Aufbau

Das AMS ist eigentlich ein großer Magnet mit verschiedenen Detektoren. Der Magnet ist dazu da, die zu untersuchenden elektrisch geladenen Teilchen zu den fünf Detektoren zu lenken. Zunächst hatte man einen supraleitenden Elektromagneten eingebaut, der mit flüssigem Helium auf 1,8 K (-271,4 °C) heruntergekühlt werden sollte. Dies hat zur Folge, dass der Magnet so gut wie keinen elektrischen Widerstand hat, die Funktionsdauer wäre aber vom Heliumvorrat abhängig, der nach wenigen Jahren aufgebraucht wäre. Da man aber die ISS bis über das Jahr 2020 hinaus benutzen wollte, nahm man schließlich einen „normalen“ Magneten, der die Lebensdauer des AMS auf 18 Jahre verlängern kann. Dieser generiert ein Magnetfeld von 0,86 Tesla. Zum Vergleich: das Erdmagnetfeld ist in Deutschland nur 0,000.048 Tesla stark.

Im Inneren des ringförmigen Magneten befinden sich Silizium-Streifendetektoren, die beidseitig den Durchgang einzelner Teilchen vermessen. Als Instrumente besitzt das AMS ein Massenspektrometer, das die Teilchen ablenkt und mittels der Stärke ihrer Ablenkung berechnen kann, um welches Teilchen es sich handelt. Weitere Instrumente, welche die Teilchen analysieren, sind (von oben nach unten im AMS angeordnet) ein Übergangsstrahlungsdetektor (TRD, Bestimmung des Teilchens), ein Ring-Image-Tscherenkow-Zähler (RICH, zur Messung des Tscherenkow-Lichts) und ein elektromagnetisches Kalorimeter (ECAL, Messung der Energie eines einzelnen Teilchens). Es verfügt darüber hinaus auch über je einen GPS- und Sternsensor, um seine Lage im Raum und damit auch den Ursprung der untersuchten Teilchen zu analysieren. Da das AMS im Betrieb sehr viel Wärme produziert, verfügt es auch über eigene Radiatoren. Es wurde am 19. Mai 2011 am Gitterelement S3 der Integrated Truss Structure am Kopplungspunkt Zenit montiert.

Das Ziel des AMS-Projektes ist es, mit diesen Instrumenten nach Antimaterie zu suchen, da nach einigen Modellen beim Urknall neben normaler auch Antimaterie entstand. Je nachdem, was man für Antiteilchen nachweist, kann man sogar Sterne aus Antimaterie beweisen. Eine weitere Aufgabe wird sein, die Energiespektren von schweren Kernen bis zum Eisen zu vermessen. Dies ist notwendig, um die Ausbreitungsmechanismen geladener Teilchen in der Milchstraße zu verstehen und damit auch nach Annihilationsprodukten der Dunklen Materie zu suchen. Ein drittes Forschungsfeld konzentriert sich auf Anomalien in den Energiespektren von Positronen (Antielektronen), Antiprotonen und Photonen, was die Kaluza-Klein-Theorie vorhersagt.

Im Orbit

AMS startete im Rahmen der Shuttle-Mission STS 134 des Space Shuttles Endeavour (dem letzen Start dieses Shuttles) am 16. Mai 2011. Am 19. Mai wurde AMS mithilfe des Stationsmanipulatorarms SSRMS/Canadarm 2 zum ITS transportiert und am Gitterelement S3 montiert. Danach hat man den Messkomplex an Energieversorgung und Datenleitungen angeschlossen, womit AMS Teil der ISS wurde. Bereits nach wenigen Stunden wurden erste Messdaten empfangen.

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Der Beitrag Alpha Magnetic Spectrometer erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Günther Glatzel & Paul Blasl.

Mit dem Start des russischen Raumschiffes Sojus-TMA 14, der 11:49 Uhr UTC erfolgte, gelangte der Kern der ISS-Expedition 19, bestehend aus dem Kommandanten Gennadi Padalka und dem Bordingenieur Michael Barratt ins All. Die beiden arbeiteten bis Mitte Oktober in der Raumstation. Kurzzeitig dabei war auch Charles Simonyi, der seinen zweiten, selbst bezahlten Raumflug unternahm. Von den drei Raumfahrern, die mit Sojus-TMA 14 ins All gelangten, war Gennadi Padalka, der bereits seinen dritten Flug absolvierte, der erfahrenste. Er war bei zwei Langzeitmissionen bereits mehr als ein Jahr im Erdorbit.

In der letzten Phase der Annäherung übernahm auf Anweisung der Bodenstation Kommandant Padalka die Steuerung des Raumschiffes. Zuvor hatte die Automatik mehrfaches, kurzzeitiges Versagen eines Steuertriebwerks festgestellt, wollte daraufhin das Rendezvous abbrechen und das Raumschiff in eine Sicherheitsdistanz bringen. Padalka erklärte aber während des Fluges mit Handsteuerung, das Raumschiff fliege sich „wie in der Simulation“. Seiner Meinung nach wären alle Triebwerke funktionstüchtig.

Nach dem Docking mit der ISS am 28. März, dem obligatorischen Sicherheitsbriefing, einer Pressekonferenz und einer kurzen Eingewöhnungsphase übernahm die neue Besatzung am 2. April das Kommando über die Station. Fünf Tage später kehrte die alte Stammbesatzung, Michael Fincke und Juri Lontschakow, gemeinsam mit Charles Simonyi zur Erde zurück. Koichi Wakata, wurde zunächst in die Expedition-19-Crew übernommen und bei der nächsten Shuttle-Mission abgelöst.

Während der Mission wurden umfangreiche Forschungsarbeiten im Auftrag der beteiligten Raumfahrtagenturen NASA (USA), Roskosmos (Russland), ESA (EU), JAXA (Japan) und CSA (Kanada) vorgenommen. Sie betrafen die Fachbereiche Medizin, Biologie, Physik, Materialforschung, Erderkundung, Technologie und Astrophysik.

Beim Experiment Multi-User Droplet Combustion Apparatus – Flame Extinguishment Experiment (MCDA-FLEX, NASA) wurde die Effektivität von Feuerlöschsystemen in der Schwerelosigkeit erforscht. Zunächst im Modell untersucht, dienten die Experimente dazu, ein neues System für das in Entwicklung befindliche Orion-Raumschiff zu definieren. Das Experiment Kaskad (БТХ-26, Roskosmos) hatte das Studium der Kultivierung verschiedener Zelltypen unter kontrollierten Bedingungen zum Inhalt. Dazu wurde ein spezieller Bioreaktor verwendet. Im Rahmen von WAICO (Waving and Coiling, ESA) wurde untersucht, wie das Wachstum von Pflanzenwurzeln in der Schwerelosigkeit abläuft. Diese Versuche wurden mit Pflanzen der Gattung Arabidopsis in der Biolab Facility, einer Art Gewächshaus, vorgenommen. Vor allem wollte man herausfinden, ob das wellen- bzw. wickelförmige Wachstum der Wurzeln unabhängig vom Vorhandensein der Schwerkraft ist. Beim Experiment Rad Silk (JAXA) wurden die Auswirkungen lang anhaltender kosmischer Strahlung auf Eier von Seidenraupen der Gattung Bombyx mori erforscht. Das wohl außergewöhnlichste Experiment (ISS Moon Score) kam ebenfalls von den Japanern. Während der Mission wurden etwa 100 Bilder vom Mond angefertigt. Diese wurden zur Erde übertragen und bildeten durch Lage und Größe der Krater die Grundlage für die Noten einer Raumstations-Mond-Symphonie.

Der Beginn des Inkrements 19 markierte gleichzeitig die heiße Phase der Rückkehrvorbereitungen der alten Stationsbesatzung. Die russischen Piloten Lontschakow und Padalka arbeiteten mit einem speziellen Flugsimulationsprogramm, das die Reaktionsfähigkeit in Stresssituationen feststellen soll (Pilot-M/NEURO), testeten bzw. trainierten die Kommunikation zwischen Station und Raumschiff beim Ablegemanöver und überprüften das ASN-M, eine Komponente des russischen Satelliten-Navigationssystems an Bord der Station. Zur Nachbereitung der Kopplung der neuen Besatzung am Heck der Station wurden außerdem verschiedene Arbeiten vorgenommen. So wurde das Kopplungsaggregat inspiziert, die Sojus an Bordnetz und Luftstrom der Station angeschlossen, verschiedene Geräte im Raumschiff deaktiviert, die Sokol-Anzüge getrocknet und die speziell angepassten Sitzschalen für Simonyi und Wakata in den Raumschiffen Sojus-TMA 13 bzw. 14 getauscht.

Parallel zum Transfer biologischer Proben für verschiedene Experimente aus dem Raumschiff in eine spezielle Kühleinrichtung der Station (Konjugatsija, Bioemulsija, Bioekologija, Astrovaccine und Polygen in CryoGem 03) wurde Dakon-M, ein Beschleunigungsmesser des Systems Izgib deaktiviert. Mit diesem Gerät können Beschleunigungen, die im normalen Betrieb oder bei besonderen Ereignissen, in diesem Falle der Kopplung von Sojus-TMA 14 an die Station, genauer gemessen werden.

Während sich die Mitglieder der Expedition 18 auf ihre Rückkehr vorbereiteten, wurde bei den Neuankömmlingen die Anpassung an die Schwerelosigkeit zum Untersuchungsgegenstand. Bei SLEEP wurde der Einfluss des Lichtes auf das Befinden einer Person untersucht. Die schnellen Hell-Dunkel-Zyklen beeinflussen den Schlaf-Wach-Rhythmus der Raumfahrer. Dazu trug der Proband eine sogenannte Actiwatch, die sowohl dessen Aktivität als auch die Lichtintensität protokollierte. Eine ganze Woche lang war Koichi Wakata das Untersuchungsobjekt. Im Rahmen von Bisphosphonates nahm er außerdem ein spezielles Medikament ein, mit dem man eine Verringerung des Knochenabbaus in der Schwerelosigkeit erreichen will. Weitere Untersuchungen betrafen Blutdruck, Herz-Kreislauf-System, ein Belastungs-EKG, Lungenfunktion und Hörvermögen. Michael Fincke nahm hingegen an den Experimenten Integrated Immune (II) und Nutrition teil. Bei Nutrition werden Blut- und Urinproben genommen, ein Fragebogen zur Ernährung ausgefüllt sowie vor und nach der Rückkehr Knochen, oxidative Beschädigungen und hormonelle Änderungen untersucht. Es handelte sich um eine komplexe Studie zur Erforschung der physischen Veränderungen im menschlichen Körper bei längerem Aufenthalt in der Schwerelosigkeit. Bei II wurde hingegen die Entwicklung des Immunsystems beobachtet. Dazu wurden Speichelproben genommen.

Koichi Wakata arbeitete erstmals mit dem japanischen Manipulator (JEM RMS). Dabei führte er eine Reihe von Bewegungen aus und kontrollierte immer wieder die Genauigkeit und Handhabbarkeit. Bei der folgenden Shuttle-Mission wurden diese Fertigkeiten für das Andocken einer größere Außenplattform am Kibo-Modul benötigt. Viele der dort ablaufenden Experimente können ohne Außenbordarbeiten mittels Roboterarm betreut werden.

Weitere Arbeiten betrafen die Messung von Umweltparametern innerhalb der Station (Experiment Expert mit Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftströmung), die Aktivierung einzelner biologischer Proben (CryoGem), weitere Tests einer neuen GPS-Antenne, das Daten-Managementsystem im Columbus-Modul, die Kalibrierung einer Anlage zur Untersuchung von Flüssigkeiten und Verbrennungsprozessen (Fluids & Combustion Facility) sowie das Zuführen frischen Sauerstoffs zur Stationsatmosphäre aus dafür vorgesehenen Vorräten des Transportschiffs Progress-M 66. Reguläre Wartungen betrafen unter anderem ein Luftfiltersystem sowie eine Kondenswasser-Rückgewinnungsanlage, Neustarts verschiedener Computer, Inspektionen der Sportgeräte, das Auswechseln beziehungsweise Aufladen verschiedener Batterien in einem Feuermelder und mehreren Messgeräten, die Aufbereitung von bei Außenbordarbeiten benutzten CO₂-Filtern in Quest, Sicherung und Upload wissenschaftlicher Daten (Matrjoschka, Econ) sowie die Inspektion aller Luken im US-basierten Teil der ISS.

Mehrfach wurde via Amateurfunk Kontakt zu Bildungseinrichtungen in Kanada, Italien und Japan aufgenommen. Erdbeobachtungen (Crew Earth Observation) hatten überwiegend Einschlags- und Vulkankrater in Ghana, Mauretanien, Algerien, Equador und Kolumbien im Visier. Am 1. April standen auch einige Inseln im Fokus der Observation und Foto-Dokumentation.

Charles Simonyi nahm nur an wenigen Aktivitäten der Stationsbesatzung teil. Er führte eigene Messungen zur Strahlenbelastung durch, hatte mehrfach via Amateurfunk, Videokonferenz oder IP-Telefon Kontakt zur Erde und fotografierte interessante Gebiete und Phänomene des Heimatplaneten.

Während also Michael Fincke und Juri Lontschakow verstärkt Sport trieben, abschließende medizinische Untersuchungen an sich vornahmen oder vornehmen ließen, Proben von Experimenten für den Rücktransport vorbereiteten, mit einem speziellen Computerprogramm Flugsimulationen unter Zeitdruck und medizinischer Beobachtung (ein Elektroaculogramm zeichnete die Augenbewegungen auf) bewältigten und ein stundenlanges Landetraining absolvierten, begannen bei Gennadi Padalka, Michael Barratt und Koichi Wakata verschiedene Untersuchungen.

Neu war das Experiment Tipologija, bei dem man mittels EEG, psychologischer Tests und Frage-Antwort-Spiel herausfinden wollte, wann es um die Leistungsfähigkeit eines Langzeitraumfahrers besser oder schlechter bestellt war. Am liebsten wäre den Wissenschaftlern eine Anzeige, die angibt, welche Belastung dieser oder jener Proband in der aktuellen Phase schadlos verträgt. Gennadi absolvierte das Experiment erstmalig. Dabei musste er Farbtests bestehen und ein Computerfragespiel möglichst fehlerarm lösen. Das EEG wurde über eine Kappe mit Kopfelektroden abgenommen.

Zu den medizinischen Tests, die Koichi Wakata absolvierte kam Anfang April ein Langzeit-EKG hinzu. Dazu trug er ein transportables Gerät, das seine Werte auch im Schlaf aufzeichnete. Schließlich musste auch noch ein Ernährungsfragebogen ausgefüllt werden, was dann auch Michael Barratt erstmals vornehmen durfte. Weitere erwähnenswerte Experimente betrafen facettenartiges Kristallwachstum durchsichtigen organischen Gewebes in einer Anlage zur Physik von Flüssigkeiten in Kibo (FACET in Fluid Physics Experiment Facility), die Aktivierung eines Messgerätes zur Bestimmung von Beschleunigungswerten im US-Labor Destiny (SAMS = Space Acceleration Measurement System), die Untersuchung des Einflusses veränderter optischer Wahrnehmung u. a. durch optische Täuschungen auf die Motorik (3D Space), die Inbetriebnahme eines automatischen Experiments zur fotografischen Erfassung der Bewegungen von Kolloid-Verbindungen in einer Dispersion über sechs Tage (Binary Colloid Alloy Test 4, BCAT) sowie die Aktivierung mehrerer biologischer Proben unter kontrollierten thermischen Bedingungen (22 °C) zum Studium des Schwerkraftsinns von Pflanzen (Polca und GraviGen). Weitere Experimente betrafen die Einschätzung von Langzeiteinwirkungen geladener Partikel auf den Menschen (ALTEA) sowie das kanadische Experiment BISE (Bodies in the Space Environment), bei dem Michael Barratt durch eine Brille nur das Bild eines Computermonitors sah, auf dem Gegenstände und Buchstaben dargestellt waren. Untersuchungsgegenstand ist das Oben-Unten-Empfinden, das der Astronaut dabei hat.

Wartungstechnisch wurde an Lebenserhaltungs- und Versorgungssystemen (Elektrolysesystem zur Sauerstoffgewinnung, CO₂-Absorber, Wasseraufbereitungsanlagen) gearbeitet sowie Luftstrom, Fenster und Sportgeräte inspiziert. Außerdem wurden Inspektionen an Feuermeldern und einem Feuerlöschsystem sowie an medizinischen Geräten wie einem portablen Notfall-Defibrillator und dem Crew Health Care System Rack vorgenommen. Routinemäßige Arbeiten bestanden im Kontrollieren der Luftströmungssensoren, der Luftqualität (NH₃ und CO), der neuen Wasseraufbereitungsanlage, der sanitären Einrichtungen, der Sportgeräte und dem täglichen Aktualisieren des Inventurverzeichnisses. Amateurfunkkontakt bestand zu Schulen in Japan und Frankreich, Untersuchungsobjekte bei der Erdbeobachtung waren die Anden in Bolivien, der Santa-Maria-Vulkan in Guatemala, Sedimentfächer (Megafans) in Algerien, ausgewählte Bereiche in Arizona und New Mexico und die deutsche Hauptstadt Berlin. Erwähnenswert ist auch ein Bildungsprojekt. Im Rahmen von Fisika-Obrasowanije wurden Experimente mit „fliegenden Untertassen“ ausgeführt und aufgezeichnet.

Koichi Wakata und Michael Fincke arbeiteten an der Luftschleuse im Modul Kibo. Dabei wurden Transportsicherungen an der Schleusensteuerung und -anzeige, an einer Ventilbox und am Gleitschlitten entfernt und die Antriebswelle überprüft. Den Schlitten kann man zum Beladen in das Modul fahren und zum Entladen natürlich auch aus der Station. Dort wird dann im Normalfall mit dem japanischen Manipulator gearbeitet. Die Schleuse hat einen Innendurchmesser von 1,4 m und eine Länge von 2 m. Transferfracht darf die Abmessungen 64 x 83 x 80 cm nicht überschreiten und maximal 300 kg träge sein.

Der Merlin-Kühlbehälter musste nach einem Fehlalarm abgeschaltet werden. In ihm werden normalerweise Speisen und Getränke der Raumfahrer gekühlt. Eine ganze Weile war man auch noch mit der Nachbereitung der Außenbordeinsätze der Discovery-Besatzung beschäftigt. In den letzten Tagen wurden mehrere CO₂-Absorber-Patronen „ausgebacken“ und die Flüssigkeiten in den Kühlkreisläufen der verwendeten Raumanzüge gefiltert. Mit Iodverbindungen versetzt, vermeidet man auch biologische Kontaminationen.

Ein nicht neues aber möglicherweise ernstes Problem stellte ein beschädigter Radiator an der Gitterstruktur dar. Hier hatte sich ein Teil der Verkleidung gelöst, so dass die Kühlschlangen an einer kleinen Stelle freilagen. Dadurch könnte die Belastung auf das Material wachsen und ein Leck entstehen. Mit diesem Problem mussten sich aber die Techniker auf der Erde auseinandersetzen. Eine Reparatur während einer der nächsten Shuttle-Missionen wurde erwogen.

Dakon-M, ein Messsystem für Beschleunigungen in der Mikrogravitationsumgebung der Station wurde aktiviert und überprüft. Beim Andockvorgang von Sojus-TMA 14 waren keine Daten aufgezeichnet worden, dies funktionierte beim Abkoppeln von Sojus-TMA 13 besser. Am 8. April, wegen ungünstiger Bodenverhälnisse am vorhergesehenen Landeort einen Tag später als ursprünglich vorgesehen, koppelten Michael Fincke und Juri Lontschakow mit ihrem Raumschiff Sojus-TMA 13 von der Station ab und kehrten wenige Stunden später auf die Erde zurück. Auch der erste Weltraumtourist, der zweimal im All war, Charles Simonyi, hatte damit sein großes Abenteuer erfolgreich abgeschlossen.

Nun wendeten sich die drei Raumfahrer der ISS-Expedition 19 auch neuen Aufgaben zu. Der kanadische Roboter Dextre, der seit seiner Installation an der Außenseite des Moduls Destiny gewartet hatte, wurde an den 18 Meter langen Manipulatorarm der Station gekoppelt und in Richtung Gitterstruktur transportiert. Hier nahm man anschließend einige Übungen vor.

Zu Beginn eines Langzeitaufenthaltes werden zunächst viele medizinische Parameter aller Besatzungsmitglieder gemessen, um im Verlaufe des Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit auftretende Veränderungen später genau bestimmen zu können (u. a. Experimente CCISS, Periodic Health Status und Pnevmokard). Messungen der Wadenmuskulatur, der Körpermasse, des Blutdrucks, der Herz-Kreislauf- und Lungenfunktion gehören ebenso dazu wie Durchblutungsmessungen (Hirn, Finger sowie Photoplethysmogramm), Aufzeichnung von Herzgeräuschen, Atemfrequenzbestimmung, Urin- und Blutanalysen. Dazu diente eine ganze Reihe von Experimenten und Routineuntersuchungen, denen sich Gennadi Padalka, Michael Barratt und Koichi Wakata unterzogen.

Bei der Massebestimmung kann man keine normale Waage verwenden. Stattdessen kamen in Swesda und Columbus verschiedene Geräte zum Einsatz, bei denen ein Balken, an dem der Raumfahrer festgeschnallt ist, in Schwingungen versetzt wird. Bei bekannter Federkonstante lässt sich aus der Periodendauer die (träge) Masse berechnen. Weitere Experimente zum Komplex Physiologie waren Nutrition (Einfluss der Ernährung auf körperliche Veränderungen), SLEEP (Schlaf-Wach-Rhythmus), Biorhythm (Langzeit-EKG), Sonokard (kontaktfreie Überwachung möglichst vieler Körperfunktionen im Schlaf und beim Sport), Hematokrit (Messung der Abnahme der Anzahl der roten Blutkörperchen bei längeren Raumflügen) und Bisphosphonates (Medikamente gegen Knochenabbau).

Aber auch psychische Veränderungen wurden erforscht. Bodies in the Space Environment (BISE) untersucht mittels PC und einer „Brille“, mit der alles außer dem Bildschirminhalt ausgeblendet wird, wie Raumfahrer in der Schwerelosigkeit oben und unten empfinden. Dazu sehen sie die Buchstaben p und d auf verschiedenen Hintergrundbildern. Die Buchstaben sind praktisch identisch, wenn man sie um 180° dreht. Die Raumfahrer müssen sich nun kurzfristig entscheiden. Präfrontale Hirnfunktionen und räumliche Wahrnehmung waren genauso Forschungsgegenstand wie der Einfluss der in diesem Fall nicht vorhandenen Gravitation auf Hirnaktivitäten.

Im Rahmen von WinSCAT (Spaceflight Cognitive Assessment Tool for Windows) wurden mittels Frage-Antwort-Test die kognitiven Fähigkeiten in Abständen von 30 Tagen bestimmt. Untersucht wurden Lern- und Konzentrationsfähigkeit, Aufmerksamkeit, Kurzzeitgedächtnis, räumliches Vorstellungsvermögen und mathematisch-logische Fertigkeiten. Michael Barratt war erster Proband. Zusätzlich wurden von den einzelnen Besatzungsmitgliedern private medizinische Konferenzen (PMC) mit Betreuern auf der Erde abgehalten und Fragebögen zum persönlichen Befinden, zur Zusammenarbeit in Teams (innerhalb der Station sowie mit den Kontrollzentren) und eventuellen Zwischenfällen ausgefüllt (Wsaimodeistwije/Interactions).

Experimentiert wurde auch zu Verbrennungsvorgängen in der Schwerelosigkeit (Fluids & Combustion Facility mit Methanol), Colloiden (BCAT-4), Kristallwachstum (CGBA 5 & FACET) und Technologie (ENose). Bei FACET beispielsweise wurde das facettenartige Wachstum durchsichtiger organischer Materialien in der Schwerelosigkeit aufgezeichnet. Die meisten dieser Untersuchungen benötigten nur einen gringen Betreuungsaufwand.

Die Erdbeobachtung rückte zudem verstärkt in den Mittelpunkt des Interesses. Neben den obligatorischen Observationen besonderer Vorkommnisse auf der Erde (Crew Earth Observation, Uragan bzw. Ekon), bei denen man u. a. die Städte Peking, Pjöngjang, Belgrad, Minneapolis/St. Paul, Kairo, Teheran, Athen, Mumbai, Dehli, Wien, Prag, Bratislawa, Budapest, Baku, Berlin, Riad, Tunis, Khartoum, Nouakchott (Mauretanien), Austin, Houston, Muskat (Oman) und Mexico City im Fokus hatte, wurden auch die italienische Erdbebenregion um L’Aquila, der Drei-Schluchten-Staudamm, Zentral-Japan, die Region um Baikonur, der Slate-Island-Krater in Kanada, der Redoubt-Vulkan in Alaska, die Karpaten, der Sewan-See, die Flüsse Don und Wolga, die Kurilen und Kamtschatka im Detail fotografiert.

Neu aufgebaut wurde die Multispektralkamera AgCam (Agricultural Camera), die von Studenten der University of North Dakota entwickelt wurde und mit der sich landwirtschaftlich interessante Phänomene untersuchen lassen. Im sichtbaren Licht und im nahen Infrarot ließen sich Aussagen z. B. über Reifegrad, Schädlingsbefall oder ökologische Parameter gewinnen. Beobachtungsregionen waren Felder, Wiesen, Wälder und Feuchtgebiete im Norden der USA.

Ebenfalls neu installiert wurde ein Pflanzenexperiment im Lada-Gewächshaus. Hier kann das Wachstum von Pflanzen von der Aussaat über die Befruchtung bis zur Ernte in der Schwerelosigkeit unter kontrollierten Bedingungen beobachtet und aufgezeichnet werden.

Reparaturarbeiten wurden am Trainingsfahrrad Cycle Ergometer with Vibration Isolation System (CEVIS) und mehreren Steuercomputern (TVS) vorgenommen. Breiten Raum nahmen auch mikrobiologische Analysen von Wasserproben sowie Untersuchungen der Luftqualität (Formaldehyd-Konzentration) und des Geräuschpegels an 54 Messpunkten ein. Dazu verwendete Koichi Wakata ein spezielles Schallpegelmessgerät (Sound Level Meter). Darüber hinaus wurden Luftstromsensoren, Lebenserhaltungssystem und hygienische Einrichtungen täglich, andere Komponenten wie Feuerlöscher, Sauerstoffgeneratoren oder CO₂-Absorber in festgelegten Intervallen oder bei bestimmten Anlässen kontrolliert. Weitere Wartungsarbeiten betrafen die Toilette (Austausch von Schläuchen und weiterer mobiler Teile gegen neue), die Extravehicular Mobility Units (EMU), die US-Raumanzüge, (Versetzen der Kühlflüssigkeit mit Iod zur Vermeidung bakteriologischer Kontaminationen), verschiedene Computer (Reboots, Antivirenupdate), Avionics Rack 3 sowie Luftventilatoren.

Amateurfunkkontakt bestand mit Schülern in Japan sowie mit verschiedenen Einrichtungen in Russland aus Anlass des 48. Jahrestages des ersten Raumfluges am 12. April 1961. Natürlich gab es auch höchstoffizielle Kontakte mit Roskosmos, Energia, dem Institut für biologisch-medizinische Probleme (IBMP) sowie dem Gagarin-Trainingszentrum im Sternenstädtchen in der Nähe von Moskau, Pressekontakte mit CNN und ABC sowie private Familienkonferenzen. Am 16. April feierte Michael Barratt seinen 50. Geburtstag.

Koichi testete für die japanische Frauenuniversität Tokio einen neuen Bordanzug mit fantastisch anmutenden Eigenschaften. Er ist antibakteriell, desodorierend, wasseraufsaugend, thermisch isolierend, schnelltrocknend, feuerresistent, antistatisch, komfortabel und attraktiv.

Nachdem Dextre (Special Purpose Dexterous Manipulator – SPDM) von der Erde aus ferngesteuert an einen zukünftigen Testort transportiert wurde, trainierte die ISS-Besatzung den praktischen Umgang mit dem Space Station Remote Manipulator System SSRMS (Canadarm2) und testete dabei einen speziellen Algorithmus, mit dem Fehlstellungen des Arms vor dem Ankoppeln an einer Power & Data Grapple Fixture (PDGF) erkannt und automatisch Anpassungen vorgenommen werden sollen (Force Moment Accomodation). Allerdings kam es dabei zu einer Bewegung um etwa 10 cm, die nicht von den Astronauten veranlasst wurde. Daraufhin wurde das FMA zunächst wieder dektiviert. Weitere Untersuchungen folgten.

Mehrere Tage lang waren Michael Barratt und Koichi Wakata mit der regulären Wartung des aktiv schwingungsgedämpften Laufbandes TVIS beschäftigt. Diese Arbeiten wurden im Verbindungsknoten Unity vorgenommen und komplett gefilmt. Nach dem Zerlegen des Sportgerätes wurden das Lamellenband selbst und die Rolllager ausgetauscht. Ein Schwungrad konnte nicht gewechselt werden, da man das Ersatzteil nicht fand. So wurde das gebrauchte Teil geschmiert und erneut eingesetzt. Zusätzlich wurden die Steuerelektronik ausgewechselt, ausgefranste Drahtseile erneuert, das Gerät wieder zusammengesetzt, ausgerichtet und getestet. Am Ergometer CEVIS wurde ebenfalls gearbeitet. Hier wurde allerdings nur eine Anzeige ausgetauscht. Das Kraftsportgerät ARED wurde lediglich einer gründliche Inspektion unterzogen.

Ein wiederbelebtes, für die Expedition 19 aber neues Experiment ist Relaksatsija. Dabei werden Leuchterscheinungen in der Erdatmosphäre studiert. Zunächst vom Swesda-Fenster Nr. 2 aus wurden Chemoluminiszenz und atmosphärische Lichtphänomene spektral analysiert. Später wurden im Fenster Nr. 9 eine UV-Kamera, ein Spektrometer sowie ein Camcorder und ein Computer zur Datenaufzeichnung und Steuerung installiert. Mit der neuen AgCam (Agricultural Camera) wurden von Destiny aus multispektrale Bilder bestimmter Regionen im Norden der USA gewonnen. Aus den Daten lassen sich Rückschlüsse auf Bodenfeuchtigkeit, Schädlingsbefall, Reifegrad und zu erwartende Erträge bei Feldfrüchten, auf Weide- und Grasland sowie in Feuchtgebieten und Wäldern ziehen. Im Rahmen der Langzeiterdbeobachtungen Crew Earth Observation, Uragan und Ekon wurden u. a. die Flüsse Oder, Ganges, Mississippi und Wolga, die Taman-Schlammvulkane, Galapagos und die Darwin-Inseln sowie ein längst erstarrter Lavafluss in Arizona fotografiert. In diesem schroffen Felsgebiet wurde später das neue NASA-Mondauto LER (Lunar Exploration Rover) getestet. Die „Luftbilder“ hatten dabei denselben Zweck, wie die Aufnahmen des Mars Reconnaissance Orbiter für die Marsrover Spirit und Opportunity.

Gennadi Padalka verwendete die Messaparatur Expert dazu, Umweltparameter an schwer zugänglichen Stellen der Station zu bestimmen, um das Korrosionsrisiko einschätzen zu können. Gemessen wurden Temperatur, Feuchtigkeit, Luftstrom und Wärmeverluste mittels Infrarot-Thermometer, Thermohygrometer, Wärmeverlust-Anemometer und Ultraschall-Analysator. Einige Zeit investierte er auch in das Bildungsprojekt Fisika Obrasowanije. Das Teilexperiment Phase behandelt dabei die langsame, vollständige Trennung von Flüssigkeit und Gas in einer Dispersion in der Mikrogravitation. Das Teilexperiment UFO (fliegende Untertasse) beschäftigte sich dagegen mit Schweben und Rotation einer flachen Scheibe mit und ohne Präzession. Von allen Experimenten wurden Bild- und Videoaufzeichnungen gemacht, die später an Schulen und Hochschulen verwendet wurden. Weitere Spezialaufgaben für den Kommandanten waren die Vorbereitung des zweiten, neu eingetroffenen Orlan-MK-Raumanzuges (Aktivierung und Drucktest, Überprüfung der Schnittstellen, Vorbereitung des Telemetriesystems, Installation von Sauerstofftank, Lithiumhydroxidkanistern, Lampen und Batterien), die Reinigung und den teilweisen Austausch von Luftventilatoren zur Erhaltung des Luftstroms, den Transfer von Gasen und Treibstoffen aus dem angedockten Frachter Progress-M 66, die Reaktivierung des Sauerstoffgenerators Elektron (nach Filtertausch und Neuverkabelung), die Reinigung von Kameralinsen, Abdeckkappen und eines CCD-Sensors in einer Kamera, Datensicherung (z. B. vom ESA-Außenexperiment Exposure-R) sowie die Beschäftigung mit Computerproblemen. Der Terminalcomputer TVM 1 (aus Deutschland) lief immer noch nicht kontinuierlich (Abbruch nach 80 Minuten).

Vorbereitet wurde das Experiment CARD, das bereits 2006 von Thomas Reiter auf der ISS durchgeführt wurde. Blutvolumen und Blutdruck nehmen bei längerem Aufenthalt in der Schwerelosigkeit ab. Dieser Effekt tritt auch bei bestimmten Krankheitsbildern auf der Erde auf. Man untersuchte nun, ob die zusätzliche Einnahme von Salz diesem entgegenwirkt. Dazu waren umfassende kardiologische Tests nötig. Ebenfalls in der Vorbereitungsphase befand sich Stimul 1. Hierbei soll der Proband einen speziellen Anzug tragen, in dessen Hosenbeinen Elektroden eingenäht sind, die bestimmte Muskelfasern elektrisch stimulieren. Der wesentliche Teil der dabei verwendeten Ausrüstung traf aber erst mit dem nächsten Progress-Frachter auf der Station ein.

Dutzende automatische Experimente liefen währenddessen weiter und bedurften hin und wieder der Betreuung (Datenübertragung, Batterie- oder Probenwechsel, kleinere Reparaturen). Außerdem wurden der Gesundheitszustand der Raumfahrer eingehend überwacht und medizinische Untersuchungen fortgeführt. Reinigungsarbeiten, Sport, Status-Checks (Kühlgeräte GLACIER, MELFI, MERLIN), Luft- und Wasseranalysen komplettieren das Arbeitsprogramm der dreiköpfigen ISS-Besatzung. Zudem mussten die Lebenserhaltungssysteme kontrolliert und gewartet werden. Ein kleines Problem bereitete dabei die Wasseraufbereitungsanlage. Ein Rückschlagventil funktionierte nicht wie vorgesehen, deshalb waren die Abwasserbehälter jetzt zu 70% gefüllt. Die Bodenkontrolle erarbeitete einen Weg, das mittlerweile als überflüssig eingestufte Ventil auszubauen. Glücklicherweise sind alle hygienischen Einrichtungen in der Station doppelt vorhanden.

In der Nacht vom 22. zum 23. April fand ein Struktur- und Dynamiktest für das Solarzellenmodul S4 statt. Dazu wurden Triebwerke etwa 5 Minuten lang wechselseitig gezündet. Dabei wurden Kräfte und Bewegungen an bestimmten Punkten von S4 gemessen. Für das zweite Steuerbordelement mit Solarzellen S6 wurde ein analoger Test in der Nacht vom 26. zum 27. April durchgeführt.

Ende April wurde das Acoustic Measurement Protocol initiiert. Dazu trugen Gennadi Padalka, Michael Barratt und Koichi Wakata kleine Mikrofone sowie Messgeräte und Speicher am Körper. Hiermit wurden die Lärmpegel, denen die Raumfahrer ausgesetzt sind, über einen längeren Zeitraum erfasst. Außerdem wurden auch stationäre „akustische Dosimeter“ eingeschaltet. Diese Untersuchungen werden während jeder ISS-Expedition zweimal vorgenommen.

Danach wurde das Frachtraumschiff Progress-M 66 auf seinen Abflug vorbereitet. Dazu überprüfte Koichi verschiedene Verbrauchsgüter, wie Blutanalyse-Kits und Transportverpackungen, auf ihre weitere Verwendbarkeit. Nicht mehr nutzbare Materialien wurden aussortiert und ins Progress-Raumschiff transportiert. Bis zum 4. Mai allerdings wurde Progress-M 66 noch zur Kontrolle der Rollbewegungen der gesamten Station und für eventuelle Ausweichmanöver verwendet. Außerdem wurde Luft aus einem speziellen Tank des Raumschiffes dazu verwendet, die Atmosphäre in der Station aufzufrischen. Zusätzlich wurden verschiedene Tests ausgeführt und die Treibstoffleitungen durchgespült.

Ziele von Erdbeobachtungen waren u. a. die Galapagosinseln, Kilauea und Mauna Lea auf Hawaii, der Tschadsee, die Städte Bukarest, Mexico City, Key Largo, Rio de Janeiro und Tucson, die Insel Madeira sowie der Villarrica-Vulkan in Chile. Vorgenommen wurden auch biochemische Urinanalysen sowie Untersuchungen der Luft- und Wasserqualität. Dabei wurde Wasser aus der Urinaufbereitungsanlage für hygienische Zwecke als geeignet eingestuft und freigegeben. Als Trinkwasser lässt es sich erst dann verwenden, wenn das gelöste Iodid ausgefiltert wurde. Im Rahmen von ALTEA (Anomalous Long Term Effects on Astronauts) wurden 6 Dosimeter in der Station aktiviert, mit denen die Strahlenbelastung gemessen wurde. Auf demselben Gebiet wurde auch mit den Experimenten Matrjoschka und Tissue Equivalent Proportional Counter Detector geforscht. Dabei wurden der menschliche Körper bzw. lebendes Gewebe durch spezielle Materialien simuliert und damit praxisnähere Daten gewonnen. Im Rahmen von Bildungsprogrammen wurden die Experimente Try Zero G und Photo-Moon durchgeführt.

Weitere wissenschaftliche Experimente waren EarthKAM (Earth Knowledge Acquired by Middle School Students), bei dem mittels elektronischer Kamera Bilder von Gebieten der Erdoberfläche angefertigt und zur Auswertung an Schulen übertragen wurden, Sonokard, bei dem Daten des Herz-Kreislaufssystems (EKG) ohne Anlegen von Elektroden einfach durch Tragen eines sensitiven T-Shirts gewonnen wurden, SLEEP zur Untersuchung der Auswirkungen der Lichtbedingungen auf Schlaf-Wach-Rhythmus und Arbeitsfähigkeit der Raumfahrer sowie Bodies in the Space Environment (BISE), bei dem mittels computergenerierter Bilder der Zusammenhang zwischen psychischer und körperlicher Wahrnehmung untersucht wurde.

Im Rahmen von Tipologija wurde gemessen, wie das menschliche Gehirn in Stresssituationen reagiert und welches Stresslevel für das normale Arbeiten in der Raumstation geeignet ist. Dabei trug Gennadi Elektroden für ein EEG während er verschiedene Aufgaben löste. Dazu gehörten adaptives Training nach Lüscher, mathematische Problemlösungsprozesse aber auch Computerspiele wie Minesweeper und Tetris. Ein physikalischer Versuch, den Michael Barrat durchführte, war SPICE (Smoke Point in Co-flow Experiment). Dabei wurden Verbrennungsprozesse im kontrollierten und von der Stationsluft hermetisch abgeschirmten Umfeld der Microgravity Science Glovebox (Handschuhbox für Wissenschaft in der Mikrogravitation) so gesteuert, dass man den Punkt genau bestimmen konnte, an dem es zu rauchen begann. Der diesmal verwendete Brennstoff enthielt 75% Propylen.

Die Tests am neuen russischen Orlan-MK-Raumanzug (integriertes EKG) konnten abgeschlossen werden, während im US-Schleusenmodul Quest aufgeräumt wurde. Außerdem wurde das Ladegerät 4 untersucht, das zuvor für die Tiefentladung einer Batterie verantwortlich war. Im russischen Ausstiegsmodul Pirs waren reguläre Tests an Schaltern und Sicherungen an der Reihe.

Probleme gab es immer noch mit Computern in verschiedenen Stationsmodulen. Eines konnte offenbar dadurch beseitigt werden, indem man nach dem Herunterfahren für kurze Zeit die Batterien entfernte. Nach dem erneuten Hochfahren schien alles normal zu funktionieren. Am Telemetriesystem in Swesda wurde weiter gearbeitet. Außerdem wurde ein internes russisches Kommunikationssystem für Telefonie, Telegrafie, Kommunikation während Außenbordarbeiten, Packet-Email und Steuersignale mit an- bzw. abfliegenden Raumschiffen (TORU) getestet.

Gennadi Padalka nahm an sich selbst eine komplexe Erfassung wichtiger Parameter in Ruhe und unter Belastung vor. Dabei wurden die Bewegung des Herzmuskels (Kinetokardiogramm), die Durchblutung von Lunge (Rheoplethsmogramm) und Gehirn (Rheoenzephalogramm) sowie die Herzfrequenz aufgezeichnet, während der Proband für jeweils 3 Minuten eine Leistung von 125, 150 bzw. 175 Watt auf dem VELO-Ergometer halten musste.

Außerdem wurden verschiedene chemisch-biologische Parameter in der Station überwacht. Koichi Wakata überprüfte die Petrischalen, in denen fünf Tage zuvor Proben aus der Stationsluft bzw. von verschiedenen Oberflächenabstrichen kultiviert worden waren, auf Keimbelastung. Weitere Systeme erfassten die Belastung der Stationsluft oder verschiedener Wasserreservoire mit biologischen oder chemischen Substanzen.

Am 3. Mai wurde das Beladen des Frachters Progress-M 66 abgeschlossen. Zuletzt war noch Urin aus der Station in leere Tanks des Raumschiffs umgepumpt worden. Als abschließende Arbeiten vor dem Abkoppeln wurden ein Temperatursensor und eine Lampe zur Wiederverwendung entnommen, die Steuerung der Triebwerke vom Stationscomputer auf die Bordelektronik des Frachters umgeschaltet, der Kopplungsmechanismus in der Außenluke des Ausstiegsmoduls Pirs eingebaut, einige Halteklammern gelöst, ein Schlauch zur Belüftung und Thermoregulierung demontiert und die Luken geschlossen. Nach dem etwa einstündigen Dichtheitstest war Progress-M 66 zum Abflug bereit. Die Abkopplung erfolgte am 6. Mai um 16:17 Uhr UTC. Zuvor hatten Padalka und Michael Barratt ein dreistündiges Training am Fernsteuerungssystem TORU für an- und abfliegende Raumschiffe absolviert. Nach dem Abkoppeln wurde in der Station ein Amateurfunksystem aktiviert, über das Untersuchungen zu Interferenzen mit dem Telemetriesystem des Frachters vorgenommen werden konnten. Progress-M 66 flog noch zur Durchführung von Plasmaexperimenten bis zum 18. Mai autonom. Dann wurde das Raumschiff über dem Pazifik zum Absturz gebracht.

Am 5. Mai wurde der Stationsmanipulator Canadarm2 auf dem Mobilen Transporter (MT) in eine für eine Fahrt günstige Position gebracht. Der MT wurde am folgenden Tag, von der Erde aus ferngesteuert, von Arbeitsstation 4 nach 7 verlegt. Am 7. Mai wurde das Videosystem des Space Station Remote Manipulator Systems (SSRMS), wie der Manipulator offiziell heißt, dazu verwendet, einen CETA-Transportkarren sowie das Drehgelenk zur Rotation der Solarzellen auf der Backbordseite (Portside Solar Alpha Rotary Joint, SARJ) zu begutachten und photometrisch zu vermessen. Außerdem wurde im Gegenlicht der Ausstoß von Ammoniak aus einem Radiator des Gitterelements S1 aufgezeichnet.

Weitere Arbeiten betrafen Wartung und Reinigung verschiedener Stationskomponenten (Sportgeräte, Lebenserhaltungssystem, Luftstromventilatoren und -filter), Status-Checks an verschiedenen Experimenten (BCAT, Rastenija), die Analyse von Luft- und Wasserproben, Inventur und Überprüfung von EVA-Zubehör in Quest, die Neuanordnung von Beschleunigungsmesssensoren (SAMS), das Bereitlegen von Werkzeugen und Hilfsmitteln für die Anfang Juni anstehenden Ausstiege, die Inspektion von Feuerwarn- und -löschsystemen sowie ein einstündiges Notfalltraining. Ein Problem entstand im weiterentwickelten russischen Telemetriesystem. Von den neuen Raumanzügen des Typs Orlan-MK wurden bis dato keine Daten empfangen.

Am 7. Mai startete der zweite russische Frachter mit digitaler Steuerung, Progress-M 02M, von Baikonur aus ins All. An Bord befanden sich 2,59 Tonnen Treibstoff, Versorgungs- und Verbrauchsgüter, Bekleidung, Ersatzteile, Experimentiergut, Dokumentationen, Wasser, Luft und Sauerstoff. Zur Fracht gehörte auch der dritte Orlan-MK-Raumanzug. Der 33. ISS-Progress-Frachter koppelte am 12. Mai nach ausgiebigen Tests vollautomatisch am Schleusenmodul Pirs an. Die Besatzung, die für Notfälle an einem Fernsteuerungssystem bereit stand, musste nicht eingreifen. Beim ersten Raumschiff dieses überarbeiteten Progress-Typs im Dezember letzten Jahres hatte eine unsinnige Entfernungsangabe dazu geführt, dass der automatische Anflug abgebrochen und per Handsteuerung angedockt werden musste. Am Tag nach dem Kopplungsmanöver wurde der Frachter gesichert, geöffnet und an das Bordversorgungs- und Kontrollsystem der Station (Luft, Temperatur, Energie) angeschlossen.

Am 13. Mai wurde der Mobile Transporter samt Manipulatorarm von Arbeitsstelle 7 zurück nach 4 verlegt. Mit Hilfe einer Kamera am Canadarm2 wurde am nächsten Tag der Ausstoß von etwa 20 kg Ammoniak aus dem Kühlsystem der Station aufgezeichnet. Auch von der Erde aus wurden die Auswirkungsen dieses Ausstoßes auf die umgebende Hochatmosphäre beobachtet. Damit wurde aber auch der Kühlkreislauf A, einer von insgesamt 4 vorhandenen, trockengelegt. Vor einiger Zeit hatte man eine Beschädigung am Radiator auf Gitterelement S1 festgestellt. Materialermüdung oder Mikrometeoritentreffen könnten dort einen Riss entstehen lassen, durch den Kühlmittel verlorengeht. Im schlimmsten Fall könnte sämtliches Kühlmittel entweichen, da es kein Messgerät für die noch vorhandene Ammoniakmenge gibt. Deshalb hat man sich entschlossen, den betreffenden Kühlkreislauf zu deaktivieren. Die anderen Kühlschleifen bieten ausreichend Kapazität zum Abführen der Wärme, die in den elektrischen Anlagen im Außenbereich der Station entsteht.

Reparaturarbeiten wurden an einer verstopften Kondenswasserleitung im Europäischen Labormodul Columbus vorgenommen. Experimentelle Tätigkeiten betrafen unter anderem die Pflege und Überwachung der Gerstenpflanzen im Lada-Gewächshaus (Experiment Rastenija), die Neuausrichtung der Kristallisationszelle 2 in einer entsprechenden Anlage im Modul Kibo (Experiment FACET), die Erforschung von Verbrennungsprozessen und insbesondere der Temperatur, ab der bei verschiedenen Brennstoffen Rauchbildung auftritt (Experiment SPICE) oder die Entwicklung kognitiver Fähigkeiten wie Lern- und Konzentrationsvermögen, Aufmerksamkeit, Kurzzeitgedächtnis, räumlicher Vorstellung und mathematisch-logischen Fertigkeiten (WinSCAT).

Zur Vorbereitung der Ankunft des neuen Ausstiegs-, Kopplungs- und Forschungsmoduls MIM 2 installierte Gennadi Padalka neue Steuerungs- und Navigationshardware im Kopfteil des Servicemoduls Swesda.

Koichi Wakata demonstrierte für Bildungszwecke das Verhalten verschiedener Körper in der Schwerelosigkeit (u. a. Bekleidung, ein fliegender Teppich und Wasser). Außerdem fanden mehrere Konferenzen mit dem Flugleitzentrum statt. Funkkontakt wurde auch zu Teilnehmern der flämischen Weltraumtage in Leuven (Belgien), Schülern der Besyo-Grundschule in Saitama (Japan) und Reportern des Rossiski Kosmos Magazin aufgenommen. Außerdem eröffnete Koichi im russischen Fernsehen die Abstimmung beim „Eurovision Song Contest“ aus dem Weltall. Erdbeobachtung spielte Mitte Mai dagegen kaum eine Rolle. Lediglich Gletscher und Küstenbereiche in Südamerika wurden fotografiert.

Am 18. Mai wurde durch das japanische Besatzungsmitglied Koichi Wakata das fehlerhaft arbeitende Rückschlagventil innerhalb der Wasseraufbereitungsanlage der Station nach mehreren Stunden Arbeit erfolgreich ausgebaut. Letztere funktioniert durch eben dieses als überflüssig angesehene Bauteil seit Anfang Mai nicht mehr. Nach einem Dichtheitscheck der Anlage wurde ihr Vorratstank zu etwa 35% mit Urin aus der russischen Toilette befüllt. In der Nacht auf Dienstag folgte ein erfolgreicher Testlauf und so war die Wasseraufbereitungsanlage endlich bereit, Trinkwasser zu gewinnen. Wakata füllte noch am selben Tag deren Vorratstank wieder auf und schloss am Mittwoch die Anlage an die amerikanische Toilette der Raumstation an, sodass weitere Umfüllaktionen hinfällig wurden.

Der 20. Mai war auch der Tag, an dem die 19. Langzeitbesatzung schließlich grünes Licht bekam, das Wasser aus der Aufbereitungsanlage zu trinken. Zahlreiche Gäste versammelten sich dafür im ISS-Kontrollzentrum in Houston und im Marshall Space Flight Center in Huntsville, wo die Anlage geplant und konstruiert worden war. Während einer Videokonferenzschaltung sprach die Besatzung einen kurzen Toast aus, bevor sie schließlich das erste Mal recyceltes Wasser aus Päckchen trank. Man rechnet damit, dass die Aufbereitungsanlage die Menge an Wasser die zur Station geliefert werden muss in Zukunft um ungefähr 65% verringern wird. Die jährlichen Einsparungen betragen mehrere Millionen US-Dollar. Zudem ist es ein hervorragendes Beispiel für Technologie, die bei zukünftigen Reisen zu Mond, Mars und darüber hinaus unabdingbar sein wird.

Neben diesem wichtigen Ereignis in der Geschichte der Internationalen Raumstation, führte die 19. Langzeitbesatzung weiter Experimente und Wartungsarbeiten durch. So wurde durch Michael Barratt das Experiment SLEEP (Sleep-Wake Actigraphy & Light Exposure during Spaceflight) fortgeführt, bei dem die Schlafzyklen, aber auch wie stark das Besatzungsmitglied Licht im Laufe des Tages ausgesetzt ist, durch Detektoren in einem Armband aufgezeichnet werden. Außerdem nahm Koichi Wakata Alendronat-Tabletten ein. Letzteres ist Teil eines Experiments, das Medikamente testen soll, die dem bis dato noch ungelösten Knochenschwund bei Langzeitaufenthalten im All entgegenwirken sollen. Der derzeitige Kommandeur der ISS, Gennadi Padalka, unterzog sich einem russischen Experiment, das unter anderem mit Hilfe eines Blutdruckmessgerätes die Arbeitsweise des Herzens in der Schwerelosigkeit genauer als bisher untersuchen soll. Dafür musste Padalka mehr als eine Stunde ohne Sprechen und Bewegung verbringen.

Außerdem wurden erste Vorbereitungen für den Besuch des Space Shuttles Endeavour im Juni getroffen. Vor allem ging es darum, Equipment und Fracht, die von der Raumfähre zur Erde zurückgebracht werden soll, für die Abreise zu sammeln und zu verpacken. Gennadi Padalka und Michael Barratt trainierten erstmals für das Shuttle-RPM (Rotation Pitch Maneuver). Dabei wurden die Besatzungsmitglieder auf das Schießen der Fotos vom ankommenden Space Shuttle vorbereitet, wenn letzteres seine berühmte Drehung um die Querachse vollführt, um eventuelle Schäden des Hitzeschildes zu entdecken. Sie haben werden dafür nur etwa nur 90 Sekunden Zeit.

Am 21. Mai wurden die ersten konkreten Vorbereitungen für den nächsten Ausstieg vorgenommen, der für den 5. Juni geplant war. Gennadi Padalka und Michael Barratt sahen sich den Zeitplan dafür an und bereiteten Equipment vor. Im Übrigen führte Padalka die Installation von Systemen, die für die Kopplung mit dem neuen Modul Poisk (MIM 2) von Bedeutung sind, im Modul Swesda fort.

Zu den Aufgaben gehörte auch die Weiterführung der Reparatur eines Ergometers der Station, bei dem vor einiger Zeit eine bedeutende Diskrepanz zwischen der eingestellten und der tatsächlichen Belastung beobachtet wurde. Koichi Wakata reinigte das Innere des Sportgeräts gründlich mit Zahnbürste und Staubsauger. Zuvor setzte Koichi Wakata den Stationsmanipulator SSRMS auf die dritte PDGF (Power & Data Grapple Fixture) der Mobile Base System genannten Plattform, um ihn in eine günstige Position zur visuellen Überwachung des Roboterarms Dextre zu bringen. Außerdem führte er am 22. Mai eine Überprüfung eines weiteren Roboterarms am japanischen Labormodul Kibō durch.

Mit dem Eintreffen der Besatzung des Raumschiffes Sojus-TMA 15 begann eine neue Etappe der Nutzung der Internationalen Raumstation. Erstmals bestand die Stammbesatzung der ISS aus 6 Raumfahrern, die obendrein noch alle beteiligten Staaten bzw. Staatenbünde repräsentierten. Dieser Schritt wurde auch politisch angemessen gewürdigt. Das am 27. Mai gestartete Raumschiff Sojus-TMA 15 hatte zwei Tage später, gegen 12:34 Uhr UTC, erfolgreich an der ISS angekoppelt. 14:15 Uhr wurden nach ausgiebigen Dichtheitstests die Luken zwischen Raumschiff und Station geöffnet und die Neuankömmlinge willkommen geheißen. Beim ersten Videotermin wurden Grüße und Glückwünsche rund um die Welt ausgetauscht, vor allem kamen Verwandte der Raumfahrer zu Wort. Danach wurde das Sicherheitsbriefing absolviert und man begann als ISS-Expedition 20 gemeinsam mit der Arbeit.

Auf der Erde hingegen wurden die neue Nutzungsphase von Offiziellen der Raumfahrtagenturen gewürdigt und Zukunftsperspektiven diskutiert. Dabei wurde u. a. auch einer Veröffentlichung widersprochen, Russland verfolge Pläne, das eigene Segment von der ISS abzukoppeln. Man wolle vielmehr die ISS in ihrer Gesamtheit so lange wie möglich effektiv nutzen.

Die ISS-Expedition 20, der die Raumfahrer Gennadi Padalka, Michael Barratt, Koichi Wakata, Frank de Winne, Robert Thirsk und Roman Romanjenko angehören, ist die bisher internationalste Crew eines Raumfahrzeugs überhaupt. Mit der Aufstockung der Besatzung wird zudem die wissenschaftliche Arbeit einen erheblich größeren Anteil an den Arbeiten aller Besatzungsmitglieder einnehmen, nämlich etwa 50%.

Der Beitrag Expedition 19 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Günther Glatzel & Ralf Möllenbeck.

Am 31. Mai erfolgte die Kommandoübergabe von Oleg Kotow an Alexander Skworzow, zwei Tage später kehrte die Besatzung von Sojus-TMA 18 zur Erde zurück. Damit begann die Mission der ISS-Expedition 24. Am 5. und 8. Juni wurde die Bahn der Internationalen Raumstation im Verlaufe von drei Bahnmanövern um mehr als 10 km angehoben. Dabei wurde eine Geschwindigkeitsänderung von zusammen fast 6 m/s realisiert. Am 5. Juni wurden dazu die Triebwerke am Heck des Servicemoduls Swesda verwendet, am 8. Juni die des an Pirs angedockten Frachters Progress-M 05M.

Die Mannschaft führte etliche Wartungsarbeiten durch. Alexander Skworzow prüfte täglich die Aerosol-Filter des „Elektron“-Sauerstoffgenerators, Michail Kornijenko ersetzte Staubfilter, wechselte Batterien an Dosimetern und erledigte eine vorbeugende Wartung des Lüftungssystems im Swesda-Modul. Zusammen demontierten beide das russische Fahrradergometer Velo VB 3 und ersetzten es durch ein neues mit der Bezeichnung VB 3M. Dieses wurde mit dem Raumfrachter Progress M-04M zur ISS geliefert, war im MIM 2Poisk zwischengelagert und wird nun für seine Nutzung ausgerüstet. Im Modul Rasswjet (MIM 1) deinstallierte Alexander Skworzow die Elektronikausrüstung des automatischen Steuerungssystems, welche für das Kopplungsmanöver während STS 132 benötigt wurde. In Vorbereitung auf die Ankunft von Sojus-TMA 19 testeten Alexander Skworzow und Michail Kornijenko das automatische Kurs-Annäherungssystem.

Tracy Caldwell-Dyson befasste sich unter anderem mit den Notfallanweisungen an Bord, einem tragbaren Beatmungsapparat und dem Feuerlöscher im Modul Destiny. Im Columbus-Modul konfigurierte sie die Hardware im BioLab, einem europäischen Biologie-Laboratorium. Weiterhin arbeitete Tracy an einer fehlerhaften Pumpe im Sauerstoffgenerator in Destiny, um diese mit Hilfe der Bodenkontrolle wieder zu aktivieren. Sie führte die alltägliche Oberflächen- und Luftprobenentnahme in verschiedenen Bereichen der Station durch, um diese auf Mikroben untersuchen zu können. Auf dem Programm standen zwei TV-Termine, ein Interview mit ESPN 2 in Johannesburg anlässlich der Fußball-WM in Südafrika und ein Gespräch mit Studenten vom „Cradle of Aviation Museum“ in Garden City (USA).

Auch auf der ISS geht mal etwas verloren. Tracy Caldwell-Dyson fand am Donnerstag die vermissten 17 Abwassertaschen für das Wasseraufbereitungssystem (WRS) in dem TOCA-Hardware-Kit wieder. TOCA ist notwendig, um die Trinkwasserqualität zu überprüfen. Ein Verschwinden von Gegenständen darf eigentlich nicht vorkommen, zumal täglich das Inventar-Verwaltungssystem von einem Besatzungsmitglied aktualisiert wird. Die dabei erzeugte Datei aller Staupositionen und Vorräte wird automatisch an die Datenbanken der drei Bodenstationen (Houston, Moskau, Baikonur) gesendet.

Die Mannschaft absolvierte ihr tägliches zweistündiges Trainingsprogramm mit den sechs in der Station vorhandenen Übungsgeräten. Dies ist nötig, um dem Muskelabbau durch die fehlende Gravitation während einer Langzeitmission entgegenzuwirken. Es gibt auf der ISS zwei Laufbänder, zwei Fahrradergometer, ein Fitness-Rudergerät und ein Universal-Trainingsgerät. Eines der beiden Laufbänder mit Namen TVIS und das Fahrradergometer VELO befinden sich im Swesda-Modul. Das zweite Laufband mit dem Namen COLBERT und das Universal-Trainingsgerät ARED haben ihren Platz in Tranquility. Im Destiny-Modul befindet sich das zweite Fahrradergometer CEVIS. Columbus beherbergt das ESA-Schwungrad-Übungsgerät FWED (FlyWheel Exercise Device).

Am 15. Juni startete das Raumschiff Sojus-TMA 19 mit Douglas Wheelock, Fjodor Jurtschichin und Shannon Walker und komplettierte zwei Tage später die ISS-Expedition 24. Diese stand unter dem Motto „Science for six“, womit die Wissenschaft stärker ins Zentrum der Mission gerückt wurde. Dazu wurden insgesamt 167 Experimente im Auftrag der kanadischen Raumfahrtorganisation CSA (4), der ESA (38), der japanischen JAXA (15), der NASA (68) und der russischen Roskosmos (43) auf den Gebieten Biologie & Medizin (87), Technikerprobung und Technologie (32), Physik, Chemie und Materialwissenschaft (23), Erderkundung und Atmosphärenforschung (10), Bildung (8) sowie Astronomie und Astrophysik (7) durchgeführt.

Die erste gemeinsame Woche der Langzeitbesatzung 24 startete wie üblich mit der zweistündigen Sicherheitseinweisung der Mannschaft. Kommandant Alexander Skworzow ging mit der Besatzung die Verfahren und Fluchtwege im Notfall durch. Er hatte dabei die Unterstützung eines Fachmanns am Boden. Weiterhin wurden die Rollen bei einem Unfall zwischen alten und neuen Besatzungsmitgliedern besprochen, die auch in den Bodentrainings geübt wurden.

Unter anderem machte sich Douglas Wheelock in seiner Funktion als medizinischer Offizier an Bord, unterstützt von Shannon Walker, mit dem Crew Medical Restraint System vertraut. Dies ist eine Vorrichtung, auf der Patienten für Behandlungen, Defibrillationen und andere Notfälle in der Schwerelosigkeit befestigt werden können. Das CMRS kann in zwei Minuten an der ISS-Struktur befestigt werden und könnte auch als Transportmittel von Patienten zwischen Station und Shuttle dienen.

Zum Thema Sicherheit passte auch eine Meldung vom Abend des 20. Juni. Nachdem sich an diesem Tage schon drei Teile Weltraumschrott der Station genähert hatten, wurden die Flugkontrolleure von einer neuen Kollisionswarnung überrascht. Die Zeit der größten Annäherung von Objekt 81.875 war um 18:38 Uhr UTC und ein Ausweichen der ISS wäre in der Kürze der Zeit nicht möglich gewesen. Es wurde erwogen, die Besatzungen zur Sicherheit in ihre Sojus-Raumschiffe zu schicken. Nach einer eingehenden Prüfung und Beobachtung des Objektes wurde allerdings Entwarnung von der Bodenstation gegeben.

Die Betreuung der Experimente und etliche Forschungsaufgaben wurden fortgesetzt. So fertigte ISS-Kommandant Alexander Skworzow 30 Minuten lang Fotos für das russische Ozean-Beobachtungsprogramm Seiner an, Tracy Caldwell-Dyson betreute das CSLM-2-Experiment zur Erforschung von Fest-Flüssig-Mischungen für die Herstellung von Metalllegierungen auf der Erde im europäischen Raumlabor Columbus. Weiterhin begann sie mit der dritten Reihe des Experimentes zur Untersuchung der Sauerstoffaufnahme des Menschen im Verlaufe von Langzeitaufenthalten im Weltall, während sich Michael Kornijenko im russischen Segment mit Rusalka beschäftigte, einem Experiment zur Ermittlung des Methan- und Kohlenstoffdioxidgehaltes der Erde aus der Ferne. Fjodor Jurtschichin arbeitete an Pilot-M, welches die Fähigkeit eines Probanden, unter Stress im All ein Raumfahrzeug zu steuern, untersucht.

Die sechs Besatzungsmitglieder nahmen weiterhin an der routinemäßigen Messung der Körpermasse in der Schwerelosigkeit teil. Um Körpermasse bei Null g zu bestimmen, wo Dinge schwerelos aber nicht masselos sind, ermittelt eine spezielle russische Vorrichtung die Trägheitskräfte, die während der Schwingungsbewegung einer Masse entstehen. Den Zeitabschnitt jeder Schwingung der unbekannten Masse (Besatzungsmitglied) messend und es mit der Periode einer bekannten Masse vergleichend, wird die Masse des Besatzungsmitgliedes durch den Computer berechnet und angezeigt. Flugingenieur Michail Kornijenko baute die Vorrichtung im Swesda-Modul auf und demontierte sie nach Abschluss der Messreihe.

Danach begannen Douglas Wheelock und Shannon Walker mit dem Einbau von WORF (Windows Orbital Research Facility), einer kastenartigen Vorrichtung zur Erdbeobachtung durch das erdzugewandte 20-Zoll-Fenster von Destiny. Sie verbrachten 6,5 Stunden damit, die von STS 131 gelieferte Forschungseinrichtung zu installieren. In WORF können diverse Kameras und multispektrale Scanner befestigt werden, wobei gleichzeitig Strom- und Datenverbindungen zur Verfügung stehen. Sie wurde so entworfen, dass schnelle Änderungen der Ausrüstung durch die Mannschaft erfolgen können. Die Vorrichtung bietet Haltemöglichkeiten für 35- und 70-mm-Kameras, Camcorder, etliche andere Geräte und schirmt diese vor Lichteinflüssen aus dem Inneren der Station ab. Anschließend wurde ein Laptop an WORF installiert, und eine Überprüfung der Funktionen via S-Band erfolgte durch die Bodenstation der NASA.

Da sich die Umlaufbahn der ISS Ende Juni ständig im Sonnenlicht befand, gab es Beschränkungen bei der Stromerzeugung aus thermischen Gründen. Zu diesem Zweck wurde der Backbord-Solarzellenausleger durch die Drehvorrichtung (SARJ) in einen anderen Winkel zur Sonne gestellt. Die dadurch verringerte Energieerzeugung erfordert ein sorgfältig geplantes Energie-Management durch die ISS-Partner innerhalb ihrer zugewiesenen Energieniveaus. Es gab einen vereinbarten Abschaltplan für Bordsysteme, welcher am 23. Juni in Kraft trat und am 29. Juni endete. Weiter wurde der amerikanische Anteil Fracht aus Sojus-TMA 19 entladen, die russischen Besatzungsmitglieder testeten das TORU-Andockkontrollsystem im Swesda-Modul für das Umsetzen von Sojus-TMA 19, es wurden einige private medizinische Konferenzen mit der Bodenstation abgehalten, die Station wurde gereinigt und das tägliche zweistündige Training wurde absolviert.

Am 28. Juni legte das Raumschiff Sojus-TMA 19 mit seiner Besatzung vom Heck der Station ab und koppelte 25 Minuten später am neuen Modul Rasswjet wieder an. Rasswjet (MIM 1) war erst im Mai an die Station angekoppelt worden und noch nicht vollständig für Fernanflugmanöver vorbereitet. Der Heck-Kopplungsstutzen musste aber für die Ankunft des nächsten russischen Frachtraumschiffs freigemacht werden. Dieser traf am 2. Juli an der Station ein. Er war zwei Tage zuvor gestartet und brachte 1.210 kg Trockenfracht (Ersatzteile, Lebensmittel, Ausrüstungsteile), 870 kg Treibstoff, 100 kg Wasser und 50 kg Sauerstoff zur Station. Im zweiten Anlauf, nach vier Tagen Flugzeit, erreichte Progress-M 06M sein Ziel, die ISS. Der erste Kopplungsversuch musste wegen eine Interferenz zwischen dem Progress-TV-Übertragungssystem und dem manuellen Steuerungssystem TORU abgebrochen werden. Nach eingehender Prüfung aller Systeme entschloss man sich, am 4. Juli einen neuen Versuch zu starten. Im Vorfeld wurden alle relevanten Systeme getestet und dabei keine Fehlfunktionen festgestellt. Trotzdem wurde auf die Aktivierung des TORU-System verzichtet und das Manöver wurde automatisch durchgeführt. Im Nachhinein stellte sich heraus, dass durch einen Bedienungsfehler eines Kosmonauten ein normalerweise abgeschaltetes System aktiviert war und die Interferenzen verursachte.

Mehrere Problemfälle wurden anschließend auf der ISS und mit den Bodenstationen bearbeitet. Dazu zählte der Ausfall des amerikanischen Sauerstoffgenerators (Oxygen Generator Assembly) im Labormodul Destiny. Zur Verbesserung der Stationsatmosphäre wurden am 8. Juli die Sauerstoffvorräte des gekoppelten Raumfrachters Progress-M 06M angezapft. Auch das amerikanische Sanitär- und Hygieneabteil (Waste and Hygiene Compartment) machte wieder Probleme. Nach mehreren Reparatureinsätzen war die Toilette wieder funktionsfähig. An einer endgültigen Zusammenschaltung von Sanitär- und Hygieneabteil (WHC) mit der Urin-Verarbeitungsanlage (Urine Processor Assembly) wurde aber auch später gearbeitet. Eine weitere Fehlfunktion trat bei der Übertragung von Urin aus der Station zum BV1-Rodnik-Tank von Progress-M 06M auf. Eine Vorab-Dichtigkeitsprüfung mit Luft zeigte ein Leck im Bereich des leeren Progress-Tanks. Die Maßnahme wurde daraufhin verschoben.

Viele Experimente liefen in den Labor-Modulen fast ohne das Zutun der Raumfahrer. Einige Forschungsaufgaben erforderten aber die aktive Betreuung durch sie. Alexander Skworzow und Michail Kornijenko widmeten dem Experiment Plasma-Kristall 3 Plus im Modul Poisk etwas Zeit. Mit PKE 3+ der ESA wird das Verhalten elektrisch geladener Staubteilchen in der Schwerelosigkeit erforscht. Beobachtbar sind Strömungen und Zusammenballungen. Shannon Walker kümmerte sich derweil um die akustischen Dosimeter, welche von Kommandant Alexander Skworzow sowie den Flugingenieuren Michail Kornijenko und Tracy Caldwell-Dyson getragen werden sollten. Diese Dosimeter zeichneten einen ganzen Tag lang den Geräuschpegel auf, dem die drei Besatzungsmitglieder während dieses Zeitraumes ausgesetzt waren. Diese Aufzeichnung diente der Kontrolle und Sicherung des Geräuschpegels innerhalb vorgegebener Parameter an Bord der ISS. Fjodor Jurtschichin betreute inzwischen das russische Experiment Relaksazija, mit dem Strahlungsmuster der Erdionosphäre beobachtet wurden. Shannon Walker arbeitete am VO2max-Experiment, einer Studie zur Sauerstoffaufnahme eines Menschen vor, während und nach seinem Aufenthalt im Weltraum. Verglichen und bewertet wurden die Veränderungen in seiner aeroben Kapazität über einen längeren Zeitraum.

Doug Wheelock und Tracy Caldwell-Dyson führten die Wartung der Kohlenstoffdioxid-Filteranlage (CDRA) durch, einer Komponente des Lufterneuerungssystems, mit der der Stationsluft das Kohlenstoffdioxid entzogen wird. In Vorbereitung auf die im August stattfindenden Außeneinsätze fanden einige Arbeiten an der Ausrüstung und den Raumanzügen im Schleusenmodul Quest statt. Es wurde einiges an Ausrüstung verstaut, Schalter zurückgesetzt und die Kühlmittelleitungen der Raumanzüge routinemäßig gespült. Außerdem wurde der Hauptstationsmanipulator von der Halterung am Destiny-Modul zum mobilen Transportsystem (Mobile Base System) bewegt und am Haltepunkt 3 angedockt sowie eine turnusmäßige Notfallübung durchgeführt.

Tracy Caldwell-Dyson widmete sich dem EarthKAM-Experiment. EarthKAM ermöglicht Schülern auf der Erde, eine Digitalkamera an Bord der ISS zu programmieren, um geografische Ziele aufzunehmen und in den Klassenräumen ihrer Mittelschulen auszuwerten. Mehr als 50 Schulen hatten sich für dieses Bildungsexperiment angemeldet. Die EarthKAM-Komponenten wurden erstmals in WORF (Windows Orbital Research Facility), einer kastenartigen Vorrichtung zur Erdbeobachtung am erdzugewandten 20-Zoll-Fenster von Destiny, eingebaut. Leider kam es beim Verbinden der EarthKAM-Komponenten mit dem A31p-Laptop zu Störungen und das Experiment konnte nicht in Betrieb genommen werden. Alle Reparaturversuche von Tracy Caldwell-Dyson mit Hilfe der Bodenstation blieben zunächst erfolglos. Der Fehler wurde in der EarthKAM-Software oder dem SSC (Station Support Computer) vermutet. Am 16. Juli, fand eine Bahnanhebung des Orbitalkomplexes mit Hilfe der Triebwerke von Progress-M 06M statt. Diese waren 17 Minuten und 45 Sekunden lang in Betrieb und ermöglichten eine um 3,7 km höhere Umlaufbahn.

Die NASA-Astronautin Tracy Caldwell-Dyson gab am 25. Juni eine erste Videokonferenz in der amerikanischen Zeichensprache ASL (American Sign Language). Es ist die in den USA am vierthäufigsten genutzte Sprache. In dem fast sechsminutigen Video sprach die amerikanische Astronautin direkt zu den tauben Menschen darüber, welche Aufgaben sie auf der Raumstation hat und wie ihr Interesse an ASL geweckt wurde.

Am 27. Juli stiegen Fjodor Jurtschichin und Michail Kornijenko für 6 Stunden und 43 Minuten ins All aus. Bei ihrem Einsatz demontierten und entsorgten sie eine ältere Kamera am Heck der Raumstation und ersetzten sie durch eine neue. Außerdem verlegten sie ca. 90 Meter Kabel an der Außenseite des neuen Moduls Rasswjet. Dadurch wurde dieses an das Daten- und Versorgungsnetz der Station angeschlossen. Zudem wurden Komponenten des automatischen Annäherungssystems Kurs montiert und angeschlossen. Dadurch wurden für die Folgezeit automatische Rendezvous- und Kopplungsmanöver möglich. Während der Außenbordarbeit hielten sich die vier anderen Mitglieder der Stationsbesatzung in der Nähe ihrer Raumschiffe auf.

Am 29. Juli gelang nach langwierigen Arbeiten unter Beratung von Ingenieuren auf der Erde die Reparatur und Wiederinbetriebnahme des Sauerstoffgenerators im Labormodul Destiny. In der Nacht zum 1. August weckte ein Alarm die sechs Besatzungsmitglieder, da im Kühlkreislauf A des Ammoniak-Thermalssystems des US-basierten Teils der ISS ein Fehler gemeldet wurde. Dieser führte zur automatischen Abschaltungen von etlichen Geräten in der Station. Davon waren auch die Lageregelung, das Kommunikationssystem und die Energieversorgung betroffen. Zunächst wurde ein Kurzschluss in einem Steuergerät der Pumpe des Kühlkreislaufes vermutet. Das Kühlsystem des US-Teils wurde daraufhin, wie für solche Fälle vorgesehen, umkonfiguriert und verschiedene, notwendige Systeme reaktiviert, andere dafür abgeschaltet. Die Lageregelung über Kreiselsysteme konnte nach kurzer Übernahme durch ein triebwerksbasiertes System im russischen Teil der ISS, bereits einen Tag nach dem Kühlsystemausfall wieder in Betrieb genommen werden. Nachdem man das Pumpenmodul selbst als Ursache für das Versagen des Kühlkreislaufs A ausgemacht hatte, wurde mit den Planungen für mehrere Außenbordeinsätze begonnen. Dazu wurden diese Arbeiten zuvor in einem großen Wasserbassin der NASA auf der Erde geprobt und Handlungsabläufe protokolliert.

Die Raumfahrer an Bord der Station waren in keiner unmittelbaren Gefahr. Allerdings würde der Ausfall eines weiteren Kühlkreislaufs die Situation enorm zuspitzen. Deshalb genoss die Reparatur des ausgefallenen Kühlsystems Priorität vor allen anderen Arbeiten. Da sich 6 Personen an Bord der ISS befanden, konnten alle notwendigen Routinearbeiten ebenfalls ausgeführt werden. Dazu gehörte auch eine Reihe automatisch ablaufender wissenschaftlicher Experimente.

Beim ersten Außenbordeinsatz (8 Stunden und 3 Minuten) von Douglas Wheelock und Tracy Caldwell-Dyson am 7. August konnte die Demontage eines defekten Pumpenmodul im Steuerbord-Kühlkreislauf des US-basierten Segments der Internationalen Raumstation nicht komplett erfolgen. Schuld war ein Schnellverschluss für eine der 4 Kühlmittelleitungen. Dieser ließ sich nicht so schnell schließen, wie es das Wort Schnellverschluss eigentlich suggeriert. Als es schließlich doch gelang, trat eine geringe Menge Ammoniak aus und verdampfte weitgehend. Gegen Ende des Einsatzes setzten die beiden Astronauten möglichst alle Bereiche ihrer Raumanzüge nacheinander der intensiven Sonnenstrahlung aus, damit sich eventuell vorhandene Reste des giftigen Kühlmittels verflüchtigen konnten. In der Luftschleuse wurden später keine Grenzwerte überschritten.

Am 11. August wurden die restlichen Kühlmittel- und Kabelverbindungen gelöst, die defekte Pumpe demontiert und das neue Pumpen-Modul für die Montage präpariert. Der Ausstieg dauerte 7 Stunden und 23 Minuten. Am 16. August schließlich konnte das neue Pumpenmodul zur Steuerbordseite der Gitterstruktur bewegt und am vorgesehenen Ort montiert werden. Elektrische und Kühlmittelanschlüsse konnten problemlos vorgenommen werden, ein erster Test bestätigte die Funktionsbereitschaft. Nach 7 Stunden und 20 Minuten endete dieser dritte Reparaturausstieg, der gleichzeitig der 150ste Außenbordeinsatz an der Internationalen Raumstation war. Das Pumpenmodul hatte etwa 80.000 Stunden funktioniert, das sind umgerechnet mehr als 9 Jahre Dauerbetrieb. Bis zum 21. August war die Station auch im Inneren wieder vollständig einsatzbereit.

Drei Tage zuvor wurde die Bahn der ISS mit den Triebwerken von Progress-M 06M am Heck um 2,2 km angehoben. Neben etlichen Wartungsarbeiten waren die russischen Besatzungsmitglieder auf der Station mit Forschungsaufgaben beschäftigt. Fjodor Jurtschichin beendete die letzte von drei Durchläufen des biologischen Experiments Aseptik im russischen Handschuhkasten Glavboks-S. Dabei geht es um die Entwicklung von Methoden und technischen Einrichtungen für die Durchführung biotechnologischer Experimente unter aseptischen Bedingungen zur Unterstützung der bemannten Raumfahrt. Bei einer Inkubation mit konstanter Temperatur wurden aus der Luft und von den Oberflächen dreimal Proben entnommen, um die Qualität der Sterilisation zu bewerten, die erste Probe zu Beginn der Forschungsreihe, die zweite nach zwölf Tagen und die dritte am Ende des Testlaufs. Eine weitere Beurteilung erfolgte visuell mit fotografischer Dokumentation. Die im Kasten gesammelten Proben wurden in der Kriogem-03-Gefriereinheit zwischengelagert. Sie kehrten mit Sojus-TMA 18 zur Erde zurück, und wurden dort auf Mikroorganismen untersucht. Weiter wurden die russischen Experimente Matrjoschka-R, Rusalka (Atmospärenforschung), MBI-15 „Pilot-M“/Neuro (Psychologie) und Uragan (Erderkundung) betreut oder neue Versuchsreihen durchgeführt.

Nach den drei anstrengenden Ausstiegen und der Rückversetzung der Station in den Normalzustand konnten die amerikanischen Besatzungsmitglieder zwei Tage leichterer Arbeit genießen. Dazu gehörte die Entfernung der Überbrückungsleitung zum russischen Stationsteil sowie die Wartung und Pflege der Außenausrüstung. Im weiteren Wochenverlauf führte Shannon Walker Wartungstätigkeiten am Wasserrückgewinnungssystem (WRS) im Knotenmodul Tranquilty durch, welches Frischwasser aus Brauchwasser, Urin und Luftkondensat erzeugt. Douglas Wheelock und Tracy Caldwell-Dyson hatten die Aufgabe, US-Abfälle in den Transporter Progress-M 06M zu verladen, dabei wurden sie von Michail Kornijenko unterstützt, welcher Urin aus acht EDV-U-Behältern in den leeren BV2-Rodnik-Tank pumpte. Im Gegenzug wurde Progress-M 06M auch entladen. So wurden Brennstoff (UDMH/Unsymmetrisches Dimethylhydrazin) und Oxydationsmittel (NTO/Stickstofftetraoxid) in die Niederdrucktanks des Sarja-Moduls transferiert. Diese Operation wurde ausschließlich von der russischen Missionskontrolle aktiviert, ein Eingreifen der ISS-Mannschaft war nicht nötig. Diese Treibstoffe werden für das Swesda-Modul benötigt, welches in der Lage ist, Bahnkorrektur- und Lageregelungsmanöver durchzuführen. Nach dem Okay von der russischen Missionsleitung öffnete Michail Kornijenko ein Ventil des Transporters und ließ den restlichen Stickstoff aus dessen Tanks in die Stationsatmosphäre ab.

Shannon Walker führte eine weitere Versuchsreihe mit SPHERES durch. Dabei geht es um eine Studie mit Experimental-Satelliten, um Techniken zu studieren, die zur Verbesserung bei automatischen Anlegemanövern, Satellitenreparaturen, dem Zusammenbau von Raumfahrzeugen und Notfallreparaturen geeignet sind. Weiterhin arbeitete sie mit dem VO2max-Experiment. Alle Besatzungsmitglieder nahmen am Hörtest (On-Orbit Hearing Assessment) der NASA teil. Dieser 30-Minuten-Test wird mit einer speziellen Software auf dem medizinischen Ausrüstungscomputer (MEC-Laptop) durchgeführt. Jedes Ohr wird in minimalen Hörbarkeitsstufen zwischen einer Frequenz von 250 Hz und 10 kHz sowie einem definiertem Schalldruckpegel getestet. Dazu wurden die individuell-spezifischen Prophonics-Ohrhörer, neue Bose-ANC-Kopfhörer, und ein Schallpegelmesser (Sound Level Meter) verwendet. Die Untersuchungsintervalle betragen einen Monat, wobei die erste Messung innerhalb von 14 Tagen nach Ankunft auf der ISS durchgeführt werden muss. Bei früheren Missionen von amerikanischen und russischen Besatzungsmitgliedern wurden Defizite beim Hören dokumentiert, die sich nach der Rückkehr zur Erde als nicht dauerhaft herausstellten. Zu den regelmäßigen Arbeiten auf der Station gehören zudem Schallpegelmessungen an verschiedenen Stellen der ISS. Alexander Skworzow führte diese durch und übertrug die Messdaten zu den Spezialisten auf der Erde. Dort werden sie analysiert und dienen unter anderem dazu, die Ergebnisse des Hörtests besser zu bewerten und entsprechende Geräuschpegel-Standards festzulegen.

Am 31. August koppelte der unbemannte Frachter Progress-M 06M nach 58 Tagen vom Heck der Station ab. Das Kommando zum Ablegen wurde um 11:21 Uhr UTC gegeben und drei Minuten später löste sich das Fahrzeug von der ISS. Damit endete die Mission von Progress-M 06M an der Station und der Platz am hinteren Andockstutzen des Swesda-Moduls war frei. Das Frachtraumschiff entfernte sich langsam vom Heck des Orbitalkomplexes und führte anschließend einen sechstägigen autonomen Flug durch, in dessen Verlauf sechs Messreihen des Radar-Progress-Experimentes durchgeführt wurden. Durch Bodenbeobachtungen wurden Dichte, Volumen und Reflexionsvermögen der ionisierten Umgebung des Raumschiffes bei Testläufen seiner Triebwerke untersucht. Am 6. September verglühte der Raumfrachter planmäßig in der Atmosphäre der Erde.

Anfang September konnte das stillgelegte Laufband TVIS im russischen Swesda-Modul wieder in Betrieb genommen werden. Grund der kurzzeitigen Stilllegung waren ungewöhnliche Geräusche bei der Benutzung, die von einer losen Schraube verursacht wurden. Nach eingehender Prüfung der Bauteile auf Folgeschäden konnte das Laufband zum Training freigegeben werden.

Vorbereitend auf die Rückkehr zur Erde begannen Alexander Skworzow, Michail Kornijenko und Tracy Caldwell-Dyson mit dem Verladen einiger Fracht. Weiter wurde die Batterie des Iridium-Satellitentelefons geladen und das Gerät sicher verstaut, um bei einer Landung außerhalb des geplanten Bereiches eine Kontaktaufnahme mit den Bergungsmannschaften zu erleichtern. Sojus-TMA 18 befindet sich am Docking- und Schleusenmodul Poisk (MIM 2).

Alexander Skworzow widmete sich dem russischen Experiment Seiner, bei dem er bestimmte vorher festgelegte Gebiete der Ozeane fotografierte und damit ermöglichte, den aktuellen Zustand aber auch Veränderungen in den Weltmeeren zu erkennen. Ein weiteres russisches Erdbeobachtungs-Programm nennte sich Uragan. Dabei werden die Auswirkungen von natürlichen oder von Menschen verursachten Katastrophen beobachtet und dokumentiert. Anfang September wurde das Hauptaugenmerk auf den Verlauf des Hurrikans Earl gelegt, etliche Fotoreihen angefertigt und zur Erde gesandt.

Weitere russische Experimente waren Pnevmokard und Pilot-M. Ersteres hat die Vorhersage der physischen Reaktionen von Raumfahrern bei der Rückkehr zur Erde zum Gegenstand. Alexander Skwortsow widmete einen Teil seiner Zeit dieser Forschungsreihe. Fjodor Jurtschichin und Michail Kornijenko führten gemeinsam das russischen Experiment Pilot-M durch.

Die amerikanischen Flugingenieure Tracy Caldwell-Dyson und Shannon Walker nahmen an einem Experiment mit Namen BISE teil. BISE (Bodies in the Space Environment) umfasst die Erforschung von Wahrnehmungsänderungen im Verlaufe langer Raumflüge. Dieses kanadische Experiment ermittelt und vergleicht Daten, über die Wahrnehmung von Unten und Oben eines Besatzungsmitgliedes, während seines Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit. Die Daten werden vor, während und nach der Langzeitmission ermittelt. Shannon Walker führte zudem ihre zweite Sitzung für das Biorhythmus-Experiment der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA durch. Dafür trug sie einen Tag lang ein EKG-Aufzeichnungsgerät. Es wurde hier der Einfluss des Langzeitaufenthaltes im All auf den Biorythmus anhand von auftretenden Schlafstörungen und der Schwächung des Herz-Kreislauf-Systems bewertet.

Ein Problem trat am Express-Rack 3 im europäischen Columbus-Labormodul auf. Es wurde ein Leck und eine dadurch verursachte Korrosion an der Rückseite des Schrankes entdeckt. Tracy Caldwell-Dyson erhielt die Aufgabe, mit Hilfe des Columbus-Kontrollzentrums in Oberpfaffenhofen, ein Niedertemperatur-Wasserventil auf der Rückseite von des Racks zu fotografieren und manuell zu betätigen. Die Betätigung gelang allerdings nicht. Des Weiteren wurde eine grünliche Substanz an dem Ventil festgestellt. Tracy wurde angewiesen, bei ihren Arbeiten Handschuhe, Schutzbrille und Mundschutz zu tragen.

Am 12. September koppelte der zwei Tage zuvor gestartete Frachter Progress-M 07M automatisch am Heck der ISS an. An Bord befanden sich 2.515 kg feste und flüssige Fracht. Diese teilte sich in 880 kg Treibstoff für die Tanks der Raumstation, 49 kg Sauerstoff, 210 kg Wasser sowie 1.376 kg feste Anteile auf. Unter letzteren befanden sich 389 kg Ausrüstung für das amerikanische Segment, 59 kg in Päckchen für die russischen Besatzungsmitglieder und Formulare zur aktuell laufenden Volkszählung in Russland. Die Ergebnisse dieser Volkszählung auf der ISS gelangten via E-Mail zur Erde. Der Frachter wurde außerdem am 15. September für eine Bahnanhebung um etwa 2 km genutzt. Durch das Anheben der ISS wurde die Bahn für die Landung von Sojus-TMA 18 sowie das Andocken von Sojus-TMA 01M optimiert.

Am 22. September wurde das Kommando über die Internationale Raumstation offiziell von Alexander Skworzow an Douglas Wheelock übergeben. Zwei Tage später sollte das Raumschiff Sojus-TMA 18 mit Skworzow, Kornijenko und Calwell-Dyson von der Station abkoppeln. Hierbei gab es allerdings ein technisches Problem. So erfolgten Abkopplung und Rückkehr erst am 25. September, womit das Inkrement 24 endete.

Der Beitrag Expedition 24 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Ralf Möllenbeck & Günther Glatzel & Thomas Weyrauch.

Mit dem Abkoppeln von Sojus-TMA 16 endete offiziell die Mission der Expedition 22 und die ca. zweieinhalbmonatige Mission der Expedition 23 begann zunächst in der Besetzung Oleg Kotow, Timothy Creamer und Sōichi Noguchi. In den ersten Tagen folgten hauptsächlich die Vorbereitungsarbeiten für die Ankunft der nächsten beiden bemannten Raumfahrzeuge Sojus-TMA 18 und Discovery. Allerdings standen auch alltägliche Aufgaben wie Wartung der Systeme, Fitnessübungen und Betreuung der Forschungsexperimente auf dem Plan.

Schwierigkeiten machte die erneut defekte Abwasseraufbereitungsanlage der Station. Wegen eines Temperaturproblems am Katalysator war sie ausgefallen. Spezialisten am Boden arbeiteten daran, das Problem zu beheben und das Water Processor Assembly (WPA) genannte System wieder in Funktion zu bringen. Da aber ausreichend Wasservorräte auf der ISS vorhanden waren, konnte man mit entsprechender Sorgfalt vorgehen.

Am 24. März fand wie geplant eine weitere Bahnanhebung durch den unbemannten Frachttransporter Progress-M 04 statt, welcher am hinteren Port des Servicemoduls Swesda angekoppelt war.

Die acht Kopplungs- und Orientierungstriebwerke des Transportraumschiffes wurden um 9:15 Uhr UTC aktiviert, arbeiteten sieben Minuten und fünf Sekunden und verbrauchten dabei 142 kg Treibstoff. Das Manöver hob die ISS um 1,7 km auf eine mittlere Bahnhöhe von 348 km an. Damit wurde die Umlaufbahn der ISS für die beiden nächsten ankommenden Raumfahrzeuge optimiert.

Am 27. März sah das wöchentliche Programm der Besatzung auch die gründliche Stationsreinigung, einschließlich der Module Columbus und Kibo, mit einer Dauer von drei Stunden vor. Diese schloss die Beseitigung von Nahrungsmittelabfällen, die Reinigung mit dem Staubsauger, die feuchte Reinigung des Esstisches im Servicemodul und anderer oft berührter Oberflächen ein. Weiterhin wurden die Schlafstationen mit einer Standardreinigungslösung behandelt und die Lüftungsschlitze von Bildschirmen und Anlagen gesäubert, um Überhitzungen zu vermeiden.

Das Raumschiff Sojus-TMA 18 startete am 2. April, 5:05 Uhr UTC mit Alexander Skworzow, Tracy Caldwell-Dyson und Michail Kornijenko an Bord vom Kosmodrom Baikonur aus. Es koppelte am 4. April an der Internationalen Raumstation an, seine Besatzung bildete den zweiten Teil der ISS-Expedition 23. Damit hatte die Station wieder eine sechsköpfige Stammcrew, erstmals mit drei russischen Kosmonauten. Forschungen konzentrierten sich auf die Bereiche Lebenswissenschaften (Biologie, Medizin), Physik, Erderkundung und Technologieerprobung.

Wenige Tage später, am 5. April startete die US-Raumfähre Discovery in Cape Canaveral und koppelte am 7. April gegen 7:44 Uhr UTC über der Nachtseite der Erde am Bug der Internationalen Raumstation an. Gesteuert wurde die Raumfähre dabei vom Kommandanten Alan Poindexter. Die Discovery mit siebenköpfiger Besatzung trug im Laderaum etwa 14,1 Tonnen Fracht. Dazu gehörten das Logistikmodul Leonardo, in dessen Innerem sich Express Rack 7 mit dem vierten Crew-Quartier, der Forschungs- und Trainingskomplex Muscle Atrophy Research and Exercise System (MARES), die Gefriereinheit Minus Eighty Laboratory Freezer 3 (MELFI 3) und die Montageeinheit für Beobachtungsgeräte Window Observational Research Facility (WORF) befanden sowie eine Außenplattform mit einem Kühlmitteltank. Im Mitteldeck wurden außerdem zahlreiche empfindliche Proben für Experimente transportiert, u. a. für Mouse Immunology, Space Tissue Loss, NLP-Vaccine-8, BRIC-16, APEX Cambium, ESA ECCO, JAXA 2D Nano Template, JAXA Myo Lab, JAXA Neuro Rad und SLEEP.

Neben dem Frachttransfer gehörten drei Außenbordeinsätze zu den wichtigsten Aufgaben der STS-131-Crew. In deren Verlauf wurde ein leerer Kühlmitteltank (Ammonia Tank Assembly) auf der Steuerbordseite der 108 Meter langen Gitterstruktur durch einen neuen aus der Ladebucht der Discovery ausgetauscht, ein defektes Gyroskop im Gitterelement S0 gewechselt, sowie eine Arbeitsplattform und Werkzeuge an der Außenseite von Quest installiert. Allerdings bestanden zunächst Probleme mit einem klemmenden Ventil für einen Stickstofftank (Nitrogen Tank Assembly) eines externen Kühlsystems der ISS. Der gasförmige Stickstoff soll das flüssige Kühlmittel unter Druck setzen, was zunächst nicht gelang.

Insgesamt wechselten während der Mission STS 131 7,6 Tonnen Nutzlast von der Raumfähre in oder an die Station. Die Stationsbesatzung übernahm einen Großteil der Transportarbeiten und unterstützte die Shuttle-Crew bei ihren weiteren Aktivitäten. Die Discovery koppelte am 17. April ab und landete einige Tage später auf der Erde.

Am 22. April verließ auch das Frachtraumschiff Progress-M 03M die ISS, verblieb aber noch einige Tage für Plasmaexperimente in einer Erdumlaufbahn. Am Folgetag wurden die Treibwerke von Progress-M 04M für 20 Minuten und 46 Sekunden gezündet, was zu einer Anhebung der ISS-Bahn um 5,2 km führte.

Das supraleitende Submillimeterwellen-Signalgeber-Experiment, auf Englisch als SMILES für Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder abgekürzt, ist eines der an der japanischen Außenplattform JEF (für Japanese Exposed Facility) angebrachten Erderkundungsexperimente. SMILES diente seit Beginn des Regelbetriebs des Instruments am 7. November 2009 der Messung der weltweiten Verteilung von beim Ozonabbau eine Rolle spielenden Spurengasen in der Stratosphäre. Im 640-GHz-Band hat SMILES in Höhen zwischen 10 und 60 Kilometern nach Substanzen wie O₃, HCl, ClO, HO₂, H₂O₂, HOCl, BrO, HNO₃ und SO₂ gesucht. Die Anlage mit einer Masse von 329 kg benutzte einen Cryostaten, um Teile des Systems auf sehr niedrigen Temperaturen halten zu können. Unterschiedliche Komponenten des Empfängers für die Submillimeterwellen wurden auf drei verschiedenen Temperaturniveaus von 4, 20 und 100 Kelvin betrieben. Zum Zwecke der Abschirmung gegen von der ISS ausgehende elektromagnetische Strahlung hatte man die Seitenwände von SMILES entsprechend ausgeführt.

SMILES wurde am 10. September 2009 an Bord des japanischen Transportschiffs HTV 1 in den Weltraum gebracht, das am 17. September 2009 die ISS erreichte. Sieben Tage später kam der japanische Roboterarm JEM-RMS (Japanese Experiment Module – Remote Manipulator System) zum Einsatz, um SMILES an der JEF anzusetzen. Nach 222 Tagen in Funktion endete der Beobachtungsbetrieb von SMILES am 21. April 2010.

Für die Langzeitbesatzung 23 standen in dieser Zeit viele Routinearbeiten aber auch einige Umbauten auf dem gut gefüllten Zeitplan. Es wurden Experimente betreut, die wöchentliche Grundreinigung der Station erledigt, Meetings mit der Bodenstation abgehalten und die turnusmäßige Feuerlöschübung durchgeführt. Diese Übung muss jede Besatzung immer wieder trainieren, um im Falle eines Brandes oder einer Rauchentwicklung schnell reagieren zu können. Ein Feuer, entstehender Rauch oder das Freiwerden von schädlichen Gasen gehört in der Raumstation mit zu den gefährlichsten Szenarien, das im schlimmsten Fall eine Evakuierung der Station erfordern würde.

In Vorbereitung auf die Ankunft des unbemannten Transportschiffes Progress-M 05M machten sich Kommandant Oleg Kotow und Flugingenieur Alexander Skworzow erneut mit dem russischen System TORU vertraut. Mit TORU ist es möglich, den Anflug von Progress-Raumschiffen zu verfolgen und bei Problemen mit dessen automatischem KURS-Annäherungssystem per Handsteuerung anzudocken. Am 28. April startete der Frachter Progress-M 05M zur Station und koppelte zwei Tage später an. Unter den 2.588 kg Fracht befanden sich 870 kg Treibstoffe, 50 kg Sauerstoff und 100 kg Wasser in Behältern des Versorgers. 1.318 kg Nutzlast, darunter Nahrungsmittel, Ausrüstungen, Verbrauchsmaterialien, Borddokumentationen und persönliche Pakete für die Besatzung.

Auch für die nächste amerikanische Mission (STS 132) wurden vorbereitende Tätigkeiten durchgeführt. T. J. Creamer begann damit, die amerikanischen Weltraumanzüge (EMU) in der Luftschleuse Quest zu warten und deren Batterien zu laden. Weiterhin wurde eine der beiden Bedienstationen (Robotic-Workstation) des Manipulatorarmes (SSRMS) im Destiny-Modul ausgebaut, nach Cupola transferiert und dort wieder eingebaut. Die erste Nutzung dieser Robotic-Workstation soll im Mai während STS 132 erfolgen, um das neue russische Modul Rasswjet (MIM 1) an der ISS anzusetzen.

Das Laufband COLBERT wurde Ende April aus dem Knotenmodul Harmony ins Knotenmodul Tranquility verlegt. Der Ein- und Ausbau dauerte mehrere Tage und wurde hauptsächlich von Alexander Skworzow, Tracy Caldwell-Dyson und Sōichi Noguchi ausgeführt. Leider konnte das Laufband zunächst nicht wieder in Betrieb genommen werden, da die abschließende Fotodokumentation zu kleine Abstände zu den benachbarten Modulteilen zeigte. Die Mindestabstände von einem ¾ Zoll wurden an der Spitze und dem Boden des Gestells unterschritten. Problemlos konnte dagegen die dritte neue Schlafkabine (Crew Quarter) im Knotenmodul Harmony in Betrieb genommen werden. Diese wurde während der letzten Mission STS 131 von der Discovery geliefert und war dann von der Start-Konfiguration in die On-Orbit-Konfiguration gebracht worden. Als „Erstbewohner“ bezog Michail Kornijenko diese permanente Schlafstation.

Außerdem konnte die Crew der ISS etwas Freizeit genießen, ging weiteren Fitnessübungen nach und nutzte die Gelegenheit, um einige Erdbeobachtungs- und Fotodokumentationen zu erstellen. Erfasst wurde u.a. Johannesburg in Südafrika, welches der Besatzung als Ziel für Fotos vorgeschlagen worden war. Währenddessen wurde vermeldet, dass ein verklemmtes Ventil am Stickstofftank (NTA) des Kühlsystems der Station wieder funktionierte. Dies wurde durch das „Cold Soaking“, ein Verfahren aus Abkühlung und Druckerhöhung im Ventil, unter Nutzung des Winkels der derzeitigen Bahn der ISS erreicht. Der Stickstoff wird für den Druckaufbau im Ammoniakkreislauf verwendet, der für die Kühlung der Station sorgt.

Viele Experimente und Forschungsreihen bedurften auch im Mai einer fortlaufenden Betreuung durch die Besatzung. Tracy Caldwell-Dyson widmete sich mehrere Stunden einem Experiment zur Erzeugung von sterilem Wasser, welches den Anforderungen zur medizinischen Nutzung während Langzeitmissionen im Weltall genügt. Alexander Skworzow, Michail Kornijenko, T. J. Creamer und Sōichi Noguchi transportierten das Experiment Matrjoschka vom russischen Segment der Station in das US-basierte, um es im japanischen Labormodul Kibo auf seinen vierten Einsatz vorzubereiten. Matrjoschka ist eine körperrumpfähnliche Vorrichtung, welche mit Strahlungssensoren (Dosimetern) ausgestattet ist, um eine mit dem Menschen vergleichbare Strahlenbelastung zu messen. Das Matrjoschka-Kibo-Experiment ergänzte die bisherigen Forschungsergebnisse der „Strahlenmesspuppe“.

Alexander Skworzow, der am 6. Mai seinen 44. Geburtstag feierte, arbeitete am Rusalka-Experiment, einem Testverfahren, um die Methan- und Kohlenstoffdioxidkonzentrationen in der Erdatmosphäre aus der Erdumlaufbahn zu messen. Kommandant Oleg Kotow verbrachte etwas Zeit mit dem russischen Sonokard-Experiment, das physiologische Funktionen eines Besatzungsmitgliedes während des Schlafes registriert. Bei Sonokard handelt es sich um eine Studie zur Untersuchung der gewonnenen Gesundheitsdaten. Dabei wird ermittelt, ob diese Daten als Basis dienen könnten, die Anpassungsfähigkeit des menschlichen Körpers bei Langzeitflügen zu bewerten und vorauszusagen.

Anfang Mai wurde die „Roboterhand“ Dextre mit dem Stationsarm (SSRMS) zur mobilen Plattform, auch Mobile Base System (MBS) genannt, transportiert. Auf dieser mobilen Plattform, welche auf dem Ausleger (Integrated Truss Structure) läuft, ist Dextre nun bereit für die weitere Ausrüstung seiner Komponenten. Währenddessen gingen Oleg Kotow und T. J. Creamer die Prozeduren zum Fotografieren ankommender Raumfähren während einer 360-Grad-Drehung um die Querachse durch. Diese Drehung (Rendezvous Pitch Maneuver) dient der fotografischen Kontrolle des Hitzeschildes einer Raumfähre.

Sōichi Noguchi beendete den Einbau der Bedienstation (Robotic-Workstation) des Stationsarmes in Cupola. Er löste das Problem mit einem zu kurzen Kabel, indem er einen Handgriff demontierte. Es wurde ein mit Progress-M 05M angeliefertes Datenkabel eingebaut. Außerdem brachte er eine Fußhalterung in Cupola an. Diese soll dem Bediener des Stationsarmes einen sicheren Halt vor der Robotic-Workstation geben.

Auf der ISS befinden sich drei amerikanische Raumanzüge (EMU). Diese wurden von Sōichi Noguchi, T. J. Creamer und Tracy Caldwell-Dyson in der US-Luftschleuse Quest für die Ankunft der Raumfähre Atlantis (STS 132) vorbereitet. Die Anzüge wurden in der Größe angepasst, die Batterien aufgeladen und Wasservorräte vorbereitet. Dabei werden die drei Stationsanzüge nicht unmittelbar zum Einsatz kommen, dienen aber als Ersatz, falls es mit den Shuttle-eigenen Anzügen Probleme geben sollte.

Positive Nachrichten gab es auch von dem nach Tranquility verlegtem Laufband T2/COLBERT. Es zeigte nach seinem ersten Einbau zu geringe Abstände zu den benachbarten Modulteilen. Nun wurde COLBERT neu ausgerichtet und wieder befestigt. Danach konnte es erneut für das tägliche Training der Besatzung freigegeben werden.

Der vor dem Ablegen mit Abfällen beladene Frachter Progress-M 04M verließ am 10. Mai die Raumstation. Zwei Tage später koppelte Sojus-TMA 17 mit seiner Besatzung von Sarja-Nadir ab und nach 27-minütigem Flug am Heck der Station wieder an. Damit wurde der Kopplungsstutzen an der Unterseite von Sarja frei für das neue russische Modul Rasswjet.

Dies traf mit der Raumfähre Altantis am 16. Mai ein und wurde am 18. Mai angekoppelt. Außerdem brachte die Raumfähre tonnenweise Nachschub, darunter 614 kg Materialien für wissenschaftliche Experimente sowie 6 neue Batterien für die Außenseite der Station. Diese wurden im Verlaufe zweier Ausstiege in die Gitterstruktur eingebaut, nachdem die älteren Batterien gelöst und entfernt worden waren. Zusätzlich installiert wurde eine Satellitenantenne mit einem speziellen Ausleger. Sie fungiert als Ersatzsystem für ein bereits auf Z1 montiertes, baugleiches Modell, das seit Jahren im Einsatz ist und der schnellen Daten-, Sprach- und Videokommunikation dient. Während der insgesamt drei Außenbordeinsätze wurden auch Arbeiten am Kühlsystem vorgenommen, eine Werkzeughalterung am Manipulatorsystem Dextre montiert und aufgeräumt. Beim zweiten Ausstieg kam es zu einem Ausfall des primären Kommando- und Steuerungscomputers im US-Teil, der aber durch ein Backupsystem kompensiert werden konnte.

Das neue russische Modul Rasswjet dient als Raum für Forschungen und zur Lagerung verschiedener Materialien. Beim Start war es mit 1,4 t Fracht für die NASA gefüllt und trägt an der Außenseite eine Luftschleuse für Experimente, die 2012 am MLM Naúka montiert werden soll, zwei Mikrometeoritenschutzschilde für Swesda und Ersatzteile für den geplanten ESA-Roboterarm ERA, der an der Außenseite von Naúka stationiert sein wird.

Der Innenraum von Rasswjet wurde anschließend weitgehend für seine zukünftige Nutzung vorbereitet. Neben seiner Funktion als vierter russischer Andockstutzen und der Nutzung als Lagerraum, enthält Rasswjet mehrere Forschungseinrichtungen. In einer Druckabteilung mit acht Arbeitsstationen sind eine Handschuhbox für empfindliche Experimente, zwei Inkubatoren zur Durchführung von Hoch- und Niedrigtemperatur-Experimenten sowie eine spezielle Plattform enthalten. Diese Plattform ist schwingungsdämpfend gelagert, um Versuchsreihen vor Vibrationen der Station zu schützen. Es ist geplant, in diesen wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen eine Anzahl von Experimenten aus den Bereichen Biotechnologie, Biowissenschaften, Fluidphysik und Bildungsforschung durchzuführen. Vier dieser acht Arbeitsstationen sind bisher nicht belegt, aber mit mechanischen Adaptern ausgestattet, um weitere wissenschaftliche Nutzlasten in den beweglichen Racks und Borden zu installieren.

In der letzten Maiwoche widmeten Sōichi Noguchi, T. J. Creamer und Kommandant Oleg Kotow einen Großteil ihrer Zeit den Vorbereitungen auf ihren Rückflug zur Erde. Die Raumfahrer gingen mit der russischen Bodenstation die Prozeduren für ihre Rückkehr durch, verpackten persönliche Sachen und säuberten ihre Schlafstationen. Oleg Kotow verstaute ca. 100 Kilogramm Fracht im Sojus-Landemodul und befüllte das Orbitalmodul mit einigen nicht mehr benötigten Gegenständen. Die drei Rückkehrer probierten auch ihre „Kentavr anti-G“-Kleidung an. Diese spezielle Kleidung, bestehend aus Shorts, Gamaschen, Unterhose, Trikot und Socken, wird unter den Sokol-Fluganzügen getragen. Sie soll den Langzeitraumfahrern die Wiederanpassung an die Schwerkraft der Erde erleichtern. Weiterhin wurden die Rückkehrer angewiesen, drei Natriumchlorid-Tabletten mit 300 ml Flüssigkeit zum Frühstück und Mittagessen einzunehmen. Zwei zusätzliche Tabletten werden zu einer Mahlzeit an Bord der Sojus kurz vor dem Verlassen der Umlaufbahn eingenommen.

Am 26. Mai wurde die Bahn der ISS durch ein Bremsmanöver mit den Triebwerken des Frachters Progress-M 05M um 1,5 Kilometer abgesenkt. Damit erreichte man eine Optimierung der Flugbahn für die planmäßige Rückkehr der Besatzung des Raumschiffes Sojus-TMA 17 zur Erde. Damit war auch die Arbeit der ISS-Expedition 23 beendet. Die offizielle Kommandoübergabe von Oleg Kotow an Alexander Skworzow erfolgte am 31. Mai, die Rükkehr zur Erde am 2. Juni 2010.

Der Beitrag Expedition 23 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Günther Glatzel & Thomas Weyrauch.

Nach der Rückkehr der Besatzung von Sojus-TMA 15 zur Erde bestand die Stammbesatzung für rund drei Wochen nur aus Jeffrey Williams und Maxim Surajew. Beide waren mit Wartungs- und Überwachungsarbeiten (Luft- und Oberflächenqualität, Lebenserhaltungssysteme, Thermoregulierung, Trainingsgeräte, sanitäre Anlagen, Inventarisierung, Filter- und Alarmsysteme) sowie der Betreuung einiger Experimente beschäftigt. Dazu gehörten medizinische Untersuchungen wie der Psychomotoric Vigilance Self Test, die Überwachung körperlicher Funktionen im Schlaf (Sonokard), der Einfluss der Ernährung auf den Knochenstoffwechsel (Nutrition), Wechsel von Aktivität und Ruhe in Schlaf- und Wachphasen (SLEEP), die Erfassung der Herzaktivität bei verschiedenen Tätigkeiten (48-Stunden-EKG im Rahmen von Integrated Cardiovascular) sowie die Messung der äußeren Atemfunktionen (Dichanije). Gegenstand biologischer Experimente waren die Entwicklung von japanischen Salatpflanzen in der Schwerelosigkeit (Mizuna-Salat im LADA-Gewächshaus), das Wachstum von Cambium-Pflanzenzellen (Advanced Plant Experiments on Orbit) und die bildliche Erfassung von Algenblüten in den Weltmeeren (Seiner).

Sowohl im amerikanischen als auch im russischen Segment wurden Vibrationsmessungen durchgeführt (SAMS II bzw. Izgib). Das Experiment Rusalka betraf die Sonnen- und Atmosphärenforschung. Hierbei werden Spektren der oberen Atmosphäre während eines Sonnenuntergangs erfasst. Dabei können die Anteile an Kohlenstoffdioxid und Methan erfasst werden.

Die drei kleinen, autonomen Innnenraumsatelliten SPHERES kamen ebenfalls zum Einsatz. Studenten hatten deren Bewegungssteuerung programmiert. So musste das Schwappen einer Flüssigkeit im Inneren eines der Satelliten so gut wie möglich ausgelichen werden, ein Satellit automatisch einem anderen, von Jeff Williams gesteuerten, ausweichen und drei Satelliten einander finden und einen Formationsflug anstreben. Der Test war das Finale eines Wettbewerbs im Rahmen des ZERO Robotics Pilot Program der NASA.

Zur Abklärung von Problemen mit einem der Anstellmotoren für die Solarzellenpaneele auf der Backbordseite der Station (2A Beta Gimbal Assembly) wurden etwa 200 Fotos angefertigt und zur Erde übermittelt. Allerdings wurden keine Auffälligkeiten gefunden. Aufgrund einer längeren Abschattungsphase vermutete man die Ursache für höhere Reibungswiderstände in einer vorübergehend verminderten Elastizität des Schmiermittels.

In der Nacht des 8. Dezember (0.16 Uhr UTC) wurde das Serviceteil des Spezial-Transporters Progress-M MIM 2 abgesprengt und später zum Verglühen in die Erdatmosphäre gesteuert. Damit wurde an der ISS der fünfte verwendbare Kopplungsstutzen freigelegt. Progress-M MIM 2 war am 10. November 2009 von Baikonur aus gestartet und hatte zwei Tage später am Zenit-Kopplungsstutzen von Swesda angelegt. Damit wurde nach einer längeren Pause der Ausbau des russischen Teils der Internationalen Raumstation wieder aufgenommen. Poisk, so der Name des Moduls, ist ein Ersatz für Pirs und wird ebenso wie dieses als Kopplungs-, Ausstiegs- und Experimentiereinheit verwendet. Allerdings ist Poisk mit 4,6 Metern Länge und einem Durchmesser von 2,3 m ein eher kleines Modul.

Bis zur Ankunft des Raumschiffs Sojus-TMA 17 mit der zweiten „Hälfte“ der Expedition 22 wurde intensiv weitergearbeitet. Regelmäßige Kontrollen und Wartungsarbeiten wurden an allen Lebenserhaltungssystemen durchgeführt. Turnusmäßig kontrolliert wurden auch Luft-, Wasser- und Oberflächenqualität. Dazu wurden Abdeckungen und Paneele an verschiedenen Stellen kurzzeitig entfernt und Abstriche der normalerweise verdeckten Oberflächen genommen. Diese wurden dann sowohl auf chemische Filme als auch auf biologische Kontaminationen durch Bakterien oder Pilze untersucht. Begleitet wurden die Arbeiten von Filterreinigungen, Untersuchung der Luft auf Konzentration potenziell gefährlicher Chemikalien, die Überprüfung von Dichtungen an Luken und Absperrventilen sowie Schnelltrennern für Kabelverbindungen und Schläuche. Auch ein Notfalltraining wurde absolviert in dessen Verlauf die Sokol-Rettungsanzüge, Feuerlöscher, Atemmasken und Anleitungen für Notfälle überprüft wurden.

Medizinische Forschung betraf Maßnahmen gegen Knochen- und Muskelschwund, wie die Einnahme spezieller Medikamente (Bisphosphonates), tägliches Training mit verschiedenen Apparaturen, Messung von Körpermasse, Wadenumfang und Kondition, Strahlungsmessungen innen und außen sowie an einem dem menschlichen Körper nachempfundenen Torso (ALTEA-DOSI, Matrjoschka-R), Lärmmessungen an verschiedenen Stellen der Station, ein Hörtest, eine kardiologische Studie zur bioelektrischen Aktivität des Herzens in Ruhephasen (Puls und EKG), Untersuchungen zum Biorhythmus (mobiles 24-Stunden-EKG) sowie psychologische Studien. So wurde per Fragebogen die Qualität der Zusammenarbeit zwischen den Besatzungsmitgliedern und der Bodenstation erfasst (Interactions/Wsaimodeistwije). Bei Pilot-M/Neuro wurden Surajews Augenbewegungen und Reaktionsfähigkeit gemessen, die während verschiedener Tests am Computer auftraten. Dazu gehörten auch die Spiele Minesweeper und Tetris. Über einen längeren Zeitraum lassen sich dadurch Veränderungen in Wahrnehmung und Reaktion sowie Stresszustände einschätzen. Im Rahmen von Tipologija wurden außerdem Hirnströme gemessen. Mit ähnlichem Equipment absolvierte Williams eine Serie WinSCAT (Spaceflight Cognitive Assessment Tool for Windows). Dabei wurde ein Fragebogen ausgefüllt, bei dem es auf Konzentration, Aufmerksamkeit, Gedächtnisleistungen, räumliches Vorstellungsvermögen und mathematische Fähigkeiten ankommt. Der Test wurde im Abstand von 30 Tagen wiederholt.

Objekte von Erdbeobachtungen waren im Rahmen von Crew Earth Observation (CEO) u. a. eine Reihe von Inseln (Malediven, Seychellen, St. Helena, Togo, Grenada, Trinidad, Tobago, Mauritius, Jamaika) und Großstädten (Neu Delhi, Tripolis, Bangkok, Santiago de Chile, Havanna) sowie im Rahmen von Uragan der Kollea-Gletscher und der Panamakanal.

Öffentlichkeitswirksam wurde die Besatzung durch eine Reihe von Amateurfunkkontakten, überwiegend mit Schülern in den USA, in Russland und Italien sowie durch Live-TV-Übertragungen für Bildungszwecke. Weitere wissenschaftliche Untersuchungen betrafen das Verhalten von Colloiden in der Schwerelosigkeit (BCAT 5), optische Diagnosegeräte zur Untersuchung des Einflusses von Vibrationen auf die Diffusion in Flüssigkeiten in einer Handschuhbox (Selectable Optical Diagnostics Instrument) sowie Veränderungen im Erbgut von Pflanzenzellen durch Schwerelosigkeit und Strahlung (Transgeneic Arabidopsis Gene Expression System im Advanced Biological Research System). Dazu wurden genetisch veränderte Zellen verwendet, die u. a. einen grün fluoriszierenden Marker enthielten. Dessen Menge und Aktivität ließ sich über eine Kamera überwachen.

Am 17. Dezember wurde der Stellmotor zur Ausrichtung des Solarzellenpaneels 2A reaktiviert und am folgenden Tag ein Belastungstest durchgeführt. Dazu waren die Gelenke zur Drehung der Gitterelemente P4/5/6 sowie S4/5/6 (Solar Alpha Rotary Joints) und vier der acht Gelenke zur Ausrichung der einzelnen Solarzellenpaneele in Nullstellung arretiert. Die Schwingungen bei den insgesamt 5 Antriebsimpulsen mit den Stationstriebwerken wurden mit verschiedenen Messkomplexen erfasst. Dazu gehören interne und externe Drahtlos-Sensorennetze, MAMS und SAMS zur Messung von minimalen Beschleunigungen unterschiedlicher Frequenz und das Structural Dynamic Measurement System (SDMS). Außerdem wurden Fotos angefertigt. Eine Weile beschäftigt war man auch mit der Aktualisierung bzw. Umstellung einiger Computer und mit einer PC-Problemanalyse (JAXA System Laptop Terminal 1).

Der 23. Dezember war Kopplungstag. Das zwei Tage zuvor gestartete Raumschiff Sojus-TMA 17 legte an Sarja-Nadir an, 6 Minuten vor der geplanten Zeit. Zuvor waren Fenster verschlossen, Solarzellenpaneele arretiert, Handbücher für Notfallprozeduren aktualisiert und bestimmte Gerätschaften abgeschaltet worden. So können die Stöße beim Andocken empfindliche Experimente stören. Umgekehrt können aber auch Funksysteme auf der ISS den automatischen Datenaustausch zwischen den Kopplungspartnern behindern. Nach der obligatorischen Sicherheitseinweisung von Timothy Creamer, Oleg Kotow und Soichi Noguchi wurden verschiedene Systeme aktiviert, Umweltmessungen durchgeführt und empfindliche Güter entladen.

An den folgenden Tagen war man mit Übergabeaktivitäten, medizinischen Erstuntersuchungen, Wartungsarbeiten und Eingewöhnen beschäftigt. Zudem gab es auch Gründe zum Feiern und Schlemmen: Weihnachten und der Jahreswechsel.

Zu den regulären Wartungsaufgaben gehörten neben den oben bereits genannten auch die Untersuchung der Wasserqualität (Brauchwasser und Trinkwasser getrennt), die Leerung von Kondenswasserbehältern, Batteriewechsel bzw. -aufladung, Trockenhaltung und Überprüfung der individuellen Schutzanzüge, Überprüfung von Messgeräten für Luftreinheit, Feuer-, Dekompressions- oder Rauchalarm, regelmäßiges Neubooten von Computern, Reinigung der Toiletten, Austausch von Luftfiltern, Einspielen von Software-Updates, Überprüfung von Ventilatoren zur Verteilung der Luft und von Luftstromsensoren sowie das Nachfüllen von Wasser in den Elektrolyseur des Sauerstoffgenerators Elektron. Außerdem gab es für die Besatzungsmitglieder regelmäßige private Familienkonferenzen, vertrauliche medizinische Gespräche, wöchentliche Planungskonferenzen und Medienkontakte per Video. Dazu zählten auch Grußbotschaften vom russischen Raumfahrtmuseum in Moskau anlässlich der 50sten Jahrestage des Raumfluges von Sputnik 5 mit den Hündinnen Bjelka und Strelka sowie der Gründung des sowjetischen Kosmonautencorps.

Vor allem aber blieb mehr Zeit für wissenschaftliche Forschungen. Dazu gehörten neben der Fortführung vieler Experimente auch die Messung der Menge roter Blutkörperchen (Hemakrit), die während eines längeren Aufenthalts im Weltall beständig zurückgeht, die langfristige Untersuchung von Veränderungen der Haut sowie der Schleimhäute in Ohr, Nase und Mundraum (BIMS), die Beobachtung und fotografische Erfassung von Auswirkungen industrieller Standorte auf die Erdatmosphäre (EKON), Beobachtung von Gletschern und Eisbergen (Uragan), Mustererkennung in der Schwerelosigkeit (BISE), das Verhalten von überhitzten oder unterkühlten Flüssigkeiten in der Mikrogravitation (Device for the Study of Critical Liquids & Crystallisation), die Messung des pH-Wertes vom morgendlichen Urin der Raumfahrer (Pro K), die Erfassung der Lungenfunktion (Pulmonary Function) sowie „Dewey’s Forest“. Hierbei handelt es sich um ein für Bildungszwecke von Schülern zusammengestelltes Pflanzenarrangement. Dieses wird tiefgefroren ins All gebracht und zu einem bestimmten Zeitpunkt „zum Leben erweckt“. Dann entwickeln sich die Pflanzen, sehr zur Freude der jungen Forscher am Boden und der Raumfahrer in der Station. Der „Wald“ bestand in alter Gartentradition aus indischen Scheinerdbeeren, Nelken, Antitussivum und Pfefferminze. Der Name „Dewey’s Forest“ geht auf den Science-Fiction-Film „Silent Running“ (deutscher Titel: „Lautlos im Weltraum“; USA, 1971) zurück, in dem ein Roboter namens Dewey den letzten irdischen Wald in einem riesigen Gewächshaus, welches den Saturn umläuft, betreut.

Zu Beginn des Jahres haben Jeffrey Williams, Soichi Noguchi und Timothy Creamer im Inneren der Station einen Manipulator zusammengebaut und für den Außeneinsatz vorbereitet, mit dem besonders feinfühlige Arbeiten vorgenommen werden können. Allerdings ist auch der Small Fine Arm nur vergleichsweise „fine“. Es wurde am 10. März durch eine im japanischen Labormodul Kibo befindliche Schleuse nach außen gebracht.

Am 11. Januar wurde die externe Lagerplattform ESP 3 (External Stowage Platform) mittels Stationsmanipulator Canadarm2 vom oberen Teil des Gittersegments P3 auf der Backbordseite (Portside) entfernt und auf dem mobilen Transporter zur Steuerbordseite gefahren. Hier wurde ESP 3 am nächsten Tag an der Unterseite des Gittersegments S3 (Starboard) installiert. Damit stehen später für Experimente je zwei Montagepunkte an der Ober- und an der Unterseite zur Verfügung. Die Lagerplattform trug zu diesem Zeitpunkt eine Ersatzantenne, ein Pumpenmodul und verschiedene robotische Austauschkomponenten.

Oleg Kotow und Maxim Surajew bereiteten sich derweil intensiv auf ihren Ausstieg vor. Das neue russische Mini-Forschungsmodul Poisk dient auch als Ausstiegsschleuse und Andockstelle. Zuvor mussten aber noch einige Vorbereitungen getroffen werden. Zu denen gehörte das Anbringen einer Antenne für das Annäherungssystem Kurs sowie eines optischen Kopplungsziels. Dies wurde von Oleg Kotow und Maxim Surajew am 14. Januar 2010 bei einem fünfeinhalbstündigen Außenbordeinsatz erledigt. Der Ausstieg begann mit dem Öffnen der Ausstiegsluke im Modul Pirs gegen 10:10 Uhr UTC und endete nach 5 Stunden und 28 Minuten. Außerdem wurden mehrere zusätzliche Handläufe installiert und planmäßig ein außen angebrachter Experimentcontainer (Biorisk) geborgen, mit dem die Auswirkungen kosmischer Strahlung auf biologische Substanzen und Organismen untersucht wurden. Die Proben wurden zur genaueren Untersuchung zur Erde zurückgebracht. Für Oleg Kotow war dies der dritte Ausstieg seiner Laufbahn, für Surajew der erste. Beide trugen die neuen Orlan-MK-Raumanzüge.

Am 21. Januar 2010 koppelten Surajew und Williams ihr Raumschiff Sojus-TMA 16 vom Heck der Station ab und 21 Minuten später erstmals am neuen russischen Modul Poisk wieder an. Um 10:24 Uhr UTC war der mechanische Kontakt zwischen Sojus-TMA 16 und der Internationalen Raumstation wiederhergestellt, nachdem das Zubringerraumschiff um 10:03 Uhr UTC vom Stationsmodul Swesda abgedockt hatte.

Seit dem 22. Januar können die Bewohner der Internationalen Raumstation das Internet (fast) direkt nutzen. Dabei greifen Sie im Verlaufe von Zeiten, in denen via K_u-Band-Antenne eine schnelle Datenverbindung zwischen Station und Erde besteht, per Remoteverbindung auf einen Rechner in einer NASA-Einrichtung zu, der ans Internet angebunden ist. Sie sehen also auf ihrem Computerbildschirm den Inhalt des Desktops des ferngesteuerten Rechners und können hier auch Eingaben machen. Hauptzweck der neuen Kommunikationsmöglichkeit ist der verbesserte Kontakt der ISS-Besatzung mit Bekannten, Verwandten und Interessierten weltweit. Timothy Creamer machte davon sogleich Gebrauch, indem er einen Eintrag in Twitter selbst vornahm. Bisher wurden die Botschaften per Mail zum Boden übermittelt und dann von Mitarbeitern der NASA bzw. von Roskosmos oder Jaxa veröffentlicht. Weiterhin zur Verfügung stehen den Raumfahrern Dienste wie eMail, IP-Telefonie und Videokonferenzen. Letztere gibt es vor allem bei besonderen Anlässen. Sonstige private, dienstliche oder medizinisch-beratende Kontakte finden überwiegend via Audio statt.

Am 22. Januar 2010 wurden zwei Triebwerke des Servicemoduls Swesda an der Internationalen Raumstation testweise in Betrieb genommen. Die beiden als KD 1 und KD 2 bezeichneten Motoren am Ende der Station waren um 10:06 Uhr UTC gezündet worden. Während der 54 Sekunden dauernden Brennphase wurden rund 125 Kilogramm Treibstoff verbraucht und die Bahn um 1,75 Kilometer angehoben. Der eigentliche Reboost fand am 24. Januar statt. Um 9.01 Uhr UTC, wurden die Triebwerke gezündet und waren zweieinhalb Minuten in Funktion. Die Operation steigerte die Geschwindigkeit der ISS um 2,85 Meter pro Sekunde und hob die Bahn der Station um rund 5 Kilometer an.

Der Kopplungsadapter PMA 3 wurde zuvor am 23. Januar 2010 planmäßig von der Backbordseite des Moduls Unity zum oberen Port auf Harmony umgesetzt. Dies geschah mit dem Hauptmanipulatorsystem der ISS, dem Canadarm2. Das Umsetzen begann gegen 9:15 Uhr UTC und dauerte etwa 2 Stunden und 16 Minuten. Notwendig wurde der Transport, um den linken Kopplungsstutzen an Unity für das Andocken des letzten Verbindungsknotens des US-basierten Teils der Station freizumachen. An dieses Modul namens Tranquility wurde PMA 3 am 16. Februar erneut umgesetzt.

Wie erst Ende Januar bekannt wurde, hatte Maxim Surajew in den davorliegenden Wochen Pflanzen der Weizensorte Superkarlik ungenehmigt herangezogen. Sie gediehen im Unterschied zu einem früheren Versuch an Bord der russischen Raumstation Mir gut, woraus man folgerte, dass das unzureichende Wachstum damals an der äthylenreichen Bordatmosphäre der alten Station gelegen haben könnte.

Am 3. Februar 2010 startete das automatische Versorgungsschiff Progress-M 04M von Baikonur aus zur Internationalen Raumstation und koppelte 2 Tage später um 4.26 Uhr UTC automatisch an deren Heck an. Unter den 2.686 Kilogramm Fracht an Bord des Versorgers befanden sich 250 kg Treibstoffe für die ISS, 21 kg Luft, 28 kg Sauerstoff, 45 kg Wasser, 27 kg für ein Wärmeregulierungssystem, 6 kg Material für Instandhaltungen, 32 kg Hygieneausrüstung, 133 kg Nahrungsmittel, 96 kg medizinisches Gerät, 17 kg Ausrüstung für das Modul Sarja, 4 kg Material für das Modul Poisk, 29 kg Borddokumentationen und persönliche Pakete für die Besatzung sowie 496 kg Lebensmittel, Verbrauchsgüter und Ersatzteile für die NASA-Angehörigen auf der ISS. Bei diesem Flug waren auf Wunsch der Raumfahrer übrigens keine Zwiebeln und kein Knoblauch dabei, davon hatte man noch ausreichend auf der Station. Stattdessen wurden 5,5 kg Äpfel, 4 kg Orangen, 3 kg Grapefruits und 2,5 kg Essiggurken verladen und anschließend von den Raumfahrern genossen.

Am 10. Februar (4.06 Uhr UTC) machte die 2 Tage zuvor gestartete US-Raumfähre Endeavour am Bug der Station fest. Während des neuntägigen gemeinsamen Fluges wurden das neue Stationsmodul Tranquility an der Backbordseite von Unity angekoppelt, die zuvor längsseits installierte Cupola an die Unterseite von Tranquility und PMA 3 an dessen nach Backbord zeigende Spitze umgesetzt, die seit Monaten kränkelnde Wasseraufbereitungsanlage repariert, mehrere Tonnen Versorgungsgüter und Ausrüstungen in die Station transportriert und im Verlaufe dreier Außenbordeinsätze vom Schleusenmodul Quest aus die neuen Module an Energie-, Daten- und Kühlkreislauf der Station angeschlossen Schutzabdeckungen entfernt sowie Außenplattformen und Handgriffe verlegt bzw. installiert.

Im Inneren der Station wurden nicht nur neue Gerätschaften installiert sondern auch zunächst an vorläufigen Positionen untergebrachte Systeme in Tranquility bzw. Cupola verlegt. Dazu gehörten Einrichtungen des Lebenserhaltungssystems, eine Toilette, Trainingsgeräte wie das zweite Laufband und insbesondere auch eine Steuereinheit für das aus Kanada stammenden Hauptmanipulatorsystem der ISS, Canadarm2. Diese grundlegende Umkonfiguration beschäftigte die Stammbesatzung auch nach dem Abflug der Endeavour am 20. Februar noch einige Zeit weiter. Zwei Tage zuvor wurde die ISS-Bahn mit Hilfe der Shuttle-Triebwerke um etwa 2 Kilometer angehoben. Eine weitere Bahnanhebung, diesmal um 6,5 Kilometer besorgte das am Heck der Station angekoppelte Frachtschiff Progress-M 04M durch eine rund 26 Minuten dauernde Antriebsphase einige Stunden nach dem Ablegen der Raumfähre.

Die folgenden Wochen waren erneut mit Installations-, Wartungs- und Forschungsarbeiten angefüllt. Große Aufmerksamkeit widmete man dabei der Reinhaltung von Luft und Wasser. So wurden häufig in verschiedenen Bereichen der Station Luftproben genommen und untersucht oder konserviert (Ecosfera, Biodegradatsija, Air Quality Monitoring). Auch wurden Abstriche von normalerweise abgedeckten Oberflächen gemacht bzw. spezielle Messungen vorgenommen. BAR-Expert befasst sich beispielsweise damit. Gemessen werden Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftstrom und Oberflächenveränderungen wie Mikrorisse. In eine ähnliche Richtung zielen Untersuchungen im Rahmen von Mycological Evaluation of Crew Exposure to ISS Ambient Air (Pilzkonzentration in der Luft), Biodegradazija (biologisch verursachte Korrosion) und Aseptik (Wirkungsdauer einer Oberflächensterilisation). Das Trinkwasser unterliegt ohnehin einer täglichen Kontrolle. Zudem sorgen mehrere automatisch arbeitende Geräte für eine laufende Gefahrenüberwachung.

Fortgeführte Forschungen waren Untersuchungen zu Gesundheit sowie körperlichen und geistigen Veränderungen der Raumfahrer (Pulmonary Function, Health Status, Pro K, SLEEP, BIMS, Reaction Self Test, BISE, Nutrition, Bisphosphonates, Pilot-M/Neuro, Biorhythm, Wsaimodeistwije/Interactions, WinSCAT, Hörtests, Lärmmessungen, Dichanije, Integrated Cardiovaskular, Sonokard, Tipologija), Beschleunigungsmessung (MAMS, SAMS, Izgib), Proteinkristallisation (Commercial Generic Bioprocessing Apparatus 5 & 6), Pflanzenwachstum (APEX Cambium, Dewey’s Forest, Rastenija 2), Atmosphärenuntersuchungen (Rusalka), Erdbeobachtung (Crew Earth Observation, Uragan) und Strahlungsmessung (Matrjoschka-R). An verschiedenen Lokationen an der Außenseite der Station lief eine Vielzahl von Materialexperimenten sowie Strahlungsmessungen weiter (z. B. Exposure-R, MAXI).

Es gab aber auch eine ganze Reihe neuer oder wiederaufgelegter Studien. So wurde im Rahmen von TROPI 2 das Wachstum von Kressepflanzen bei verschieden starken Andruckkräften untersucht. Die Container mit den Pflanzen befanden sich dazu in einer Zentrifuge, deren Rotationsdauer den Andruck bestimmt. Dazu wurde das European Modular Cultivation System genutzt. In diesem können Multigenerationenexperimente unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden. Sie beinhaltet zwei Zentrifugen mit je 4 Containern für biologische Proben inklusive aller notwendigen Steuerungstechnik. So lassen sich Beleuchtung (0-100 W/m²), Luftzusammensetzung (O₂, N₂, CO₂), Temperatur (18 – 40 °C), Luftfeuchtigkeit (50 – 95%) und Beschleunigung (0 – 20 m/s²) einstellen. Über Kameras lassen sich Veränderungen an den Pflanzen sehr genau beobachten (Auflösungsvermögen besser als 0,1 mm). Nachts kann die Beobachtung über eine Infrarot-Beleuchtung ebenfalls sichergestellt werden.

Neu für die Expedition 22 waren auch Untersuchungen zum Einsatz von Medikamenten gegen ungewollte körperliche Veränderungen (Pille-MKS), Augenspiegelungen zur Messung der Durchblutung der Netzhaut (PanOptic), die Herstellung von Nanomaterialproben aus Titanoxid in der Measurement Experiment Unit in Kibo (Sedimentation der Kristalle mit wabenförmiger Struktur), Messung von Blutdruck und Volumen unter erhöhter Salzzufuhr (CARD), Studium verschiedener Parameter des Herz-Lungen-Systems über EKG, Widerstandskardiogramm, Phonokardiogramm, Pneumotachogramm und Photopletismogramm (Pnevmokard), Untersuchungen zu Veränderungen des Immunsystems (Integrated Immune), die Messung von Veränderungen im Organvolumen (KardioMed) sowie die Feststellung von Veränderungen in der Motorik, die aus einer veränderten optischen Wahrnehmung resultieren (3D Space).

Ende Februar wurde vor allem von Soichi Noguchi viel Zeit dafür aufgewendet, den Small Fine Arm, eine Erweiterung des japanischen Manipulators, vorzubereiten, die Schleuse in Kibo zu testen, den Arm auszuschleusen, an Versorgungs- und Datenleitungen anzuschließen und die korrekte Funktion zu überprüfen. Mit dem SFA sollen in Zukunft auch filigrane Arbeiten auf der japanischen Experimentierplattform durchgeführt werden können.

Am 21. Februar kam es zu einer größeren Computerfehlfunktion. Verursacht durch ein fehlerhaftes Kommando aus Oberpfaffenhofen an den Vital Telemetry Telecommand Computer im ESA-Labormodul Columbus wurden Daten für das interne Steuerungssystem falsch formatiert. Daraufhin wechselten der Command & Control Multiplexer/Demultiplexer Computer und sein Backup in einen Ruhemodus. Dabei kam es auch bei weiteren Steuerungsrechnern im amerikanischen und im russischen Segment zu Fehlern. In der Folgezeit wurde das Problem analysiert und die Computer wieder in Funktion gebracht. Außerdem wurden Prozeduren erarbeitet, die eine ähnliche Fehlerkette verhindern sollen.

Weitere Probleme hatte man überwiegend mit Computertechnik in allen Teilen der Station sowie mit verschiedenen Messkomplexen (Selectable Optical Diagnostics Instrument – Diffusion Soret Coefficient, BioLab, ALTEA). Oft waren längere Analysen und mehrere Reparaturversuche notwendig. Die Raumfahrer fungierten hierbei als universelle Mechaniker, Elektroniker und Informatiker.

Gegen Ende der Mission wurden die Ergebnisse von Experimenten verpackt, ganz frische Proben zur schnellen Untersuchung auf der Erde genommen, zusätzliche körperliche Belastungen vorgenommen (z. B. Training mit Unterdruckhose), Systeme des Rückkehrraumschiffs getestet und persönliche Sachen geordnet. Eine langjährige Tradition auf russischer Seite ist das Stempeln von Weltraumpost. Dazu existiert ein spezielles Postsiegel, mit dem diesmal etwa 60 Briefe versehen wurden. Erstmals hatte dies 1977 Georgi Gretschko an Bord der Raumstation Salut 6 vorgenommen.

Die offizielle Übergabe des Stationskommandos von Jeffrey Williams an Oleg Kotow wurde am 17. März vorgenommen. Einen Tag später kehrten die Raumfahrer Jeffrey Williams und Maxim Surajew mit ihrem Raumschiff Sojus-TMA 16 und etwa 150 kg Fracht zur Erde zurück. Damit endete die Mission der ISS-Expedition 22, eine neue begann.

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Autor: Daniel Maurat

Das Knotenmodul Node 2 Harmony ist eines der drei Knotenmodule der ISS, an denen die verschiedenen amerikanischen, euopäischen und japanischen Module angedockt sind. Es ist ein Mittelsmodul zwischen dem Labormodul Destiny, welches die Energieversorgung steuert, und den beiden Labormodulen Columbus der ESA und Kibo aus Japan. Zudem haben vier der sechs Besatzungsmitglieder hier ihre Quartiere.

Entwicklung und Bau

Wie bei den anderen Knotenmodulen auch, war Harmony von Anfang an in der Planung des ISS-Vorgängerprojektes, der US-Raumstation Freedom, enthalten. Auch hier wäre es Kopplungsmodul für andere Module gewesen. Auch nach dem Einstieg Russlands in das ISS-Programm, welches zur Folge hatte, dass Freedom und sein russisches Pendant, die Mir 2, zu einem Projekt fusioniert wurden, die ISS. Zudem war geplant, das CAM (Centrifuge Accommodations Module für Zentrifugenmodul), ein Labormodul, in dem Zentrifugen zur Erzeugung eines Schwerkraftersatzes in unterschiedlicher Stärke zum Einsatz kommen sollten, an Harmony Zenit anzudocken. Es wurde aber gestrichen und so blieb Harmony Zenit bisher frei.

Harmony wurde nicht, wie die vorangegangenen US-Module, in den USA gebaut, sondern von der italienischen Firma Thales Alenia Space in Turin unter Federführung der italienischen Weltraumorganisation ASI. In einer Airbus Beluga wurde das Modul nach seiner Fertigstellung am 1. Juni 2003 ins Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida, gebracht, wo es in der Space Station Processing Facility auf seinen Start wartete. Eigentlich hätte das Modul schon 2004 starten sollen, das Columbia-Unglück, bei dem 7 Astronauten starben und daraufhin die Shuttles am Boden bleiben mussten, warf den Zeitplan dahin. So wurde Harmony bis zu seinem Start im SSPF eingelagert.

Aufbau

Harmony ist eine etwas verlängerte Version von Unity und besteht, wie alle anderen US-Module auch, aus Aluminium. Es besitzt einen passiven und fünf aktive Kopplungsmechanismen des Typs CMB (Common Berthing Mechanism). CBM ist das Standard-Kopplungssystem der US-Module. Zur Zeit ist der Backbord-Kopplungsstutzen durch das Hauptmodul des japanischen Forschungskomplexes Kibo besetzt, der Steuerbordstutzen vom ESA-Modul Columbus, der Bugstutzen vom Kopplungsadapter PMA-2 und der Heckstutzen vom US-Labor Destiny. Zudem können am Nadirstutzen entweder japanische HTVs, MPLMs, oder in Zukunft US-amerikanische Dragon– oder Cygnus-Kapseln angekoppelt werden. Diese werden vom Stationsroboterarm SSRMS/Canadarm 2 an den Nadir-Punkt von Harmony geführt.

Im Inneren von Harmony ist Platz für acht Standard-Racks. Davon sind drei Schlafquartiere, ein Sportgerät, damit die Astronauten im All weniger Muskelmasse und Knochensubstanz verlieren, und vier Energieumsetzer, um den Strom aus Destiny in Columbus und Kibo zu leiten.

Im Orbit

Gestartet wurde Harmony während der Mission STS 120 des Space Shuttles Discovery am 23. Oktober 2007. Nach zweitägigem Flug dockte die Discovery an die ISS an und die Besatzungen von Station und Shuttle begannen sofort mit Vorbereitungsarbeiten. Am 26. Oktober wurde Harmony vorrübergehend an Unity Backbord angedockt. Am 14. November 2007 wurde zuerst PMA 2 von Destiny-Bug an Harmony-Bug verlegt. Anschließend wurden Harmony und der angedockte Adapter PMA 2 von Unity-Backbord an den freien Kopplungsplatz von Destiny umgesetzt.

2008 wurde das ELM (Experiment Logistics Module für Experimente-Logistikmodul) des japanischen Labors Kibo zwischenzeitlich an Harmony Zenit angekoppelt, da da Hauptmodul PM, wo es angedockt werden sollte, noch geliefert werden musste.

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Autor: Daniel Maurat

Das amerikanische Schleusenmodul Quest (auf deutsch Suche) ist das Schleusenmodul des US-Teils der Internationalen Raumstation ISS. Hier können Astronauten und Kosmonauten in den amerikanischen EMUs (Extravehicular Mobility Unit für Außenbordmobilitätseinheit) oder in den russischen Orlan-Raumanzügen (Орлан für Seeadler) für Außenbordeinsätze die Raumstation verlassen. Zudem verfügt Quest an der Außenseite über große Tanks zur Lagerung von Sauerstoff und Stickstoff, um die Stationsatmosphäre aufrechtzuerhalten.

Entwicklung und Bau

Wie bei allen anderen US-Modulen der ISS auch, begann man mit der Entwicklung von Quest mit der geplanten US-Station Freedom. Auch hier wäre Quest eine Schleuse gewesen. Dies war norwendig, da nicht die ganze Zeit ein Space Shuttle angekoppelt sein könnte und man auch Außenbordeinsätze ausführen musste, um etwa die Station zu warten, Experimente auszutauschen und ähnliches. Auch nachdem Freedom und Mir 2 , das russische Pendant zu Freedom, zusammengeführt wurden, blieb Quest im Konzept erhalten.

Gebaut wurde Quest von der amerikanischen Luft- und Raumfahrtfirma Boeing im Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. Von dort aus kam das Modul nach der Fertigstellung nach Cape Canaveral in die SSPF (Space Station Processing Facility für Stationsvorbereitungshalle), wo es auf den Start vorbereitet wurde.

Aufbau

Quest, besteht aus zwei Teilen: dem vier Meter im Durchmesser messenden und zwei Meter langen Geräteteil und dem 3,5 Meter langen, aber nur etwa einen Meter durchmessenden Schleusenteil. Im Geräteteil (Equipment Lock) befinden sich Lagerräume für zwei Raumanzüge. Hier bereiten sich die Astronauten auf ihre EVA (Extravehicular Activity für Außenbordeinsatz) vor, legen ihre Raumanzüge an, testen sie auf Funktionsfähigkeit und warten diese.

Quest verfügt über einen passiven CBM (Common Berthing Mechanism) zum Kopplungssystem des US-Teils der Station. Es ist vom Knotenmodul Node 1 Unity besetzt. Der Schleusenteil (Crew Lock) verfügt über zwei Luken: eine größere zum Geräteteil und eine kleinere, über die die Astroanuten in den freien Weltraum kommen. Die Schleuse ist hermetisch verriegelbar und kann über Vakuumpumpen im Geräteteil entlüftet werden. Diese Luft wird in Tanks evakuiert, um weniger Luft durch das Öffnen der Luke zu verlieren. Nach einer EVA wird diese Luft wieder in die Schleuse gepumpt. Wenn gerade keine EVA ansteht, wird die Schleuse auch als Lagerraum verwendet.

An der Außenhaut befinden sich vier aus Kohlefaserverbundmaterial bestehende Tanks, von denen zwei Stickstoff und zwei Sauerstoff enthalten. Sie haben einen Durchmesser von je 90 Zentimetern und wiegen rund 550 kg. Drei zeigen in Richtung Erde, der vierte liegt gegenüber den anderen drei. In ihnen wird ein Großteil der Luft des US-Teils der Station gelagert.

Im Orbit

Gestartet wurde Quest im Rahmen der Shuttle-Mission STS 104 des Space Shuttles Atlanits am 12. Juni 2001. Nach zwei Tagen koppelte die Raumfähre an die Station an und die Besatzung begann sofort mit ihrer Hauptarbeit, der Montage von Quest. Zunächst wurde mithilfe des Stationsmanipulators Canadarm 2 Quest aus der Ladebucht der Atlantis gehoben und danach am Steuerbordkopplungspunkt von Unity befestigt. Danach stiegen die beiden Astronauten Michael Gernhardt und James Reilly aus und überprüften die Verbindung zwischen Quest und der Station. Danach wurden die vier Tanks am Schleusenmodul montiert. Dies geschah erst im All, da die Shuttlenutzlastbucht zu klein war, um Quest mit den befestigten Tanks zu starten. Nachdem das Modul installiert war, koppelte Atlantis am 22. Juni ab und landete drei Tage später sicher auf der Landebahn des Kennedy Space Centers in Florida.

Seitdem Quest an der ISS montiert wurde, nutzen auch die Shuttlecrews die ISS-Schleuse, um EVAs durchzuführen. Dies hat den Vorteil, dass man auch während einer EVA zwischen Shuttle und ISS hin- und herwechseln kann, was vorher nicht der Fall war, da der Zugang zur ISS gleichzeitig Shuttleschleuse war. 2005 wurde an Quest eine der drei ESPs (External Stowage Platform für externe Lagerungsplattform), nämlich Nummer 2 befestigt. Auf ihr werden Ersatzteile gelagert.

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Autor: Daniel Maurat

Das Forschungsmodul Destiny (zu deutsch Schicksal) ist das zweite US-Modul der ISS und das insgesamt sechste. Im Modul kann man eine Reihe von wissentschaftlichen Experimente durchführen, aber auch z.B. bei Außenbordeinsätzen das fernbedienbare Raumstationsmanipulatorsystem SSRMS Canadarm 2 (Space Station Remote Manipulator System) steuern. Zudem ist Destiny mit der mehr als 100 Meter langen integrierten Gitterstruktur (ITS für Integrated Truss Structure), und damit auch mir den Solarauslegern verbunden und verteilt die dort gewonnene Energie auf alle Module der Station.

Entwicklung und Bau

Die Entwickliung von Destiny begann, wie auch bei allen anderen US-Modulen, mit der Planung zur Raumstation Freedom, einem der beiden ISS-Vorgängerprojekte. Destiny hätte auch hier vor allem ein Forschungsmodul sein sollen. Nach der Zusammenführung von Freedom und Mir 2, dem russischen Äquivalent zu Freedom, blieb Destiny essentieller Bestandteil der ISS als Steuerungsstation für die ITS.

Gebaut wurde das Modul vom US-Luft- und Raumfahrtunternehmem Boeing, das auch schon den Kopplungsknoten Node 1 Unity gebaut hat. Der Bau begann 1995. Nach der Fertigstellung 1998 wurde Destiny in die SSPF im Kennedy Space Center gebracht, wo es auf seinen Start vorbereitet wurde.

Aufbau

Destiny ist eine zylindrische Röhre aus Aluminium. Es verfügt über zwei der CBMs (Common Berthing Mechanism), der Standard-US-Kopplungsstutzen, je einen passiven (zu Unity) und einen aktiven (früher zu PMA-2, heute zu Harmony). Des Weiteren gibt es in der Außenhaut ein im Durchmesser etwa 51 cm großes Fenster, dass zur Erde gerichtet ist. Von dort aus können Beobachtungen unseres Heimatplaneten durchgeführt werden.

Insgesamt verfügt Destiny über 24 „Racks“, eine Art von standardisierten Schränken, in denen man z.B. Experimente verstauen kann, die aber auch als Ersatzteillager oder Steuerungseinheit für verschiedene Systeme wie ITS oder SSRMS/Canadarm 2, Luftreinigung, CO₂-Absorbern sowie der Wasseraufbereitung dienen. Jeweils sechs von ihnen sind an einer der Wände, am Boden und an der Decke untergebracht. Die meisten von ihnen wurden aber nicht mit Destiny gestartet, sondern erst später auf einem der ISS-Versorgungsflüge der Space Shuttles. Dies musste so gemacht werden, da das Shuttle nicht das ganze Modul mit seinen voll beladen 24 Tonnen hätte tragen können. Deswegen startete man mit nur vier Racks, die mit dem Modul etwa 15 Tonnen wogen.

Im Orbit

Gestartet wurde Destiny während der Mission STS 98 des Space Shuttles Atlantis am 7. Februar 2001. Zwei Tage später koppelte das Shuttle an die ISS an, wo schon die Besatzung der ISS-Expedition 1, die im Oktober 2000 startete, wartete. Eine Besonderheit ist, dass Atlanits nicht, wie alle anderen Missionen zuvor, an PMA 2, sondern an PMA 3 andockte, der zu der Zeit an Unity Nadir befestigt war. Dies war nötig, da Destiny seinen Platz zwischen Unity und PMA 2 finden sollte. Deshalb lagerte man am 11. Februar zunächst PMA 2 am Gitterelement P6 zwischen. Danach wurde Destiny mit dem Shuttlemanipulator Canadarm aus der Ladebucht des Shuttles gehieft und an Unity angekoppelt. Dabei fungierten die beiden Astronautan Thomas Jones und Robert Curbeam als Monteure. Sie benutzten für ihre EVA (Extravehicular Activity für Außenbordeinsatz) die Shuttlescheuse, da zu diesem Zeitpunkt die ISS noch über keine eigene Ausstiegsmöglichkeit verfügte. Einen Tag später stiegen Jones und Curbeam wieder aus, um PMA 2 an Destiny anzukoppeln. zudem bereiteten sie Destiny auf die Ankunft des Stationsmanipulators Canadarm 2 vor, indem sie einen Sockel für diesen installierten. Die Atlantis koppelte am 16. Februar ab und landete 4 Tage danach auf der Edwards Air Force Base (EAFB) in Kalifornien.

Nach dem Ankoppeln von Destiny versorgten weitere Shuttle-Missionen das Modul mit immer mehr Racks, wie einem Beobachtungsrack, das vor dem Fenster montiert wurde. Dieses ermöglicht automatisierte Beobachtungen und Aufzeichnungen zu Veränderungen auf der Erdoberfläche, was Geologen, Ozeanologen und Meteorogen zugute kommt. 2007 wurde das zweite Kopplungsmodul Harmony angeliefert, welches an Destiny befestigt wurde. Bis zu diesem Tag war Destiny das Tor zur ISS.

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Autor: Daniel Maurat

Das MIM 1 (Malui Issledowatjelski Modul 1 für Miniforschungsmodul 1) oder (SGM Стыковочно-грузовой модуль Stykowotschno-Grusowoii Modul für Ankopplungs- und Frachtmodul) Rasswjet (russ. Рассвет für Morgenröte) ist ein russisches Andock- und Forschungsmodul. Zudem kann es als Lagermodul für überschüssiges Equipment benutzt werden. Im Vergleich zu anderen russischen Modulen kann Rasswjet mangels eigener Triebwerke nicht autonom fliegen, weswegen es, wie die Module Pirs und Poisk mit einem anderen Raumfahrzeug, hier dem amerikanischen Space Shuttle, zur ISS gebracht werden musste.

Entwicklung und Bau

Die Entwicklung von Rasswjet begann als Teil der Naútschnui Energetscheski Platform (NEP, wissenschaftliche Energieplattform), welche die russichen Module mit Energie versorgt hätte. Dessen Planung startete schon bei Mir 2, wo sie in etwa die gleiche Aufgabe gehabt hätte. Der Start hätte mit einem Shuttle oder einer Zenit erfolgen sollen, dafür hätte man bei einem Shuttle-Start amerikanische Güter im SPP mitgenommen. Nachdem aber 2006 Module wie die Forschungsmodule 1-3 und das Universelle Andockmodul gestrichen wurden, war das auch das Ende der NEP, da man die restlichen Module des russischen Teils auch mit dem ITS, der großen Sonnenkollektorreihe des US-Teils, hätte versorgen können. Zu diesem Zeitpunkt hatte man aber schon den Bau des unter Druck stehenden Basismoduls begonnen. Dieses wurde dann zunächst eingelagert.

Die Renaissance für das Basismodul begann, als die russische Weltraumagentur Roskosmos den Bau eines Andock- und Lagerungsmoduls plante, da man durch das Ankoppeln von Node 3 Tranquility den Nadir-Ankopplungsstutzen von Sarja nicht mehr gefahrlos hätte ansteuern können. Das SGM sollte als Verlängerung für Sarja dienen. Aber auch nachdem die NASA beschloss, Tranquility an Unity Backbord anzudocken, ließen die Russen nicht vom SGM und wollten im Modul auch ein wenig Forschung betreiben, sodass Roskosmos das SGM in MIM 1 umbenannte. Es sollte dann, wie die NEP, mit einem Shuttle gestartet werden. Dafür wollte man im Modul US-Fracht mitnehmen. Nachdem man auch das MLM Naúka entwickelte, beschloss man, mit dem MIM 1 auch Teile des MLM mitzunehmen, wie eine Schleuse, einen Radiator und Ersatzteile für den europäischen Roboterarm ERA, der für Aufgaben am russischen Teil konzipiert wurde. Der Bau fand bei RKK Energia bei Moskau statt. Nach der Fertigstellung wurde Rasswjet, welches seinen Namen am 7. Dezember 2009 erhielt, am 17. Dezember 2009 mit einer An 124 von Russland nach Cape Caneveral in Florida gebracht, wo es zuerst in der Vorbereitungshalle der Firma Astrotech, später dann auch in der Space Station Processing Facility (SSPF für Raumstation-Vorbereitungshalle) untergebracht war, der Halle, in der alle Module, die auf einen Shuttle-Start warten, gelagert und auf den Start vorbereitet wurden und werden. Von dort aus wurde das Modul schließlich zum am LC-39 wartendem Space Shuttle Atlanits gebracht und in die Ladebucht integriert.

Aufbau

Rasswjet ist ein zylinderförmiges Modul mit 6 Metern Länge und einem Durchmesser von 2,35 Metern. An der Außenhaut befinden sich vier Halterungen, die dazu dienen, Rasswjet beim Start in der Shuttle-Ladebucht zu fixieren. Außerdem befinden sich dort ein Radiator, Ersatzteile des ERA sowie eine Schleuse für das noch zu startende MLM Naúka. An der Außenseite des Moduls befinden sich drei PDGFs (Power and Data Grapple Fixtures), zwei für den Shuttleroboterarm Canadarm und den Stationsarm SSRMS/Canadarm2, die beide die gleiche Art von PDGF verwenden, und einen für ERA des russischen Teils der Station.

Für Kopplungsmanöver verfügt Rasswjet über je einen aktiven und einen passiven „SSWP-G 4000″-Kopplungsstutzen. Der aktive, sich am Zenitende befindende ist derzeit von Sarja belegt, der passive am Nadirende wird für Kopplungsmanöver von Sojus– und Progress-Raumschiffen benutzt. Dafür besitzt Rasswjet auch Leitungen und Pumpen für den Treibstofftransfer von einem Versorgungsraumschiff in die Stationstanks in Sarja.

Zudem besitzt Rasswjet Platz für acht Experimente. Beim Start waren dies ein Handschuhkasten, zwei Inkubatoren und eine Plattform, die Experimente von den Vibrationen der Station isoliert, um eine verbesserte Qualität der Mikrogravitation zu erreichen. Weitere Experimente können mit den verschiedenen Versorgern gebracht werden.

Im Orbit

Der Start von Rasswjet fand mit der Mission STS 132 des Space Shuttles Atlanits am 14. Mai 2010 statt. Nach zweitägigem Flug zur ISS dockte die Raumfähre an PMA 2 an. Zwei Tage später, am 18. Mai 2010, wurde Rasswjet mit Hilfe des Canadarm und des SSRMS/Canadarm 2 an Sarja-Nadir angekoppelt. Die Luken wurden am 20. Mai geöffnet und die Besatzung von STS 132 sowie der ISS-Expedition 23 betraten zum ersten Mal das neue Modul.

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