| Missionsemblem
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| Missionsdaten
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| Mission
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ISS Expedition 3
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| Besatzung
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3
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| Rufzeichen
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Expedition 3
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| Rettungsschiffe
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Sojus TM-32
,
Sojus TM-33
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| Raumstation
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ISS
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| Beginn
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12. August 2001, 18:41
UTC
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| Begonnen durch
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Ankopplung von
STS-105
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| Ende
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15. Dezember 2001, 17:28 UTC
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| Beendet durch
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Abkopplung von
STS-108
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| Dauer
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124d 22h 47min
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| Anzahl der
EVAs
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4
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| Gesamtlange der EVAs
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18h 40m
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| Mannschaftsfoto
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(v.l.) Michail Tjurin, Frank Culbertson und Wladimir Deschurow
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| ? Vorher / nachher ?
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ISS-Expedition 3
ist die Missionsbezeichnung fur die dritte Langzeitbesatzung der
Internationalen Raumstation
. Die Mannschaft lebte und arbeitete vom 12. August bis zum 15. Dezember 2001 an Bord der ISS.
Die spatere Besatzung der
ISS-Expedition 5
:
Nach der Ankopplung der Discovery (Mission
STS-105
) an die Internationale Raumstation wurden zunachst die Ubergabemodalitaten geregelt. Dazu gehorte auch der Austausch der Schalensitze in der Sojus-Rettungskapsel. Anschließend wurden die gelieferten Versorgungsguter verstaut und die neuen Experimente eingebaut. Gleichzeitig wurden noch laufende Untersuchungen betreut. Zu den neuen Anlagen gehorten zwei Experimente zur
Kristallisation
von Proteinen
(APCF, DCPCG)
, ein Komplex zur Erforschung des Zellwachstums
(CBOSS)
und ein hochauflosendes Kamerasystem
(Dreamtime)
. Kurz nach dem Abkoppeln der Discovery wurde auch der unbemannte Frachter
Progress
M1-6 von der Station gelost.
Bereits am 23. August dockte Progress M-45 mit 2,5 Tonnen Treibstoff, wissenschaftlichen Geraten, personlichen Sachen der Stationsbesatzung, Nahrungsmitteln, Sauerstoff, Datentragern, medizinischer Ausrustung und Ersatzteilen fur verschiedene Stationssysteme am hinteren Kopplungsaggregat der Station an.
Ende August wurden mehrere neue Experimente begonnen. So wurde ein Analysegerat fur fluchtige organische Substanzen
(Volatile Organic Analyzer)
installiert. Damit wurden taglich Luftproben auf organische
Kontaminationen
untersucht. Außerdem begann eine Testreihe mit einem Medikament, das der Bildung von Nierensteinen vorbeugen soll (Experiment Renal Stone). Die Wirkung des Medikaments soll mit Urinproben untersucht werden. Die Videokamera Dreamtime lieferte hochauflosende Aufnahmen von Experimenten, Teilen der Erdoberflache sowie den Einrichtungen und Arbeiten in der Station.
Mit
CBOSS
(Cellular Biotechnology Operations Support System)
wurden Zellkulturexperimente in der Internationalen Raumstation durchgefuhrt. In einer ersten Versuchsserie wurden 32 Proben mit Nieren-,
Eierstock
- und
Dickdarm
zellen vermehrt. Unter ihnen befand sich auch eine Vielzahl von Krebszellen. In der
Schwerelosigkeit
wachst Krebsgewebe in drei Dimensionen ungehindert. Die Untersuchung der Zellkomplexe ermoglicht neue Erkenntnisse uber das Wachstum von Krebszellen. Nach der Wachstumsphase bei konstant 36 °C wurden die Proben kurz analysiert, chemisch fixiert und anschließend eingefroren.
CBOSS
verfugt uber eine ausgeklugelte Temperatursteuerung, eine Anlage zum Einfrieren der fertigen Proben, ein System zur Regulation der Gaszufuhr sowie einen Behalter zur Aufnahme von bis zu 48 Proben. Zur Zuchtung von Proteinkristallen hochster Reinheit wurden die Advanced Protein Crystallisation Facility
(APCF)
sowie das Dynamic Controlled Protein Crystal Growth Experiment (
DCPCG
, beide in Express-Rack 1) genutzt. Beide Anlagen konnen von Wissenschaftlern von der Erde aus uberwacht und gesteuert werden. Im September begannen die Untersuchungen zur Lungenfunktion. Dabei wurden die Atemgase unter Belastung analysiert (Gas Analyzer System for Metabolic Analysis Physiology =
GASMAP
) und das
Lungenvolumen
gemessen. Wahrend der ISS-3-Mission waren funf Testserien geplant.
Schwingungsdampfungssystem ARIS
Beim Schwingungsdampfungsexperiment
ARIS
kam erstmals die Shaker-Unit zum Einsatz. Mit ihr wurden hochfrequente Vibrationen in allen Dimensionen erzeugt. Sie wurde zudem an verschiedenen Stellen der
ARIS
-Plattform befestigt.
ARIS
versuchte dann, mit Hilfe von Schwingungsdampfern, diese Vibrationen zu mindern. Viele Experimente reagieren sehr empfindlich auf kurzzeitige Beschleunigungen. In Zukunft sollen derartige Storungen vermieden werden. Deshalb wird an schwingungsdampfenden Systemen wie
ARIS
gearbeitet.
Fortgefuhrt wurden Experimente zur Physik von Flussigkeits-
Partikel
-Gemischen
(EXPPCS)
, zur Messung der Beschleunigungen innerhalb der Station bei Bahnmanovern
(MAMS, SAMS)
, zur Ermittlung der
Strahlenbelastung
(BBND)
, zur Interaktion zwischen Raumfahrern und Bodenpersonal
(Interactions)
zur Veranderung von Reflexen
(Hoffman Reflex Experiment)
sowie zur Erdbeobachtung
(Crew Earth Observation)
. Beobachtungsziele waren z. B. Eis und Schnee in den
Rocky Mountains
und den
Anden
, Buschfeuer in Sudafrika, Umweltbelastungen uber Europa und den USA, Auswirkungen landwirtschaftlicher Aktivitaten im nahen Osten sowie Flusslaufe in Asien, Afrika und Sudamerika. Ebenfalls beobachtet wurden die Auswirkungen eines Taifuns uber Japan und die
Terroranschlage am 11. September 2001 in den USA
.
Im August und September waren zunachst nur kleinere Wartungsarbeiten erforderlich. So wurden turnusmaßig
Rauchdetektoren
gewechselt. Außerdem wurden Reparaturen an einem Stromkonverter, am
Laufband
, am Klimasystem, einem Videorekorder sowie der Sauerstoffversorgung durchgefuhrt. Im Express-Rack 2 wurde ein Software-Update notwendig, da es Probleme beim Booten der Systeme gab. Deshalb mussten mehrere Experimente fur einige Tage abgeschaltet werden.
Mitte September wurde die Lagekontrolle probeweise an den russischen Teil der Station ubergeben. Der Test verlief erfolgreich. Am 17. September dockte das Ausstiegs- und Kopplungsmodul
Pirs
am unteren Stutzen des Wohn- und Steuermoduls
Swesda
an. Es war mit einem modifizierten Progress-Transporter am 14. September gestartet worden. Wenige Stunden nach der Kopplung betraten die Mitglieder der ISS-Besatzung das Modul, aktivierten Beluftung und Beleuchtung und entluden die zusatzlich im Innenraum verstaute Fracht. Dazu gehorten wissenschaftliche und technische Ausrustungen, Sanitarmaterial, Datentrager und Ersatzteile, insgesamt etwa 800 kg. Spater wurden außerdem 870 kg Treibstoff in die Tanks von
Sarja
gepumpt. Des Weiteren wurde der Fuhrungskonus des Kopplungssystems demontiert und die Software des Computers im Modul aktualisiert. Das Antriebsteil wurde am 26. September abgestoßen und vergluhte in der Erdatmosphare.
Andere Arbeiten waren die Neuorientierung der Station nach dem Sonnenstand, um die
Solarzellen
optimal ausrichten zu konnen sowie die Aufzeichnung eines Ausstoßes von 19 Litern Brauchwasser mit den Kameras des kanadischen Manipulatorarms. Hierbei sollte festgestellt werden, inwieweit derartige Abfallentsorgung Schaden an der Station anrichten kann.
Auch im Oktober wurden die wissenschaftlichen Experimente fortgefuhrt. Mit
Experiment on Physics of Colloids in Space
(EXPPCS)
erfolgten Tests an einem Colloid-Polymer-Gel und einer Colloid-Glas-Probe. Beim Erstarren werden die Strukturen, welche die Partikel in der Schwerelosigkeit einnehmen, fixiert und konnen spater eingehender untersucht werden. Das Erstarren kann unter den Bedingungen der Mikrogravitation mehrere Tage dauern. Die Colloide bestanden dabei entweder aus einem großen Teilchen mit 6 kleineren ringsum oder aus einem großeren Partikel mit 13 umgebenden kleineren. Die Vibrationsdampfungseinheit
ARIS
wurde mit dem Hammertest auf eine harte Probe gestellt. Bisher wurde die Dampfung von Schwingungen im Bereich unter 1 Hz und zwischen 30 und 300 Hz untersucht. Ab Marz 2002 wurde
ARIS
operationell eingesetzt. Nach einem Umbau erneut aktiviert wurde
EarthKAM
, ein Kamerasystem, mit dem amerikanische Schuler vom Boden aus arbeiten konnten. Die Bilder wurden danach im Internet veroffentlicht. Mit der Human Research Facility
HRF
wurden Lungenfunktionstests durchgefuhrt. Dies geschah vor allem im Hinblick auf die bevorstehenden Außenbordarbeiten.
Diese begannen am 8. Oktober (Deschurow, Tjurin fur 4:58 h). Dabei wurde zunachst ein Telemetrie- und Datenkabel zwischen Swesda und Pirs gezogen. Es dient vor allem der Kommunikation der Bodenstation mit den Weltraumarbeitern und der Uberwachung ihrer Lebensfunktionen. Danach wurden Haltegitter, eine Leiter und der Kranmast
Strela
montiert. Es folgten eine Zielmarke und eine Navigationsantenne fur das automatische Kopplungssystem. Ein Test der Stabilitat des Kranarms musste aus Zeitgrunden zunachst entfallen. Beim zweiten Ausstieg (Deschurow, Tjurin) am 15. Oktober (5:52 h) wurden drei wissenschaftliche Experimente an der Außenhaut von Swesda montiert.
Mit
Kromka
werden Partikel gesammelt, die sich von den Triebwerken des Moduls Swesda losen. Deren Analyse soll spater zur Konstruktion besserer Antriebssysteme fuhren. Die NASDA-Experimente
MPC
(Micro Particles Capturer) und
SEED
(Space Environment Exposure Device) dienen zum einen dem Sammeln von naturlichen
Mikrometeoriten
und durch die Raumfahrt verursachten Staubpartikeln und sollen zum anderen verschiedene Materialien unter den harten Umweltbedingungen des Weltraums testen. Zu diesen Materialien gehoren unter anderem Farbstoffe, Isolationsmaterialien und feste
Schmierstoffe
.
Weitere Experimente im Rahmen eines internationalen Forschungsprogramms unter russischer Leitung betrafen die Untersuchung der Herzaktivitat bei sportlicher Belastung (Experiment
Cardio-ODTN
), die Erforschung gesundheitlich bedeutsamer Veranderungen im Mundraum
(Paradont)
, Veranderungen im Flussigkeits- und
Elektrolyt
-Stoffwechsel
(Diurez)
, die Erprobung von Therapien gegen Muskel- und Knochenabbau in der Schwerelosigkeit
(Profilaktika)
, Volumenbestimmung intra- und interzellularer Korperflussigkeiten
(Sprut-MBI)
, die Entwicklung einer Echtzeit-Vorhersagemethode sowie genaue Messungen der Strahlenbelastung (
Prognoz
,
Bradoz
und
Poligen
), die Effizienz von Medikamenten in der Schwerelosigkeit
(Farma)
, die Erprobung boden- und weltraumgestutzter Systeme zur Vorhersage naturlicher oder vom Menschen verursachter Katastrophen auf der Erde
(Uragan)
, das Aufspuren bioproduktiver Zonen in den Ozeanen
(Diatomeya)
, die Ermittlung struktureller Belastungen der Station bei Kopplungsmanovern, Kurskorrekturen, sportlichen Aktivitaten und Außenbordarbeiten
(Identifikatsija)
und die Erprobung neuer Techniken, die Bewegungscharakteristik der ISS genauer zu bestimmen (
Tenzor
und
Vektor T
).
Die Qualitat der Mikrogravitation an Bord wurde beim Experiment
Izgib
untersucht, wahrend sich
Priviatzka
mit Formveranderungen der Station befasste. Bei
Iskazhenije
waren magnetische
Interferenzen
und ihre moglichen Auswirkungen auf die Durchfuhrung von Experimenten sowie die Orientierung am
Erdmagnetfeld
Untersuchungsgegenstand. Ziel von
Skorpion
ist die Entwicklung eines verbesserten Systems zur Erfassung von Umweltparametern. Dazu gehoren Mikrogravitation, elektromagnetische Felder,
Teilchenstrahlung
sowie klimatische Bedingungen. Fur viele Experimente ist es wichtig, die genauen Umweltbedingungen zu kennen, um die erreichten Resultate richtig bewerten zu konnen. Mit dem Experimentierkomplex
CPCF 2
wurden Proteinkristalle hoher Reinheit hergestellt (
Glikoproteid
und
Mimetik K
). An der Außenseite des Moduls Swesda befinden sich Detektoren, durch welche sich die Haufigkeit und Beschaffenheit von Mikrometeoriten mit Durchmessern von 10 bis 60 μm erfassen lassen. Ziel des Experiments
Meteoroid
ist eine Vorhersage der zu erwartenden
Erosion
der Außenhaut des Service Moduls in den kommenden Jahren. Mit dem
Global Time System
der ESA wurde ein Verfahren erprobt, bei dem die Zeitsignale zur Synchronisation von Uhren aus der Internationalen Raumstation kommen. Sie werden auf Frequenzen im Bereich von 400 MHz und 1,5 GHz ausgestrahlt. Schließlich wurde im Auftrag der japanischen Raumfahrtagentur eine hochauflosende Videokamera getestet.
Am 19. Oktober stiegen die drei Raumfahrer in ihr Sojus-Raumschiff, koppelten ab und legten 16 Minuten spater am neuen Modul Pirs wieder an. Damit wurde nicht nur das Kopplungsaggregat getestet. Wenn das Ersatzraumschiff am Sarja-Modul angedockt ist, kann der dritte Mann wahrend eines Ausstieges in der Station bleiben, da die Rettungskapsel dann auch im Falle einer Enthermetisierung des Kopplungsmoduls fur ihn erreichbar bleibt. Am 23. Oktober koppelte das zwei Tage zuvor gestartete Raumschiff
Sojus TM-33
am unteren Stutzen von Sarja an. Beide Besatzungen fuhrten gemeinsame Arbeiten aus. Dazu gehorten zwolf wissenschaftliche Experimente auf den Gebieten Biomedizin,
Biotechnologie
, Geologie und Technik. Die Gastbesatzung kehrte am 31. Oktober mit dem Raumschiff
Sojus TM-32
zur Erde zuruck.
MISSE
Die folgenden Wochen waren erneut mit Montage-, Wartungs- und Forschungsarbeiten gefullt. So lieferte
EXPPCS
weitere Daten uber das Verhalten von Colloiden in der Schwerelosigkeit. Das Experiment lauft weitgehend automatisch ab. Dabei lasst sich die Verteilung der Partikelcluster in der langsam erstarrenden Flussigkeit mit einem Laser aus verschiedenen Winkeln beleuchten. Damit konnen eventuell auftretende Strukturen besser erkannt werden. Ebenfalls automatisch liefen Experimente zur Herstellung von Proteinkristallen
(APCF, DCPCG)
, Materialforschungen
(
MISSE
)
und Messungen der Mikrogravitation
(SAMS, MAMS)
ab. Die Crew war wahrenddessen mit Fragebogen zur Interaktion mit der Bodenstation, medizinischen Untersuchungen (Lungenfunktion, Hoffman-Reflex) und Erdbeobachtungen beschaftigt. Beobachtungsziele waren beispielsweise nordamerikanische Stadte (Cleveland, Detroit, Pittsburg, Washington),
Korallenriffe
(
Samoa
,
Malaysia
) und Gebirgsketten (
Appalachen
, Anden). Mehrmals mussten kleinere Reparaturen am experimentellen Dampfungssystem
ARIS
(Active Rack Isolation System) durchgefuhrt werden. Mittlerweile wurde auch die Steuersoftware den ersten Erkenntnissen angepasst. So hat man herausgefunden, dass Vibrationen teilweise uber im Boden verlegte Stromkabel ubertragen werden.
Steuerung des kanadischen Manipulatorarms
Am 12. November arbeiteten Deshurow und Culbertson funf Stunden und vier Minuten außenbords. Sie montierten sieben Telemetriekabel des automatischen Kopplungssystems
Kurs
, beendeten die Montage des Gitterkrans
Strela
und inspizierten ein nicht exakt ausgeklapptes Solarzellenpaneel am Swesda-Modul. Michael Tjurin bediente derweil den Manipulator der Station, um das Arbeitsfeld zu beleuchten und eine Videoubertragung der Montagearbeiten zur Bodenstation zu ermoglichen.
Ab Mitte November wurden Vorbereitungen zum Schichtwechsel getroffen. Unter anderem wurden der
Bio Technology Refrigerator
von Express-Rack 1 und ein Experiment zur Messung der Mikrogravitation
(MAMS)
von Rack 2 in Rack 4 verlegt. Außerdem wurde Progress M-45 mit Abfallen und nicht mehr benotigten Materialien gefullt und am 22. November von der Station abgekoppelt. Vier Tage spater startete mit Progress M1-7 ein neuer Transporter, der am 28. November am Heck der Station ankoppelte. Aufgrund eines Dichtgummirestes im Verschlussmechanismus des Kopplungssystems konnte aber zunachst keine feste Verbindung zwischen dem Transportraumschiff und der Station etabliert werden. Deshalb stiegen die Kosmonauten Deschurow und Tjurin am 3. Dezember (2:46 h) erneut aus, um den Fremdkorper zu entfernen. Der Start der
Raumfahre
Endeavour mit der neuen Stammbesatzung wurde aus diesem Grunde auch um einige Tage verschoben, bis das Problem gelost war. Er erfolgte am 5. Dezember.
Nach der Ankopplung der Endeavour und der obligatorischen Begrußungszeremonie wurden zunachst Ausrustungsguter aus dem
Space Shuttle
in die Station gebracht. Danach fand die offizielle Ubergabe an die neue Stammbesatzung statt. Die folgenden Tage waren mit den Vorbereitungen auf die Ruckkehr zur Erde angefullt. Nach der Landung fanden medizinische Untersuchungen u. a. zur
Blutdruck
regulation durch den Venen-
Arterien
-Reflex (Experiment
Xenon 1
) statt. In der Schwerelosigkeit ist dieser Reflex, bei dem sich kleinere
Blutgefaße
in Haut- und Muskelgewebe zur Aufrechterhaltung des Blutdrucks kurzzeitig zusammenziehen, vermindert (orthostatische Intoleranz). Weitere Untersuchungen galten dem
Gleichgewichtssinn
sowie dem Knochen- und Muskelabbau.