ISS: Expedition 3

Start von Cape Canaveral; Landung auf Cape Canaveral (KSC).

Nach zweitägigem Alleinflug koppelte die Discovery am 12. August 2001 an die Raumstation ISS an. Es folgte die Ablösung der bisherigen ISS-Besatzung. Außerdem wurden durch STS-105 mit dem italienischen Logistikmodul Leonardo Güter und Experimente zur Station gebracht. Insgesamt blieb die Discovery acht Tage mit der ISS verbunden, an denen zwei Außenbordeinsätze durchgeführt wurden.

Die erste EVA durch Wladimir Deshurow und Michail Tjurin wurde am 08. Oktober 2001 (4h 58m) unternommen. Dabei wurde erstmals die in Russland gebaute neue Luftschleuse und Andocksegment Pirs genutzt, die seit September 2001 an das Swesda-Modul angedockt ist.

Ein zweiter Raumspaziergang durch Wladimir Deshurow und Michail Tjurin wurde am 15. Oktober 2001 (5h 52m) zur Montage verschiedener Instrumente an der Außenhülle des Moduls Swesda ausgeführt.

Gemeinsame Arbeiten mit der Besuchs-Mannschaft von Sojus TM-33 (23. - 31. Oktober 2001) wurden durchgeführt.

Der dritter Raumspaziergang erfolgte durch Wladimir Deshurow und Frank Culbertson am 12. November 2001 (5h 4m) zur Verbindung von sieben Kabeln zwischen dem Modul Swesda und dem Andockelement Pirs sowie für Fotoaufnahmen.

Die vierte und letzte EVA erfolgte durch Wladimir Deshurow und Michail Tjurin am 03. Dezember 2001 (2h 46m), um einen Gummiring zu entfernen, der ein korrektes Andocken eines unbemannten Frachters an dem Komplex verhinderte.

Die Crew brachte die Ergebnisse der Forschungen im Bereich von Kristall- und Zellenwachstum zur Erde zurück.

Ende August 2001 wurden mehrere neue Experimente begonnen. So wurde ein Analysegerät für flüchtige organische Substanzen (Volatile Organic Analyzer) installiert. Damit wurden täglich Luftproben auf organische Kontaminationen untersucht. Außerdem begann eine Testreihe mit einem Medikament, das der Bildung von Nierensteinen vorbeugen soll (Experiment Renal Stone). Die Wirkung des Medikaments soll mit Urinproben untersucht werden. Die Videokamera Dreamtime lieferte hochauflösende Aufnahmen von Experimenten, Teilen der Erdoberfläche sowie den Einrichtungen und Arbeiten in der Station.

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

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

Fortgeführt wurden Experimente zur Physik von Flüssigkeits-Partikel-Gemischen (EXPPCS), zur Messung der Beschleunigungen innerhalb der Station bei Bahnmanövern (MAMS, SAMS), zur Ermittlung der Strahlenbelastung (BBND), zur Interaktion zwischen Raumfahrern und Bodenpersonal (Interactions) zur Veränderung von Reflexen (Hoffman Reflex Experiment) sowie zur Erdbeabachtung (Crew Earth Observation). Beobachtungsziele waren z. B. Eis und Schnee in den Rocky Mountains und den Anden, Buschfeuer in Südafrika, Umweltbelastungen über Europa und den USA, Auswirkungen landwirtschaftlicher Aktivitäten im nahen Osten sowie Flussläufe in Asien, Afrika und Südamerika. Ebenfalls beobachtet wurden die Auswirkungen eines Taifuns über Japan und die Terroranschläge am 11. September 2001 in den USA.

Mit dem Experiment on Physics of Colloids in Space (EXPPCS) erfolgten im Oktober 2001 Tests an einem Colloid-Polymer-Gel und einer Colloid-Glas-Probe. Beim Erstarren werden die Strukturen, welche die Partikel in der Schwerelosigkeit einnehmen, fixiert und können später eingehender untersucht werden. Das Erstarren kann unter den Bedingungen der Mikrogravitation mehrere Tage dauern. Die Colloide bestanden dabei entweder aus einem großen Teilchen mit 6 kleineren ringsum oder aus einem größeren Partikel mit 13 umgebenden kleineren. Die Vibrationsdämpfungseinheit ARIS wurde mit dem Hammertest auf eine harte Probe gestellt. Bisher wurde die Dämpfung von Schwingungen im Bereich unter 1 Hz und zwischen 30 und 300 Hz untersucht. Ab März 2002 wurde ARIS operationell eingesetzt. Nach einem Umbau erneut aktiviert wurde EarthKAM, ein Kamerasystem, mit dem amerikanische Schüler vom Boden aus arbeiten konnten. Die Bilder wurden danach im Internet veröffentlicht. Mit der Human Research Facility HRF wurden Lungenfunktionstests durchgeführt. Dies geschah vor allem im Hinblick auf die bevorstehenden Außenbordarbeiten.

Während ihres Aufenthaltes an Bord der ISS führte die Crew der Expedition 3 folgende wissenschaftlichen Experimente durch (vollständige Auflistung):
APCF-Camelids (Advanced Protein Crystallization Facility - Extraordinary Structural Features of Antibodies from Camelids),
APCF-Crystal Growth (Advanced Protein Crystallization Facility - Solution Flows and Molecular Disorder of Protein Crystals: Growth of High Quality Crystals, Motions of Lumazin Crystals and Growth of Ferritin Crystals),
APCF-Crystal Quality (Advanced Protein Crystallization Facility - Effect of Different Growth Conditions on the Quality of Thaumatin and Aspartyl-tRNA Synthetase Crystals Grown in Microgravity),
APCF-Lipoprotein (Advanced Protein Crystallization Facility - Crystallization of Human Low Density Lipoprotein (LDL) Subfractions in Microgravity),
APCF-Lysozyme (Advanced Protein Crystallization Facility - Testing New Trends in Microgravity Protein Crystallization),
APCF-Octarellins (Advanced Protein Crystallization Facility - Crystallization of the Next Generation of Octarellins),
APCF-PPG10 (Advanced Protein Crystallization Facility - Protein Crystallization in Microgravity, Collagen Model (X-Y-Gly) Polypeptides - the case of (Pro-Pro-Gly) 10),
APCF-Rhodopsin (Advanced Protein Crystallization Facility - Crystallization of Rhodopsin in Microgravity),
ARIS-ICE (Active Rack Isolation System - ISS Characterization Experiment),
ARISS (Amateur Radio on the International Space Station),
BBND (Bonner Ball Neutron Detector),
Brados (Acquisition of Data About the Radiological, Electromagnetic and Different Physical Environments on Board ISS, and Their Effects on the Safety of the Crew, Space Equipment and Materials),
Cardio-ODNT (Dynamics of the Main Factors of Cardiac Function, of Central and Regional Circulation in Rest and During the Influence of Lower Body Negative Pressure),
CardioScience (Study of Cardiovascular Deconditioning Under Weightlessness Conditions),
CBOSS-01-02-Renal (Cellular Biotechnology Operations Support Systems: Human Renal Cortical Cell Differentiation and Hormone Production),
CBOSS-01-Colon (Cellular Biotechnology Operations Support Systems: Use of NASA Bioreactor to Study Cell Cycle Regulation: Mechanisms of Colon Carcinoma Metastasis in Microgravity),
CBOSS-01-Ovarian (Cellular Biotechnology Operations Support Systems: Evaluation of Ovarian Tumor Cell Growth and Gene Expression),
CBOSS-01-PC12 (Cellular Biotechnology Operations Support Systems: PC12 Pheochromocytoma Cells - A Proven Model System for Optimizing 3-D Cell Culture Biotechnology in Space),
CEO (Crew Earth Observations),
Clinical Nutrition Assessment (Clinical Nutrition Assessment of ISS Astronauts, SMO-016E),
Cogni (Cognitive Process for 3-D Orientation perception and Navigation in Weightlessness),
DCPCG (Dynamically Controlled Protein Crystal Growth),
Diatomeya (Stability of Geographical Position and Configuration of Borders of Bioproductive Water Zones of the World Oceans, Observations by Orbition Station Crews),
Diurez (Fluid and Electrolyte Metabolism and Hormonal Regulaltion of Fluid Volume),
DREAMTiME (DREAMTiME),
EarthKAM (Earth Knowledge Acquired by Middle School Students),
Environmental Monitoring (Environmental Monitoring of the International Space Station),
ESA-GCF (European Space Agency - Granada Crystallisation Facility),
EXPPCS (EXPRESS Physics of Colloids in Space),
Farma (Characteristics of Pharmacological Responses (absorption, distribution and elimination of acetominophene) in Long Duration Space Flight),
Glidoproteid (Extraction and Investigation of surface glycoproteins E1-E2 Alphavirises on Earth and in Space),
H-Reflex (Effects of Altered Gravity on Spinal Cord Excitability),
Identifikatsia (Identification of the Sources of Dynamic Loads on ISS),
Imedias (Observation of Environmental Phenomena),
Inflight_Education_Downlinks (International Space Station Inflight Education Downlinks),
Interactions (Crewmember and Crew-Ground Interaction During International Space Station Missions),
Iskazheniye (Determination and Analysis of Magnetic Interference on ISS),
ISS Acoustics (International Space Station Acoustic Measurement Program),
Izgib (Effect of Performance of Flight and Science Activities on the Function of On-Orbit Systems on ISS (Mathematical Model)),
Kromka (Verification of the Effectiveness of Devices for the Protection of the Exterior Surface of ISS from Contaminants Deposited by Pulsed Cycling of Liquid-Jet),
Meteoroid (Recording Meteoroidal and Technogenic Particles on the External Surface of the Service Module of the Russian Segment of ISS),
Mimetik-K (Crystalization of antigen Binding Fragment of Monoclonalical Antibody to Glucosaminilmuramildepeptide),
MISSE-1 and 2 (Materials International Space Station Experiment - 1 and 2),
Paradont (Condition of Peridontal Tissues in Space Flight),
Plasma_Crystal (Dusty and Liquid Plasma Crystals in Conditions of Microgravity),
Privyazka (Development of High Precision Orientation of Scientific Devices in Space with Reports of Deformation of the ISS Hull),
Profilaktika (Mechanisms of Action and Influence, and Effectiveness of Various Methods of Phrophylaxis Directed Toward Prevention of Disturbances of the Human Locomotion System in Weightlessness),
Prognoz (Development of a Method of Operational Prediction of Work Load on Crew Piloting Objectives),
PuFF (The Effects of EVA and Long-Term Exposure to Microgravity on Pulmonary Function),
Renal_Stone (Renal Stone Risk During Spaceflight: Assessment and Countermeasure Validation),
SKR (Skorpion: Development and Acquisition of Multifunctional Control-Measurement Device for Controlling the Environment of Scientific Experiments Inside a Pressurized Station),
Sprut-MBI (Determination of Intracellular and Extracellular Fluid Volume in Humans in Space Flight),
Subregional_Bone (Subregional Assessment of Bone Loss in the Axial Skeleton in Long-term Space Flight),
Tenzor (Definition of Dynamic Characteristics of ISS),
Uragan (Hurricane: Experimental Development of Groundbased System of Monitoring and Predicting the Progression of a Naturally Occurring Technogenic Catastrophe),
Vektor-T (Study of a High Precision System for Prediction Motion of ISS),
Vzglyad (Photographing the Interior of ISS),
Xenon1 (Effect of Microgravity on the Peripheral Subcutaneous Veno-Arteriolar Reflex in Humans).