ISS: Expedition 51

Die ISS Expedition 51 begann mit der Abkopplung des Raumschiffs Sojus MS-02 am 10. April 2017 um 07:57:26 UTC, das die vorhergehende Stationsbesatzung (Shane Kimbrough, Andrej Borissenko und Sergej Ryshikow) zurück zur Erde brachte.

Am 15. April 2017 wechselte die Besatzung der Internationalen Raumstation erfolgreich eine Scheibe des Aussichtsmoduls Cupola aus. Dank des innovativen Designs der Fenster konnte dies risikolos für die Besatzung erfolgen. Das Wechseln der Scheiben kann ohne Druckverlust vom Inneren der Station durchgeführt werden.

Am 18. April 2017 um 15:11 UTC startete der unbemannte Transporter Cygnus OA-7 ("S.S. John Glenn") mit einer Rakete vom Typ United Launch Alliance Atlas V vom Space Launch Complex 41 auf der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida zur Internationalen Raumstation. Cygnus besteht aus einem unter Druck stehenden Frachtmodul und einem Servicemodul für die Versorgung mit Solarstrom und Treibstoff. Der Frachter transportiert mehr als 3.400 kg Versorgungsgüter und Hardware für die Expeditionen 51 und 52. Es war die siebte Mission von Orbital ATK im Rahmen des NASA Commercial Resupply Services. Durch Verträge mit kommerziellen Unternehmen trägt die NASA dazu bei, wissenschaftliche Experimente zur Internationalen Raumstation zu befördern.
Zu den Versuchsanordnungen gehört "Advanced Plant Habitat", mit der unter Nutzung neuer und effizierter Techniken das Wachstum robuster Pflanzen gefördert werden soll. Das Experiment baut auf den Erfolg von NASA Veggie auf, mit dem essbare Pflanzen an Bord der Raumstation gezüchtet wurden. Ziel ist die Förderung neuer Technologien, um größere Mengen essbarer Pflanzen für Langzeitflüge zu erzielen.
Das U.S. National Laboratory ist an der Nutzung magnetischer Zellen und Gegenständen interessiert. Damit sollen Zellen und Kulturen einfacher gehandhabt werden können. Dies ist Voraussetzung für die Bearbeitung von Zellkulturen im Weltraum.
Das Experiment Slosh Coating beschäftigt sich mit dem Verhalten von Flüssigkeiten in Containern. Ziel ist die effizientere Lagerung von Treibstoffen und anderer Flüssigkeiten während der Raumflüge.
An Bord von Cygnus befinden sich auch eine Anzahl von CubeSats, die im Laufe der Zeit von der NanoRacks Abwurfvorrichtung der ISS in eigene Umlaufbahnen gebracht werden sollen. Darunter befindet sich auch der NASA-Kleinsatellit IceCube, mit dem die Wissenschaftler Daten zur Rolle von Eiswolken bei der Klimaveränderung gewinnen wollen.
An Bord der Internationalen Raumstation haben Wissenschaftler aller Fachrichtungen Gelegenheit, Forschungen unter den Bedingungen der Mikrogravitation zu betreiben und neue Technologien auszuprobieren. Die Station ist seit November 2000 ununterbrochen von Menschen bewohnt. Seit dieser Zeit haben sich mehr als 200 Astronauten und Kosmonauten dort aufgehalten. Auch ist die ISS von zahlreichen internationalen und kommerziellen Frachtraumschiffen angeflogen worden. Die Station stellt nach Auffassung der NASA das Sprungbrett für künftige Flüge zu einem Asteroiden und zum Mars dar.
Nach der Ankunft von Cygnus bei der Internationalen Raumstation am 22. April 2017 nutzten Peggy Whitson und Thomas Pesquet den Greifarm der Station, Canadarm2, und fingen das Frachtraumschiff ein (10:05 UTC). Anschließend wurde der Greifarm durch Kommandos von der Bodenstation so gedreht, dass Cygnus an der Unterseite des Moduls Unity befestigt werden konnte (12:39 UTC).
Cygnus blieb bis zum 04. Juni 2017 an der Raumstation bleiben und dann am 11. Juni 2017 mit einigen Tonnen Abfall gezielt in der Atmosphäre zum Verglühen gebracht werden. Zuvor wurde aber an Bord des Transporters ein Experiment zur Entwicklung von Feuer im Weltraum durchgeführt.

Nach etwa sechsstündigem Alleinflug koppelte Sojus MS-04 am 20. April 2017 an die ISS an. Fjodor Jurtschichin und Jack Fischer bildeten die ISS Expedition 51 (zusammen mit den ISS Expedition 50 Crewmitgliedern Oleg Nowizki, Thomas Pesquet und Peggy Whitson). Mit der Ankunft von Sojus MS-04 wurde die Stammbesatzung auf fünf Personen aufgestockt.

Am 27. April 2017 ab 05:10 UTC wurden die Triebwerke des Servicemoduls Swesda der Internationalen Raumstation gezündet, um deren Umlaufbahn anzuheben. Die Laufzeit der Triebwerke betrug 30 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,46 m/sec. Die Parameter des ISS nach dem Manöver betrugen: Mindesthöhe über der Erdoberfläche - 403,64 km, die maximale Höhe über der Erdoberfläche - 426,8 km und die Umlaufzeit 92,61 Minuten. Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um die Bedingungen für die Landung von Sojus MS-03 zu schaffen, die für die 02. Juni 2017 geplant war.

Den ersten Außenbordeinsatz während der Expedition 51 führten Peggy Whitson und Jack Fischer am 12. Mai 2017 durch (4h 13m). Dabei ersetzten sie eine Elektronik-Einheit auf der Ersatzteil-Plattform ExPRESS Logistics Carrier (ELC). Der ExPRESS Carrier Avionics, oder ExPCA, befindet sich auf dem Starboard 3 (S3) Träger der Gitterstruktur (ITS). Dort sind außerhalb der Station kritische Ersatzteile gelagert. ExPCA wurde ersetzt mit einer Einheit, die im April 2017 mit einem Cygnus-Frachter zur Raumstation gebracht wurde.
Außerdem installierten die Außenbordarbeiter eine Verbindungsbox, um die Daten vom Alpha Magnetic Spectrometer besser auswerten zu können. Weiterhin montierten die beiden Astronauten einen Schutzschild am Pressurized Mating Adapter-3 (PMA-3), der im März 2017 vom Modul Tranquility zum Modul Harmony versetzt wurde.
Weitere geplante Arbeiten mussten wegen technischer Probleme gestrichen werden. Eine Verzögerung beim Beginn des Außenbordeinsatzes wegen eines Wasser-Lecks im "Service and Cooling Umbilical" (SCU) führte dazu, dass nicht mehr genügend Energie in den Batterien der Raumanzüge war, um weitere Arbeiten durchführen zu können. Dieser Schlauch versorgt den Anzug wie eine Nabelschnur mit Strom, Kommunikation und klimatisierter Atemluft solange sich der Astronaut noch in der Luftschleuse aufhält. Erst nach dem Druckausgleich wird der Raumanzug auf seine internen Batterien umgeschaltet und die Luke der Schleuse wird geöffnet. Weil das Problem in der Kürze der Zeit nicht zu lösen war und der Raumanzug fehlerfrei funktionierte, entschied die Missionskontrolle in Houston, die internen Batterien bereits während der Phase des Druckausgleichs zu nutzen. Damit musste zwangsläufig die Dauer des Außenbordeinsatzes verkürzt werden.

Am 17. Mai 2017 ab 22:15 UTC wurden die Triebwerke des Servicemoduls Swesda der Internationalen Raumstation gezündet, um deren Umlaufbahn anzuheben. Die Laufzeit der Triebwerke betrug 13 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,2 m/s. Die Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um die Bedingungen für die Landung von Sojus MS-03 zu schaffen, die für die 02. Juni 2017 geplant war.

Am 23. Mai 2017 wurde ein ungeplanter Außenbordeinsatz durch Peggy Whitson und Jack Fischer (2h 46m) erforderlich. Die Astronauten ersetzten einen am 20. Mai 2017 ausgefallenen Ersatz-Multiplexer-Demultiplexer (MDM). Das Gerät ist 27 mal 42 Zentimeter groß und 23 Kilogramm schwer. Dabei handelt es sich um eine von zwei externen MDMs, die für die Steuerung verschiedener Stationskomponenten erforderlich sind. Dazu gehören das externe Kühlsystems, die Solar Alpha Rotary Joints (SARJ) und den Transportschlitten. Der ausgefallene MDM war erst am 30. März 2017 während eines Außenbordeinsatzes von Peggy Whitson und Shane Kimbrough montiert worden. Während Peggy Whitson den MDM auswechselte, montierte Jack Fischer zwei Antennen am Modul Destiny, mit denen die drahtlose Kommunikation während künftiger EVAs verbessert werden soll.

Nach der Übergabe des Kommandos über die Internationale Raumstation von der amerikanischen Astronautin Peggy Whitson an den russischen Kosmonauten Fjodor Jurtschichin legte das Raumschiff Sojus MS-03 am 02. Juni 2017 um 10:47:04 UTC mit Oleg Nowizki und Thomas Pesquet an Bord von der Station ab. Die Expedition 51 der ISS war damit beendet und es begann die ISS Expedition 52. Peggy Whitson blieb für einen verlängerten Aufenthalt an Bord der Station.

Während ihres Aufenthaltes an Bord der ISS führten die Crews der Expeditionen 51 / 52 folgende wissenschaftliche Experimente durch (ohne russische Experimente):
ACE-T-9 (Advanced Colloids Experiment ACE-T-9 Marr Imaging, Folding, and Assembly of Colloidal Molecules)
ACME (Advanced Combustion Microgravity Experiment)
ADCs in Microgravity (Efficacy and Metabolism of Azonafide Antibody-Drug Conjugates (ADCs) in Microgravity)
AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer - 02)
ATOMIZATION (Detailed validation of the new atomization concept derived from drop tower experiments - Aimed at developing a turbulent atomization simulator)
Aerosol Samplers (Aerosol Sampling Experiment)
Aquapad (Aquapad)
Area PADLES (Area Passive Dosimeter for Life-Science Experiments in Space)
At Home in Space (Culture, Values, and Environmental Adaptation in Space)
BASS-II (Burning and Suppression of Solids - II)
BEAM (Bigelow Expandable Activity Module)
BRIC-22 (Biological Research in Canisters-22)
Biochem Profile (Biochemical Profile)
Biomolecule Sequencer (Biomolecule Sequencer)
Body Measures (Quantification of In-Flight Physical Changes - Anthropometry and Neutral Body Posture)
Brain-DTI (Brain-DTI)
CALET (CALorimetric Electron Telescope)
CASIS PCG 6 (Neutron Crystallographic Studies of Human Acetylcholinesterase for the Design of Accelerated Reactivators)
CAST (Crew Autonomous Scheduling Test)
CATS (Cloud-Aerosol Transport System)
CEO (Crew Earth Observations)
CFE-2 (Capillary Flow Experiment - 2)
CLYC-Crystal Growth (Crystal Growth of Cs2LiYCl6:Ce Scintillators in Microgravity)
CREAM (Cosmic Ray Energetics and Mass)
Capillary Structures (Capillary Structures for Exploration Life Support)
Cardio Ox (Defining the Relationship Between Biomarkers of Oxidative and Inflammatory Stress and the Risk for Atherosclerosis in Astronauts During and After Long-duration Spaceflight)
Circadian Rhythms (Circadian Rhythms)
Cool Flames Investigation (Cool Flames Investigation)
DECLIC DSI-R (DEvice for the study of Critical LIquids and Crystallization - Directional Solidification Insert-Reflight)
DECLIC HTI-R (DEvice for the study of Critical LIquids and Crystallization - High Temperature Insert-Reflight)
DOSIS-3D (Dose Distribution Inside the International Space Station - 3D)
Detached Melt and Vapor Growth of InI (Detached Melt and Vapor Growth of InI in SUBSA Hardware)
Dose Tracker (Dose Tracker Application for Monitoring Medication Usage, Symptoms, and Adverse Effects During Missions)
Dynamic Surf (Experimental Assessment of Dynamic Surface Deformation Effects in Transition to Oscillatory Thermo capillary Flow in Liquid Bridge of High Prandtl Number Fluid)
ECHO (ECHO)EDOS-2 (Early Detection of Osteoporosis in Space-2)
ESA-Active-Dosimeters (European Crew Personal Active Dosimeter)
EVERYWEAR (EVERYWEAR)
Energy (Astronaut's Energy Requirements for Long-Term Space Flight)
ExHAM-CFRP Mirror (Space Environmental Testing of Lightweight and High-Precision Carbon Composite Mirrors)
ExHAM-Solar Sail (Space Environment Exposure Tests of Functional Thin-Film Devices for Solar Sail)
Exerc-Orthostatic Tolerance (Structured Exercise Training as Countermeasure to Space Flight-Induced Orthostatic Intolerance)
FLUIDICS (Fluid Dynamics in Space)
FNS (Fast Neutron Spectrometer)
Fine Motor Skills (Effects of Long-Duration Microgravity on Fine Motor Skills: 1 year ISS Investigation)
Fluid Shifts (Fluid Shifts Before, During and After Prolonged Space Flight and Their Association with Intracranial Pressure and Visual Impairment)
Fruit Fly Lab -02 (FFL-02) (The effects of microgravity on cardiac function, structure and gene expression using the Drosophila model)
Functional Immune (Functional Immune Alterations, Latent Herpesvirus Reactivation, Physiological Stress and Clinical Incidence Onboard the International Space Station)
GRASP (Gravitational References for Sensimotor Performance: Reaching and Grasping)
GRIP (Grip)
Gecko Gripper (Gecko Gripper)
Genes in Space-2 (Genes in Space-2)
Group Combustion (Elucidation of Flame Spread and Group Combustion Excitation Mechanism of Randomly-distributed Droplet Clouds)
HDEV (High Definition Earth Viewing)
Habitability (Habitability Assessment of International Space Station)
Honeywell-Morehead-DM-7 (Honeywell-Morehead-DM-7)
IPVI (Non-invasive assessment of intracranial pressure for space flight and related visual impairment)
ISS Ham Radio (ARISS) (International Space Station Ham Radio (also known as Amateur Radio on the International Space Station (ARISS)))
ISS RapidScat (ISS-RapidScat)
Immuno-2 (Immuno-2)
In-flight Education Downlinks (International Space Station In-flight Education Downlinks)
Intervertebral Disc Damage (Risk of Intervertebral Disc Damage after Prolonged Space Flight)
JAXA ELF (Electrostatic Levitation Furnace (ELF))
JAXA Low Temp PCG (Japan Aerospace Exploration Agency Protein Crystallization Growth)
JAXA PCG (Japan Aerospace Exploration Agency Protein Crystallization Growth)
LDST (Long Duration Sorbent Testbed)
LMM Biophysics 1 (The Effect of Macromolecular Transport of Microgravity Protein Crystallization)
LMM Biophysics 3 (Growth Rate Dispersion as a Predictive Indicator for Biological Crystal Samples Where Quality Can be Improved with Microgravity Growth)
Lighting Effects (Testing Solid State Lighting Countermeasures to Improve Circadian Adaptation, Sleep, and Performance During High Fidelity Analog and Flight Studies for the International Space Station)
MAGVECTOR (MagVector)
MATISS (MATISS)
MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image)
MED-2 (Miniature Exercise Device)
MOBIPV (Mobile Procedure Viewer)
MSL SCA-Batch 2b-ESA (Material Science Lab Batch 2b)
MSL SCA-GEDS-German (NASA Sample Cartridge Assembly)
MUSCLE BIOPSY (Muscle Biopsy)
MVIS Controller-1 (MVIS Controller-1)
Made In Space Fiber Optics (Optical Fiber Production in Microgravity)
Magnetic 3D Cell Culturing (Magnetic 3D Cell Culture for Biological Research in Microgravity)
Maritime Awareness (Global AIS on Space Station (GLASS))
Marrow (The MARROW study (Bone Marrow Adipose Reaction: Red Or White?))
Medical Consumables Tracking (Medical Consumables Tracking)
Meteor (Meteor Composition Determination)
Microgravity Expanded Stem Cells (Microgravity Expanded Stem Cells)
Miniaturized Particle Telescope (Miniaturized Particle Telescope)
Multi-Omics (Multi-omics analysis of human microbial-metabolic cross-talk in the space ecosystem)
Music and Space ( Music and Space)
NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer)
NanoRacks-CID (NanoRacks-CID)
NanoRacks-KE IIM (NanoRacks-SMDC-Kestrel Eye IIM)
NanoRacks-NDC-CCSJ-Beta-Amyloid Peptide (NanoRacks-NDC-Calumet College of St. Joseph-Beta-Amyloid Peptide)
NeuroMapping (Spaceflight Effects on Neurocognitive Performance: Extent, Longevity, and Neural Bases)
OsteoOmics (Gravitational Regulation of Osteoblast Genomics and Metabolism)
PBRE (Packed Bed Reactor Experiment)
PK-4 (Plasma Kristall-4)
PS-TEPC (Establishment of dosimetric technique in the International Space Station (ISS) with Position Sensitive Tissue Equivalent Proportional Chamber)
Passive Thermal Flight Experiment (Passive Thermal Flight Experiment)
Phase Change HX (Phase Change Heat Exchanger Project)
Probiotics (Study for evaluating the impact of continuous consumption of probiotics on immune function and intestinal microbiota in astronauts under closed microgravity environment)
RED-Data2 (Thermal Protection Material Flight Test and Reentry Data Collection)
RFID Logistics Awareness ( RFID-Enabled Autonomous Logistics Management (REALM))
ROSA (Roll-Out Solar Array)
Radi-N2 (Radi-N2 Neutron Field Study)
Radiation Environment Monitor (Radiation Environment Monitor)
Repository (National Aeronautics and Space Administration Biological Specimen Repository)
Robonaut (Robonaut)
Rodent Research-5 (RR-5) (Systemic Therapy of NELL-1 for Osteoporosis)
SAGE III-ISS (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III-ISS)
SCAN Testbed (Space Communications and Navigation Testbed)
SEDA-AP (Space Environment Data Acquisition Equipment - Attached Payload)
SG100 Cloud Computer (SG100 Cloud Computing Payload)
SPHERES-Slosh (SPHERES-Slosh)
SPHERES-Zero-Robotics (Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites-Zero-Robotics)
STP-H5 APS (Space Test Program-H5 Automated Plume Sentry)
STP-H5 CSP (STP-H5-Center for High-performance REconfigurable Computing (CHREC) Space Processor)
STP-H5 EHD (STP-H5-Electro-Hydro Dynamics)
STP-H5 FPS (STP-H5-Fabry Perot Spectrometer for Methane)
STP-H5 GROUP-C (Space Test Program-H5-GPS Radio Occultation and Ultraviolet Photometry Co-located)
STP-H5 ICE (STP-H5-Innovative Coatings Experiment)
STP-H5 LIS (STP-H5-Lightning Imaging Sensor)
STP-H5 LITES (STP-H5-Limb-Imaging Ionospheric and Thermospheric Extreme-Ultraviolet Spectrographs)
STP-H5 RHEME (STP-H5-Radiation Hardened Electronic Memory Experiment)
STP-H5 Raven (Raven)
STP-H5 SHM (STP-H5-Structural Health Monitoring)
STP-H5 Space Cube - Mini (STP-H5-SpaceCube - Mini)
STP-H5 iMESA-R (Space Test Program-H5-integrated Miniature Electro-Static Analyzer-Reflight)
Saffire-III (Spacecraft Fire Experiment-III)
Sally Ride EarthKAM (Sally Ride Earth Knowledge Acquired by Middle School Students)
Sarcolab (Myotendinous and Neuromuscular Adaptation to Long-term Spaceflight)
Seedling Growth-3 (Seedling Growth-3)
Skinsuit (Operational and Technical Evaluation of Gravity Loading Countermeasure Skinsuit)
Slosh Coating (Slosh Coating Experiment)
Space Headaches (Space Headaches)
Space Pup (Effect of space environment on mammalian reproduction)
Sprint (Integrated Resistance and Aerobic Training Study)
Stem Cells (Study on the Effect of Space Environment to Embryonic Stem Cells to Their Development)
Story Time From Space (Story Time From Space)
Straight Ahead in Microgravity (Straight Ahead in Microgravity)
Strata-1 (Strata-1)
TBone (Assessment of the effect of space flight on bone quality using three-dimensional high resolution peripheral quantitative computed tomography (HR-pQCT))
Telescience Resource Kit (Flight Demonstration of Telescience Resource Kit)
Telomeres (Assessing Telomere Lengths and Telomerase Activity in Astronauts)
Tomatosphere-US (Tomatosphere-US)
Two-Phase Flow (Interfacial behaviors and Heat transfer characteristics in Boiling Two-Phase Flow)
UBNT (Ultrasonic Background Noise Test)
Vascular Echo (Cardiac and Vessel Structure and Function with Long-Duration Space Flight and Recovery)
Veg-03 (Veg-03)
Vessel ID System (Vessel ID System)
Water Monitoring Suite (Water Monitoring Suite)
ZBOT (Zero Boil-Off Tank)