Expedition 28 - Raumfahrer.net

Mission der ISS-Expedition 28

Mit dem Ablegen von Sojus-TMA 20 begann am 24. Mai 2011 offiziell die viermonatige Dauer der Langzeitbesatzung 28. Erstmalig fand die Abkopplung einer Sojus-Kapsel von der ISS während des Besuches eines Space Shuttles statt. Die STS-134 Mission der Endeavour ging nun mit dem dritten Außenbordeinsatz am 25. Mai 2011 in ihre zweite Hälfte. Für die erste Aufgabe des Tages begaben sich die beiden Astronauten Andrew Feustel und Mike Fincke zum russischen Sarja-Modul und installierten dort eine Haltevorrichtung für den Roboterarm der Raumstation. Diese Power & Data Grapple Fixture (PDGF) genannte Vorrichtung ermöglicht es dem Roboterarm in Zukunft auch auf die russische Seite der Raumstation zu wechseln, um dort Arbeiten zu erledigen. Beide beendeten anschließend die Installation einer Funkantenne, die bereits während des ersten Außenbordeinsatzes der Mission begonnen wurde. Darauffolgend installierten sie einige Kabel am russischen Segment, um so die Redundanz des Stromsystems zu erhöhen. Als nächstes dokumentierten die Astronauten den Zustand der Steuerdüsen am russischen Segment und schossen zahlreiche Fotos. Zum Abschluss des Außenbordeinsatzes nahm sich Drew Feustel eine Infrarotkamera aus der Luftschleuse und dokumentierte ein Experiment des US Air Force Research Lab, bei dem ein neues System zur Wärmeableitung getestet wird. Mike Fincke installierte unterdessen eine Schutzabdeckung an einem Gas Tank. Nach 6 Stunden und 54 Minuten endete der Einsatz mit der Rückkehr zum Schleusenmodul Quest.

NASA — Mike Fincke demontiert die nicht mehr benötigte End Effector Grapple Fixture (EFGF)

Zwei tage später, am 27. Mai 2011, verließen Mike Fincke und Greg Chamitoff für 7 Stunden und 24 Minuten die Raumstation und vollführten den letzten Außenbordeinsatz der STS-134-Mission. Bevor die beiden mit den Arbeiten beginnen konnten, musste das Orbiter Boom Sensor System vom Roboterarm des Space Shuttles an den Stationsarm übergeben werden. Der Fokus während des heutigen Ausstiegs lag hauptsächlich auf dem Orbiter Boom Sensor System, das auf der Trägerstruktur der Raumstation verbleiben soll. Um 07:42 Uhr MESZ war es OBSS sicher festgemacht und markierte nach 13 Jahren Konstruktion die Fertigstellung des amerikanischen Segments der Internationalen Raumstation. Die Außenarbeiter begannen anschließend damit, das OBSS für seine Nutzung mit dem Roboterarm der Raumstation umzurüsten. Hierzu verlegten sie einige Kabel, um am knapp 15 Meter langen Ausleger eine sogenannte Power & Data Grapple Fixture (PDGF) anzubringen. Zuvor mussten sie jedoch erst die nun nicht mehr benötigte End Effector Grapple Fixture (EFGF), mit dem der Roboterarm des Space Shuttles die Funktionen des OBSS steuert, entfernen. Die beiden Systeme sind nicht kompatibel miteinander, was den Austausch notwendig machte. Im Gegensatz zur STS-123-Mission, bei der das OBSS schon einmal an der Raumstation verblieb, legte man bei den heutigen Arbeiten keinen Wert darauf, die Sensorsysteme des OBSS am Leben zu erhalten, da diese nun nicht mehr benötigt werden. Mit Abschluss der Arbeiten am Orbiter Boom Sensor System, wurde das System in Enhanced ISS Boom Assembly umbenannt, da es nun exklusiv von der Raumstation genutzt wird. Während des Einsatzes überschritten die Astronauten die 1.000-Stunden-Marke, die Zeit, die außenbords zu Aufbau und Wartung der Raumstation aufgewandt wurde. Mit diesem Einsatz endete auch die Ära der von Shuttlebesatzungen durchgeführten Außenbordeinsätze.

Besatzungsmitglieder — v.l.: Satoshi Furukawa, Mike Fossum, Ronald Garan, Alexander Samokutajew, Sergej Wolkow und Kommandant Andrej Borissenko
Bilder: NASA

Am 30. Mai 2011 verließ das Space Shuttle Endeavour zum letztem Mal die Internationale Raumstation. Zuvor hatte die Crew die letzten Tage an Bord der Internationalen Raumstation mit Transfer und Wartungsarbeiten verbracht. Insgesamt arbeiteten die Astronauten über 11 Tage zusammen, an denen sie eine Vielzahl von Arbeiten erledigten und das amerikanische Segment der Station vervollständigten. Pünktlich um 05:55 Uhr MESZ war es dann soweit und die Klammern lösten sich im Andockring der Endeavour. Der Orbiter driftete anschließend für eine knappe halbe Stunde von der Station weg, bevor Pilot Gregory Johnson das Shuttle in den sogenannten Fly-Around kommandierte. Während der Umkreisung der Raumstation, die über eine Stunde dauerte, dokumentierte die Besatzung den äußeren Zustand mit Video und Fotoaufnahmen. Nach Abschluss des Fly-Around zündeten die Steuerdüsen des Space Shuttles, um die Distanz zwischen Orbiter und Station zu vergrößern. Im Gegensatz zu früheren Missionen, wo sich das Shuttle zu diesem Zeitpunkt endgültig von der Raumstation trennte, stand für die Besatzung heute noch ein weiterer Test des neuen Rendezvoussystems STORRM auf dem Plan. Die Erkenntnisse aus STORRM, was für Sensor Test for Orion Relative Navigation Risk Mitigation steht, soll es zukünftigen Raumfahrzeugen einfacher machen an der Internationalen Raumstation anzulegen. Beim heutigen Test entfernte sich das Space Shuttle zuerst so weit von der Raumstation, sodass die STORRM-Sensoren den Komplex nicht mehr erfassen konnten. Anschließend vollführte die Besatzung eine Reihe von Kurskorrekturen, um den Orbiter wieder zurückzubringen und ein weiteres Mal ein Rendezvous mit der Raumstation zu fliegen. Um 10:38 Uhr MESZ zündeten die Steuerdüsen, um die beiden Raumfahrzeuge endgültig voneinander zu trennen. Am 1. Juni 2011 setzte das Space Shuttle Endeavour unter der Kontrolle von Kommandant Mark Kelly sicher um 08:35 Uhr MESZ auf der Ladebahn 15 des Kennedy Space Center auf und beendete damit seine 25. und letzte Mission.

Nach der Abreise des Space-Shuttles Endeavour am 30.Mai 2011 begann für die zurückbleibenden Raumfahrer Andrej Borisjenko, Ronald Garan und Alexander Samokutjajew die normale Arbeit als Dreipersonen-Crew. Dabei ging es hauptsächlich um die Kontrolle der Stationssysteme, die Wartung der Anlagen und die Betreuung von wissenschaftlichen Experimenten. Andrej Borisjenko und Alexander Samokutjajew arbeiteten im russischen Segment. So fotografierten sie die Stationsfenster zu Dokumentationszwecken, entfernten einige Gerätestecker zum Austausch russischer Hardware und betreuten das Pflanzenexperiment Rastenja 2. Hierbei geht es Wissenschaftlern darum, Pflanzenkulturen in der Schwerelosigkeit zu erforschen und sie für künftige Raummissionen zu kultivieren. Während die drei auf die Verstärkung durch die Besatzung von Sojus-TMA 02M, Michael Fossum, Satoshi Furukawa und Sergej Wolkow warteten, führten sie erneut eine Notfallübung für das Verhalten bei schnellem Druckverlust in der Station und weitere Experimente durch. Bei der Notfallausbildung wurden die drei von der Bodenstation angeleitet und machten sich mit den Lagerplätzen der Notfallausrüstung, dessen Gebrauch und den nötigen Verhaltensweisen vertraut. Im Zuge dessen wurde mit dem Experiment BAR gearbeitet, welches Lecks im russischen Segment aufspüren soll.

Die Langzeitbesatzung 28 ist vollständig
(Bild: NASA-TV)

Sojus-TMA 02M startete am 7. Juni 2011 um 22:12 Uhr MESZ von Baikonur planmäßig zur ISS. An Bord ist die Verstärkung der derzeitigen Stammbesatzung 28, Sergej Wolkow, Michael Fossum und Satoshi Furukawa. Mit mehreren Bahnkorrekturmanövern näherte sich das Raumfahrzeug am 9. Juni 2011 der ISS, umkreiste sie kurz und setzte zum Endanflug mit nachfolgender Kopplung an. Die feste Verbindung mit dem Orbitalkomplex konnte gestern um 23:18 Uhr MESZ mit dem Schließen der Andockklammern zwischen den Raumfahrzeugen vollzogen werden. Die Dichtigkeitsprüfung an dem Kopplungsstutzen verlief erfolgreich und so wurden am 10. Juni 2011 um 02:34 Uhr MESZ die Luken geöffnet. Darauf schwebten die drei Neuankömmlinge in die Raumstation und erhielten im Anschluss an die herzliche Begrüßung sofort die vorgeschriebene Sicherheitsunterweisung durch Stationskommandant Andrej Borisjenko. Damit ist die Langzeitbesatzung 28 vollständig und wird ihre gemeinsame Arbeit für drei Monate aufnehmen.

Nach der Ankunft von Sojus-TMA 02M waren dafür einigen Arbeiten der Nachbereitung nötig. So hat die Besatzung die neu angekommene Sojus in die Systeme der Station eingebunden, es wurden Temperatursensoren eingebaut, Heiz- und Lüftungsschläuche verlegt. Das Ventil zum Druckausgleich zwischen Rasswjet und Sojus wurde in den elektronischen Kontrollmodus zurückgesetzt. Die drei Neuankömmlinge haben in den nächsten zwei Wochen pro Tag jeweils eine Stunde frei, um sich an die Station und die Bedingungen im All zu gewöhnen. Gleich am nächsten Tag stand eine der größten Bahnanhebungen der ISS auf dem Programm. ATV 2 brachte die ISS an diesem Tag mit einer Doppel-Zündung von zwei seiner vier Haupttriebwerke auf eine durchschnittliche Umlaufbahn von 364,8 Kilometer. Mit einem Abstand von vier Stunden erfolgten die 36 und 40 Minuten dauernden Manöver mit einem Höhengewinn von erst 9,2 Kilometern und dann 10,1 Kilometern.

Am 13. Juni 2011 beging man auf russischer Seite den Feiertag „Tag Russlands“. Die drei Kosmonauten an Bord der ISS hatten deshalb etwas mehr Freizeit zur Verfügung und nahmen an einigen Live-Schaltungen mit der Bodenstation teil. Ansonsten lief das normale Tagesgeschäft, Michael Fossum und Satoshi Furukawa absolvierten ihre erste Sitzung des US-Experimentes Bisphosphonates. Dabei werden spezielle Medikamente eingenommen, um der Verringerung der Knochendichte in der Schwerelosigkeit entgegenzuwirken und diesen Prozess weiter zu erforschen. Beide Raumfahrer erhielten unterschiedliche Medikamentierungen, so erhält man einen direkten Vergleich auf Basis vorheriger Messungen. Einen Gesamtüberblick des Gesundheitsstatus der Besatzung sammelte Ronald Garan auf einem Stations-Laptop und übermittelte die Daten zur Erde. Da sich die Umlaufbahn der ISS zur Zeit lange im Sonnenlicht (High Solar Beta Angle) befindet, müssen Anlagen und Operationen an und in der ISS sorgfältig auf Überhitzung geprüft werden. So wird zum Beispiel der Backbord Radiator als Schattenspender für den Andockadapter 3 (PMA-3) genutzt. Weiter wurde die Ku-Band Antenne deaktiviert und geparkt. Daher sind in dieser Woche weniger Datentransfers zur Erde möglich und das AMS 2 (Alpha Magnetic Spectrometer 2) kommunizierte per S-Band mit der Bodenstation. Am 15. und am 17. Juni 2011 fanden zwei weitere Bahnanhebungen des Orbitalkomplexes statt. Die Triebwerke von ATV 2 arbeiteten dabei rund 60 Minuten und hoben die mittlere Umlaufbahn der ISS um 17 Kilometer auf insgesamt 381,6 Kilometer an.

ATV 2 entfernt sich von der Station
(Bild: Roscosmos/NASA)

Am 20. Juni 2011 begann der letzte Missionsabschnitt von ATV 2 „Johannes Kepler“. Um 16:46 Uhr MESZ koppelte der europäische Raumfrachter planmäßig von der ISS ab, um einen Tag später in einem Gebiet über dem Pazifik wieder in die Atmosphäre der Erde einzutreten, auseinanderzubrechen und zum größten Teil zu verglühen. Seit Februar 2011 war das ATV 2 ein Bestandteil der ISS. Angeliefert hatte das Transportschiff rund 1.170 Kilogramm Trockenfracht, 100 Kilogramm Sauerstoff sowie 851 Kilogramm Treibstoffnachschub für die Tanks der ISS. Außerdem an Bord waren 4.535 Kilogramm Treibstoffe, die das ATV 2 zum Anheben und Justieren der Umlaufbahn der ISS um die Erde eingesetzt hat. Unter den sieben durch das ATV vorgenommenen Bahnanpassungen befand sich auch ein Ausweichmanöver, das aufgrund der Annäherung von Weltraumschrott notwendig geworden war. In den Transportregalen des ATV 2 hatte die Besatzung der ISS nun rund 1.200 Kilogramm Material in Mülltüten und in Form von nicht mehr benötigter Hardware deponiert. Am Abend des 21. Juni 2011 erfolgte der planmäßige Wiedereintritt in die Erdasthmasphäre. Der zerstörerische Wiedereintritt endete genau wie geplant über einem von Menschen nicht bewohnten Pazifikgebiet rund 2.500 Kilometer östlich von Neuseeland, 6.000 Kilometer westlich von Chile und 2.500 Kilometer von Französisch-Polynesien.

Am 23. Juni 2011 erreichte das nächste Versorgungsraumschiff, Progress-M 11M, die Internationale Raumstation. Das Transportraumschiff koppelte automatisch gegen 18:37 Uhr MESZ am hinteren Kopplungsstutzen des Swesda-Moduls an. Progress-M 11M, in der ISS-Versorgung auch 43P genannt, hatte mehr als 2,6 Tonnen Fracht geladen. Diese setzte sich zusammen aus 1.213 Kilogramm Trockenfracht (Ersatzteile, Lebensmittel, Ausrüstungsteile), 990 Kilogramm Treibstoff, 420 Kilogramm Wasser und 50 Kilogramm Sauerstoff. An wissenschaftlicher Nutzlast kam der Mikrosatellit „Chibis“ zur ISS und soll nach dem abkoppeln von Progress-M 11M ausgesetzt werden.

Am 28. Juni 2011 führte die sechsköpfige Besatzung planmäßig eine einstündige Übung durch, für den Fall, dass Feuer auf der Station ausbricht. Bei einem Übungsalarm werden durch Sensoren aufgespürte Rauchentwicklungen, Überhitzung von Geräten und deren Alarme per Software simuliert und entsprechende Com-Verbindungen und Gegenmaßnahmen ohne den wirklichen Einsatz der Feuerausrüstung geprobt. Zu einer Auswertung mit der Bodenstation kam es allerdings nicht, da ein echter Alarm die Arbeit unterbrach. Die Bodenstationen informierten sie über die Annäherung eines unbekannten Stückes Weltraumschrott. Da dieses Objekt zu spät entdeckt wurde, reichte die Zeit nicht mehr, ein sogenanntes DAM (Debris Avoidance Maneuver), also ein Ausweichmanöver der ISS durch Bahnanhebung oder -absenkung, einleiten zu können. Dieses Manöver braucht mehrere Stunden Vorlauf, da dort etliche Aspekte beachtet werden müssen, wie die Berechnung der Brenndauer der Triebwerke oder auch die Koordinierung zwischen den Bodenstationen. Die Kenntnis der gefährlichen Annäherung erhielten die Bahn-Kontrolleure hier unterhalb der 14-Stunden-Marke.

Die berechnete Zeit der nächsten Annäherung auf fast 250 Meter zur Station wurde mit 14:08 Uhr MESZ ermittelt. Die Langzeitbesatzung erhielt daher die Anweisung, 20 Minuten vor der Zeit der dichtesten Annäherung sicherheitshalber die Sojus-Raumschiffe, welche als Rückkehrfahrzeuge oder Notrettungsboote dienen, aufzusuchen. Dort verweilten sie eine habe Stunde, bis die Flugleitung ein „Alles klar“ der Entwarnung durchgab. Nach der Rückkehr in die Station wurden die Arbeiten fortgesetzt und Vorbereitungen für die Space-Shuttle-Mission STS 135 getroffen. Michael Fossum und Satoshi Furukawa übten mit verschiedenen Kameras die Kontrolle des Hitzeschildes der Atlantis während des Rendezvous-Pitch-Manövers (RPM), welches eine volle Drehung des Orbiters um seine Querachse darstellt. Ronald Garan und Michael Fossum bereiteten ihre Ausrüstung für den während der STS-135-Mission stattfindenden Außeneinsatz vor. Ebenso besprachen sie die Prozeduren für diese Außenaktivität mit den Fachleuten am Boden. Dann begaben sich Ronald Garan und Michael Fossum zur Luftschleuse Quest um ihre Ausrüstung für den kommenden Außeneinsatz während STS 135 vorzubereiten. Satoshi Furukawa war dabei unterstützend tätig, da er den Weltraumausstieg vom Inneren der Station per Funk begleiten soll.

Satoshi Furukawa begann in diesen Tagen seine erste Sitzung der BIORHYTHMS genannten Studie, indem er Elektroden und ein Aufzeichnungsgerät für die nächsten 24 Stunden an seinem Körper befestigte. Weiter startete den 2. Teil des japanischen CsPINS-Experimentes, wo das Wachstum von Gurkenkeimlingen und deren Anpassung an die Mikrogravitation erforscht werden soll. Dafür wurden zwei Proben in der CsPINS-Kammer mit Messvorrichtungen versehen und in der CBEF (Cell Biology Experiment Facility) postiert. Es folgte ein 18-stündiger Keimungsprozess mit nachträglicher Kontrolle und Stauung von Proben im Gefrierschrank der ISS, MELFI 1. Die zwei Bahnanhebungen der ISS wurden durch den Progess-Transporter am Heck der Station planmäßig durchgeführt. Die mittlere Höhe der Umlaufbahn betrug nach den Manövern 388,3 Kilometer.

Am 10. Juli 2011 erreichte die Atlantis die Internationale Raumstation. Die Atlantis ist damit das erste und letzte Shuttle, das an dieser Raumstation angekoppelt war. An Bord des Space-Shuttle befanden sich vier Astronauten, Kommandant Christopher Ferguson, Pilot Douglas Hurley und die Missionsspezialisten Sandra Magnus und Rex Walheim. Als Hauptfracht war das Multi Purpose Logistics Modul (MPLM) Raffaello, mit mehr als vier Tonnen Versorgungsgütern, in der Nutzlastbucht der Atlantis befestigt. Die finale Phase des Rendezvous begann um 14:29 Uhr MESZ mit dem sogenannten Terminal Initiation Burn (TI-Burn), welcher das Shuttle auf direkten Kurs zur Raumstation brachte. Unterhalb der ISS startete Kommandant Christopher Ferguson das R-Bar Pitch Manöver (RPM), um es der Besatzung der Raumstation zu ermöglichen, Fotos vom Hitzeschild an der Unterseite des Orbiters anzufertigen. Anschließend brachte er den Orbiter direkt vor die Station auf die sogenannte V-Bar. Von dort aus steuerte er sehr vorsichtig das Shuttle zum Andockadapter Nummer 2 und machte hier um 17:07 Uhr MESZ fest. Nachdem eine feste Verbindung zwischen den beiden Raumfahrzeugen hergestellt war, begannen die Dichtheitstests des Andocksystems auf beiden Seiten. Als die Luken zwischen der Station und dem Shuttle geöffnet wurden und sich die beiden Besatzungen begrüßt hatten, begannen auch schon die Transferarbeiten, die den Großteil der Mission ausmachten. Zu den ersten Gegenständen, die transferiert wurden, gehörten unter anderem frisches Essen für die Stationsbesatzung und Werkzeuge, die für den einzigen Außenbordeinsatz der Mission benötigt wurden.

Am Tag darauf nahmen die Besatzungen das erste Hauptziel der STS-135 Mission in Angriff. Mithilfe des Roboterarms der Raumstation nahmen Sandy Magnus und Doug Hurley das Multi Purpose Logistics Modul (MPLM) aus der Ladebucht des Orbiters. Von dort aus bewegten sie Raffaello an seine Position am Harmony Modul. Nachdem die Besatzung zusammen mit der Bodenkontrolle überprüft hatte, dass das Modul sicher an der Raumstation festgemacht wurde, begannen die Vorbereitungen auf das Öffnen der Luken. Hier zeigte sich wieder die Klasse der Besatzung, denn sie waren zu diesem Zeitpunkt schon fast zwei Stunden vor dem Zeitplan und konnten das Logistikmodul um 18:10 Uhr MESZ öffnen.

Am 12. Juli 2011 kam es zu dem zweiten wichtigen Event, die ISS-Besatzungsmitglieder Ron Garan und Mike Fossum absolvierten den einzigen Außeneinsatz während der Missionsdauer der Atlantis. Für diesen Einsatz entschieden sich die Spezialisten am Boden das sogenannte ISLE-Protokoll durchzuführen, um so den Stickstoffgehalt im Blut zu senken. Dies ist wichtig für die Astronauten, um der gefährlichen Taucherkrankheit vorzubeugen, bei der aufgrund des geringeren Drucks im Anzug der im Blut gelöste Stickstoff Blasen bildet und so zu Embolien führen kann. Das ISLE-Protokoll, was für In Suit Light Excerise steht, hat gegenüber der sonst üblichen Campout-Prozedur eine kürzere Vorbereitungszeit für die Astronauten. Für die erste Aufgabe des Tages begaben sich die beiden zum defekten Pumpenmodul. Dort lösten die beiden die Halterungen, die das Pumpenmodul mit der externen Lagerplattform Nummer 2 verbanden. Garan griff dann nach dem Modul, hielt es die ganze Zeit über fest, während der Roboterarm ihn zur Ladebucht des Orbiters manövrierte. Dort angekommen installierte er, zusammen mit Mike Fossum, das Pumpenmodul auf der Lightweight Multipurpose Support Structure Carrier (LMC) am Ende der Ladebucht.

Nach Abschluss der Arbeiten am Pumpenmodul wechselten die beiden die Position und Mike Fossum betrat die Fußhalterung am Roboterarm. Ron Garan löste die Schrauben an der Robotic Refuel Mission (RRM) und übergab dieses an Mike Fossum. Ziel der beiden Astronauten war der kanadische Roboter DEXTRE am amerikanischen Labor Destiny, um dort das RRM zu installieren. Mithilfe der RRM sollen verschiedenste Methoden zur Betankung und Reparatur von Satelliten in der Umlaufbahn demonstriert werden. Damit waren die beiden großen Aufgaben des Tages erfolgreich abgeschlossen und die Astronauten konnten sich den kleineren Tätigkeiten widmen. Ron Garan begab sich zum Express Logistics Carrier 2 (ELC-2), um dort das Materialexperiment MISSE-8 zu öffnen. MISSE-8 wurde bereits von der STS-134 Besatzung im Mai an der ELC-2 angebracht. Mike Fossum begab sich unterdessen auf die russische Seite der Raumstation, um dort am neuen Greifpunkt für den Stationsarm ein Erdungskabel neu zu justieren. Anschließend installierten beide Astronauten noch eine Abdeckung am Pressurized Mating Adapter Nummer 3 (PMA-3). Die Abdeckung soll die Temperatur im Inneren des Adapters senken, um so die Dichtungsringe im Adapter vor zu großer Sonneneinstrahlung zu schützen. Um 21:53 Uhr MESZ endete dann offiziell der Außenbordeinsatz mit einer Gesamtzeit von 6 Stunden und 31 Minuten. Es wird der einzige geplante Einsatz mit amerikanischen Anzügen für fast ein Jahr bleiben. Für Mike Fossum war es sein siebter Einsatz, während Ron Garan seinen vierten Einsatz absolvierte.

Nach dem sehr erfolgreichen Außenbordeinsatz richtete sich der Fokus der Besatzung nun voll und ganz auf das Multi Purpose Logistics Modul (MPLM). Insgesamt hat die Besatzung während dieser Mission über 4 Tonnen an Ausrüstung, Essen und Ersatzteile zur Raumstation transferiert. Auch die im Zwischendeck des Space Shuttles gelagerten Nachschubgüter wurden in der ISS verstaut. Im Gegenzug wurden nun nicht mehr benötigte Ausrüstung und Müll in das MPLM Raffaello eingelagert und etliche wissenschaftliche Ergebnisse, Nutzlasten und gefrorene Proben in das Zwischendeck der Atlantis verbracht. Aufgrund der Verlängerung der Mission konnten die Planungsteams am Boden auch einige Wartungsarbeiten in den Zeitplan der Besatzung einbauen. So arbeitete Ron Garan am Waste Hygiene Compartment (WHC), der Toilette im amerikanischen Segment, und tausche dort einige Komponenten aus, die das Ende ihrer Laufzeit erreichten und laute Geräusche verursachten.

Die Abende verbrachten die Besatzungen bei gemeinsamen Abendessen. Dabei standen einige Mahlzeiten unter einem besonderen Motto, zu einem „The All-American Meal“ lud die Besazung der Atlantis ihre Kollegen von der ISS ein. Gegen Ende der Mission gab es noch ein besonderes Event für die Astronauten. Der amerikanische Präsident Barack Obama nutzte die Gelegenheit, um mit den beiden Besatzungen zu sprechen. Er bekräftigte noch einmal sein Vorhaben die bemannte Erkundung des Sonnensystems voranzutreiben und versprach, dass das Ende des Space-Shuttle-Programms nicht das Ende der Ambitionen der USA im All bedeutet.

Den letzten Tag an Bord der Raumstation nutzten die vier Astronauten zusammen mit der 28. Langzeitbesatzung für den Transfer von letzten Gegenständen in das Zwischendeck des Space Shuttle. Nachdem alle Transferarbeiten abgeschlossen waren, übernahm Missionsspezialistin Sandy Magnus die Kontrolle über den Roboterarm der Raumstation und griff am 18. Juli 2011 um 12:09 Uhr MESZ das MPLM. Anschließend sandte die Besatzung Kommandos, um die insgesamt 16 Schraubbolzen, die das MPLM mit der Station verbanden, zu lösen. Diese Operation war um 12:46 Uhr MESZ abgeschlossen und das Logistikmodul konnte sich auf den Weg zur Ladebucht des Space Shuttle machen. Wenig später schlossen sich die Greifhaken in der Ladebucht des Orbiters und verankerten Raffaello sicher für seine Rückkehr zur Erde. Für die Besatzung war damit die Zeit gekommen, um sich von der 28. Langzeitbesatzung zu verabschieden. In einer kleinen Zeremonie überreichte Shuttlekommandant Chris Ferguson der Besatzung der Raumstation ein Modell des Space Shuttles, welches von Management der NASA und den leitenden Flugdirektoren unterschrieben wurde. Das Modell wurde an der Seitenwand des Harmony-Moduls angebracht, um alle zukünftigen Besucher der Raumstation an die Errungenschaften des Space Shuttles zu erinnern. Zusätzlich hinterließ die Shuttlebesatzung eine besondere US-amerikanische Flagge an Bord der Station. Diese Flagge flog 1981 während der ersten Space-Shuttle-Mission STS 1 an Bord der Columbia ins All und wird nun auf der Station verbleiben, bis die Besatzung des nächsten amerikanischen Raumschiffes sie wieder abholt und zur Erde zurückbringt. Gegen Abend schlossen sich ein letztes Mal die Luken zwischen der Raumstation und einem Space Shuttle. Damit endeten fast acht Tage gemeinsamer Arbeit mit der Besatzung der Raumstation.

Am 19. Juli 2011 verließ die Atlantis die ISS. Um 08:28 Uhr MESZ öffneten sich die Klammern im Andockmechanismus des Space Shuttles und gaben es nach acht Tagen wieder frei. Kommandant Chris Ferguson und Pilot Doug Hurley übernahmen die Steuerung über den Orbiter und flogen ihn auf einen Punkt 182 Meter von der Raumstation entfernt. Dort hielten sie für 30 Minuten die Position, während die Raumstation ein ungewohntes Manöver durchführte. Mithilfe der Steuerdüsen am russischen Segment drehte man den Komplex um 90 Grad entlang der Vertikalachse. Die Entscheidung für diese Manöver war getroffen worden, um so Fotos von Teilen der Station zu erhalten, die bisher nicht dokumentiert wurden. Nachdem die Station in Position war, initiierte Doug Hurley dann die Umrundung des Komplexes. Während der nächsten Stunde machte die Besatzung unzählige Fotos von der Außenseite der Station und filmte jeden Winkel. Um 10:18 Uhr MESZ feuerten die Steuerdüsen des Space Shuttles ein weiteres Mal, um so den Orbiter endgültig von der Station zu trennen. Wenig später verschwand die Atlantis dann in der Dunkelheit.

Nach der Abreise des Space-Shuttle Atlantis begann auf der ISS das große Aufräumen. Ronald Garan, Michael Fossum und Satoshi Furukawa reinigten und reorganisierten das PMM Leonardo, nachdem die Atlantis etliche Ersatzteile und Versorgungsgüter auf der Station hinterlassen hat. Diese waren zwischenzeitlich provisorisch gestaut worden, um nun einen festen Lagerplatz in dem Modul zu bekommen. Eine Registrierung und Abgleichung mit den Daten auf der Erde fand im stationseigenen Inventar Management System (IMS) statt. Im russischen Stationsteil arbeiteten Andreij Borisenko und Sergei Wolkow mit der BAR-Expert-Hardware. Diese aus einem Laptop und einer Mikro-Videokamera mit flexibler Verlängerungsstange bestehende Gerätschaft wird zur Detektierung von Mikrorissen an unter Druck stehenden Stationsteilen eingesetzt. Dazu werden Umgebungsparameter in weniger zugänglichen Bereichen, wie Luftfeuchtigkeit, Luftbewegungen und Temperaturschwankungen, mit einem Infrarot-Thermometer, dem Thermohygrometer Iva-6A, dem Anemometer-Thermometer TM-2 und dem Leckstellen-Detektor UT2-03 bestimmt und gespeichert. Satoshi Furukawa verbrachte einen Teil seiner Zeit mit dem SHERE II genannten Experiment. SHERE (Shear History Extensional Rheology Experiment) wird dazu genutzt, um Polymerfluide und deren Verhalten bei Verdrehungen und Dehnungen in der Schwerelosigkeit zu erforschen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sollen bei der Herstellung ohne formgebende Vorrichtungen helfen, da diese als wichtiger Schritt für die Eigenproduktion von Teilen auf zukünftigen autonomen Raumerforschungsmissionen gesehen werden. Weiter soll dieses Wissen für verbesserte Fertigungsverfahren auf der Erde angewandt werden.

Am 3. August 2011 führten die Kosmonauten Alexander Samokutjajew und Sergej Wolkow einen weiteren russischen Außenbordeinsatz durch. Dabei verließen sie für mehr als sechs Stunden die schützende Raumstation und verrichteten Arbeiten zur weiteren Ausrüstung und dem Ausbau des russischen Stationsteils. Um 16:50 Uhr unserer Zeit, öffnete sich die Ausstiegsluke von Pirs und die beiden Raumfahrer schwebten aus der Station. Sogleich wurde die erste Aufgabe begonnen, der Minisatellit „Kedr“ wurde aktiviert und sollte ausgesetzt werden. Da es einige Probleme mit einer Antenne des Satelliten gab, wurde diese Aufgabe vorläufig gestoppt und „Kedr“ an Pirs gesichert. Die zweite Aufgabe der beiden Außenarbeiter war es, eine Apparatur für Laser-basierte Hochleistungsübertragungen von bis zu 100 Megabytes pro Sekunde an Swesda zu montieren. Sie wurde auf einer universalen Arbeitsplattform hinter den Solarzellen montiert und soll zukünftig Daten russischer Wissenschaftsexperimente zur Erde übertragen. Nach Klärung der Probleme mit einer der beiden Antennen des Minisatelliten „Kedr“ wurde dieser um 20:42 Uhr MESZ ausgesetzt und entfernte sich nach hinten, unten von der ISS. Die Hauptaufgabe des Einsatzes bestand eigentlich darin, den ersten der beiden STRELA-Teleskoparme von Pirs nach Poisk zu versetzen. Dies ist nötig, da das Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs im nächsten Jahr durch das neue russische Labormodul Naúka (sprich Na-u-ka) ersetzt werden soll. Da man zu diesem Zeitpunkt zu weit hinter dem Zeitplan lag, musste diese dreistündige Aktivität gestrichen und auf einen nächsten Einsatz verschoben werden. Dafür kam die Demontage einer KURS-Antenne ins Programm, welche bei der Kopplung des Poisk-Moduls im November 2009 genutzt wurde. Diese Antenne wird nun nicht mehr benötigt und wurde in die ISS gebracht. Von dem russischen Materialexperiment SKK-1 wurden nun einige Fotos zu Dokumentationszwecken angefertigt, auch von einigen Außenpaneelen an Sarja wurden Bilder geschossen. Den Abschluss dieses Außeneinsatzes bildete die Montage des Experimentes BioRisk. Dabei werden drei Zylinder auf einer Plattform an einen Handlauf von Pirs befestigt. Damit sollen die Wirkungen von Mikroben auf Raumfahrzeugstrukturen mit dem Einfluss von Sonnenstrahlung auf diesen Prozess untersucht werden. Nach 6 Stunden und 23 Minuten endete dieser 29. russische Außeneinsatz an der ISS um 23:13 Uhr MESZ.

Neben dem 29. russischen Außenbordeinsatz wurden wärend dieser Zeit einige Arbeiten sowohl mit Stationsarm Canadarm2 als auch mit dem japanischen Arm JEMRMS (Japanese Experiment Module Remote Manipulator System) durchgeführt. Canadarm2 nutzte dafür Dextre, um mit dieser Special Purpose Dexterous Manipulator genannten Robotic-Erweiterung einen Ersatzteil-Transportbehälter an der Arbeitsplattform von Dextre zu befestigen. Für den japanischen Robotic-Arm und seine Verlängerung SFA (Small Fine Arm) standen Funktionstests auf dem Programm. Hierfür aktivierten Ronald Garan und Satoshi Furukawa das Bedienpult der Armes im Kibo-Modul. Anschließend wurde in den darauffolgenden Tagen der Arm aktiviert, der SFA von der außenliegenden Stauposition auf der japanischen Experiment-Plattform EF (Exposed Facility) entnommen und getestet. Mit dem „Small Fine Arm“ können, wie der Name schon sagt, zukünftig wesentlich feinere Operationen, wie Entnahme und Bergung von Außenexperimenten, durchgeführt werden. Die Tests endeten zum Abschluss der letzten Woche und der SFA wurde in seine Halterung zurückgesetzt.

Im europäischen Columbus-Modul hatte Ronald Garan eine weitere Wissenschaftssitzung zum ESA-Experiment PASSAGES. Er baute dazu Video-Equipment und einen EPM-Laptop (EPM = European Physiology Module) auf. PASSAGES erforscht, wie Astronauten Sehinformation in der Schwerelosigkeit interpretieren, so zum Beispiel der Blickwinkel auf Gegenstände oder die Einschätzung von Entfernungen im Vergleich zum Aufenthalt auf der Erde. Ronald Garan führte ebenfalls eine Versuchsreihe mit SPHERES im Kibo-Labormodul durch. Dabei geht es um eine Studie mit drei kopfgroßen Experimental-Satelliten, um Techniken zu studieren, die zur Verbesserung bei automatischen Anlegemanövern, Satellitenreparaturen, dem Zusammenbau von Raumfahrzeugen und Notfallreparaturen geeignet sind. Auf russischer Seite arbeitete Andrej Borisenko an dem Experiment RELAXATION zur Beobachtung von Strahlenmustern der Erdionosphäre. Hierbei werden mit einem UV-Spektrometer die chemolumineszenten Reaktionen im Xenon-Plasma studiert, welche von Zündungen zweier Plasma-Kontaktor-Elemente am Z1-Gittersegment herrühren. Ebenso überprüfte er die korrekte Kommunikation zwischen dem Nutzlastserver und einem russischen Laptop und lud anschließend die Daten des Molnija-Gamma-Experiments (GFI-17) herunter. Dieses Experiment wurde bei einem russischen Außenbordeinsatz im Februar 2011 an der ISS angebracht und untersucht Licht- und Gammastrahlen von Blitzen bei Gewittern auf der Erde.

Am 23. August 2011 verließ der russische Raumtransporter Progress-M 11M die Internationale Raumstation. Der Frachter Progress-M 11M war seit dem 23. Juni 2011 an der ISS angekoppelt und verbrachte damit eine vergleichsweise kurze Zeit an der Station. Das in der amerikanischen Zählweise Progress 43P genannte Raumfahrzeug brachte nach zweitägigem Flug knapp 2,7 Tonnen Versorgungsgüter zur Internationalen Raumstation. In den letzten Tagen vor dem Ablegen bereiteten die Kosmonauten Alexander Samokutjajew und Sergej Wolkow das Ablegemanöver vor. Sie montierten den Kopplungskonus, schlossen die Luken und führten Dichtigkeitstests durch. Nach dem Abkoppeln, während des neuntägigen autonomen Fluges um die Erde, wurde abermals das geophysikalische Experiment „Radar-Progress“ durchgeführt, um mit den reflektierenden Eigenschaften vom Rumpf des Frachters die Ionosphäre der Erde zu studieren. Am 1. September 2011 ist der Raumfrachter in die Erdatmosphäre eingetreten und über dem südlichen Pazifik verglüht. Der nun freigewordene Andockstutzen am hinteren Teil des Swesda-Moduls sollte durch den am 24. August 2011 gestarteten Versorger Progress-M 12M belegt werden. Dazu kam es jedoch nicht, da das Raumschiff durch eine Fehlfunktion der dritten Stufe seiner Sojus-Trägerrakete die Umlaufbahn verfehlte und zurück auf die Erde stürzte. An Bord befanden sich 1.262 Kilogramm Trockenfracht (Ersatzteile, Lebensmittel, Ausrüstungsteile), 932 Kilogramm Treibstoff, 421 Kilogramm Wasser und 50 Kilogramm Sauerstoff, welche nun in der ISS-Versorgung fehlten. Es war geplant, Progress-M 12M mehr als sechs Monate an der Raumstation zu belassen. Erst für die Ankunft des europäischen Versorgungsraumschiffes ATV-3 „Edoardo Amaldi“ im März 2012 sollte der hintere Dockingport des Swesda-Moduls frei werden. Weiter sollte das russische Transportraumschiff drei Bahnanhebungen der ISS durchführen.

Dextre mit je einem RPCM am Arm
(Bild: CSA/NASA)

Bedingt durch den Absturz des russischen Versorgers Progress-M 12M kam es zu einigen Umplanungen im Arbeitsablauf der Besatzung. Da die Missionsdauer der Langzeitbesatzung 28 um acht Tage verlängert wurde, übernahmen die nun länger im All verbleibenden Raumfahrer Andrej Borisjenko, Ronald Garan und Alexander Samokutjajew neue Aufgaben, welche eigentlich für die nächste Stammbesatzung vorgesehen waren. Gleichzeitig stellten sie vorübergehend ihre Rückkehrvorbereitungen mit Sojus-TMA 21 ein. Um die Reboost-Fähigkeit der Station, z.B. bei Ausweichmanövern wegen Weltraumschrott, zu vergrößern, wurde Treibstoff vom Raumfrachter Progress-M 10M in die Tanks des russischen Segmentes transferiert. Notwendige Bahnmanöver müssen nun, da kein Progress-Raumschiff an Swesda gedockt ist, mit den eigenen Triebwerken des Moduls durchgeführt werden. Am 29. August 2011 erfolgte der seit langem geplante Austausch eines RPCM (Remote Power Control Module), ein elektrisch gesteuerter Schalter, am P1-Gittersegment der ISS. Diese Arbeit, bei der Canadarm2 und seine Erweiterung Dextre zum Einsatz kamen, war letztmalig für Mitte 2010 eingeplant aber immer wieder verschoben worden. In einem ersten Arbeitsgang entnahm Dextre ein spezielles Werkzeug aus dem Cargo Transport Container (CTC-2) und griff damit den Ersatz-RPCM welcher ebenfalls im CTC-2 gelagert war. Bei einem zweiten Arbeitsgang eine Nacht später entfernte Dextre den defekten RPCM aus seiner Halterung und montierte das entsprechende Ersatzteil an gleicher Stelle. Der defekte Schalter wurde im CTC-2 verstaut, alle Arbeiten wurden nachts, während die Besatzung schlief, von der Bodenkontrolle durchgeführt.

Michael Fossum und Satoshi Furukawa hatten die Aufgabe, eine größere Wartung des europäischen Trainingssystems zur Eindämmung und Erforschung von Muskelschwund MARES vorzubereiten und durchzuführen. Das im Columbus-Modul montierte MARES (Muscle Atrophy Research and Exercise System) ist seit der Anlieferung durch STS 131 im April 2010 auf der ISS. Mit ihm sollen der menschliche Bewegungsapparat, biomechanische Abläufe und die neuromuskuläre Koordination erforscht werden. Hintergrund ist hier ein besseres Verständnis der Effekte der Mikrogravitation auf das Muskelsystem des Menschen. Bei der anstehenden dreitägigen Wartung wurden mehrere Bolzen ausgetauscht und einige klemmende Bauteile gelöst. Ihr Hauptaugenmerk haben die beiden Raumfahrer auf das elektrische Hauptbauteil gelegt, es ließ sich seit der Installation nicht normal schalten. Alle Probleme von MARES wurden am Boden an einem Testobjekt reproduziert und entsprechende Verfahren zur Reparatur erarbeitet. Gemeinsam mit Michael Fossum führte Ronald Garan vorbereitende Arbeiten zur Installation eines HRCS (High Rate Communications System) durch. Wenn dieses funktionsfähig ist, entsteht eine neue Möglichkeit über das Ethernet JSL (Joint Station Local Area Network) der Station eine Verbindung zur Ku-Band-Kommunikationseinheit herzustellen. Dies ist nötig, um zukünftig einen wesentlich größeren Austausch von Nutzlastdaten zu ermöglichen. Im russischen Teil der ISS führten die drei Kosmonauten verschiedenste Arbeiten durch. Andrej Borisjenko übernahm die routinemäßige Wartung der Lüftungssysteme. Dazu gehörten der Austausch von Staub-Filterpatronen und die Reinigung der Lüftungsgitter in den Modulen Swesda, Sarja und Rasswjet.

Am 7. September 2011 absolvierte Michael Fossum im Columbus-Modul seine FD90 (Flugtag 90) SPRINT-Untersuchung. Zum Einsatz kam hier – SPRINT steht für Integrated Resistance and Aerobic Training Study – entsprechende Hardware des HRF (Human Research Facility) Rack-1 unter Zuhilfenahme des Ultraschall-Scanners USND-2 (Ultrasound 2) und eines VPC (Video Power Converter). Die Vermessung der Beinmuskeln per Ultraschall soll hier eine bessere Beurteilung von intensivem Training und langsam ausgeführten Übungen bezüglich des Muskel- und Knochenabbaus, sowie den kardiovaskulären Funktionen der Raumfahrer erlauben. Am gleiche Tag nahm Alexander Samokutjajew im russischen Stationsteil das Forschungsgerät TEKh-38 VETEROK (“Breeze”) in Betrieb. Ziel dieser Messung der Luftionenkonzentration in der Nähe der Transferluken ist die Bewertung und Verbesserung der Luftzirkulation zwischen den Modulen. Weiter soll so die ordnungsgemäße Funktion der elektrostatischen Luftfilter kontrolliert werden. Die Messperioden in den Modulen Swesda, Poisk und Rasswjet dauerten jeweils 1,5 Stunden. Die Übergabe des Kommandos der Station von Andreij Borisenko an Michael Fossum erfolgte am 14. September gegen Mitternacht.

Am 16. September 2011 um 02:38 Uhr MESZ endete mit dem Abkoppeln von Sojus-TMA 21 offiziell die Dienstzeit der Langzeitbesatzung 28. Nach 164 Tagen im All kehrten Sojus-Kommandant Andrej Borisjenko und die Flugingenieure Alexander Samokutjajew und Ronald Garan wohlbehalten zur Erde zurück. Die Landung erfolgte am gleichen Tag des Ablegens um 05:059 Uhr MESZ im vorhergesehenen Landegebiet. Alle drei Besatzungsmitglieder überstanden Rückkehr und Landung in gesundheitlich gutem Zustand. Von Ärzten und Betreuungspersonal umgeben, auf speziellen Sitzen und in Decken eingehüllt, wurden erste medizinische Werte geprüft und schon erste Telefonate geführt. Die drei Raumfahrer hinterließen eine dreiköpfige Mannschaft auf der ISS, welche sich für die weiteren Wochen nur aus Michael Fossum, Satoshi Furukawa und Sergej Wolkow zusammen setzte. Erst Mitte November 2011 sollen die Raumfahrer Anatoli Iwanischin, Daniel Burbank und Anton Schkaplerow mit Sojus-TMA 22 zur ISS aufbrechen und Expedition 29 kurzzeitig verstärken. Die Verzögerungen im ISS-Flugplan und der Rückfall auf eine zeitweilige Drei-Personen-Crew ergaben sich aus dem Fehlstart des russischen Versorgers Progress-M 12M im August 2011 und der darauf folgenden Untersuchung der dritten Stufe der Sojus-Trägerrakete.

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