ISS: Expedition 38

Start vom Kosmodrom Baikonur (Michail Tjurin, Richard Mastracchio und Koichi Wakata mit Sojus TMA-11M). Oleg Kotow, Sergej Rjasanski und Michael Hopkins waren seit dem 26. September 2013 an Bord der Raumstation (Ankunft mit Sojus TMA-10M).

Die ISS Expedition 38 begann mit der Abkopplung des russischen Raumschiffs Sojus TMA-09M am 10. November 2013 um 23:26:31 UTC, das die vorhergehende Stationsbesatzung (Fjodor Jurtschichin, Luca Parmitano und Karen Nyberg) zurück zur Erde brachte.

Am 07. November 2013 wurde die Besatzung der ISS mit der Ankunft von Sojus TMA-11M wieder auf sechs Personen aufgestockt. Zur Besatzung gehörten der Russe Michail Tjurin, der Japaner Koichi Wakata sowie der amerikanische Astronaut Richard Mastracchio.

Am 19. November 2013 hatte Koichi Wakata drei Kleinsatelliten, die zuvor mit dem HTV Kounotori 4 eingetroffen waren, nach einer kurzen Überprüfung ihrer Funktion durch die Luftschleuse von Kibo außenbords gebracht und mit einer speziellen Einrichtung von der Station weg katapultiert. Am 20. November 2013 folgte ein weiterer Satellit.

Der unbemannte russische Frachter Progress M-21M legte am 29. November 2013 um 22:30:20 UTC manuell an der Internationalen Raumstation an. Er war am 25. November 2013 um 20:53:06 UTC vom Kosmodrom Baikonur gestartet. Das Transport-Raumschiff brachte insgesamt 2,4 t Fracht zur Internationalen Raumstation, darunter 670 kg Treibstoffe, 420 kg Wasser, 300 kg Materialien für wissenschaftliche Untersuchungen, 187 kg Nahrungsmittel, 178 kg Materialien für die NASA, 134 kg Ausrüstung für die russischen Kosmonauten, 122 kg medizinische Materialien sowie weitere Betriebsmittel, Ausrüstungen, Ersatzteile, Dokumentationen und persönliche Artikel, darunter Weihnachts- bzw. Neujahrspost für die Besatzungsmitglieder.
Zunächst sah alles nach einem problemlosen Rendezvous-Manöver aus. Der Transporter näherte sich planmäßig der Raumstation, umrundete diese teilweise in etwa 250 Metern Abstand, um so an die richtige Position für den Endanflug zu gelangen. Diesen begann es dann zur richtigen Zeit und näherte sich dem Swesda-Heck bis auf etwa 53 Meter. Danach schaltete die Software auf den Modus "Position halten" um. Als man dies von der Bodenkontrolle erkannt wurde, übernahm Oleg Kotow aus dem Inneren der Station die Kontrolle über das anfliegende Raumschiff. Dazu existiert das System TORU, mit der man die Operationen des Raumschiffs über zwei Steuerhebel ähnlich wie bei einem Computerspiel kontrollieren kann.

Nachdem Sensoren am 11. Dezember 2013 niedrigere als erwartete Temperaturen in einem der beiden externen Kühlkreisläufe entdeckt hatten, wurde dieser Kreislauf automatisch heruntergefahren. Nachdem verschiedene Kommandos, das vermutlich klemmende Ventil zu reaktivieren erfolglos blieben, entschied die NASA am 17. Dezember 2013 einige Systeme in der Station vorübergehend zu deaktivieren und mit mindestens zwei bzw. möglicherweise drei Außenbordeinsätzen die Reparatur zu beginnen. Dabei sollte die defekte Pumpe ausgetauscht werden.

Die erste EVA für die notwendigen Reparaturarbeiten führten Richard Mastracchio und Michael Hopkins am 21. Dezember 2013 durch (5h 28m). Ziel der EVA war es im Wesentlichen, die defekte Kühlkreislauf-Pumpe, die sich am Starboard 1 (S1) Truss befindet, abzubauen. Dazu gehörte auch das komplizierte Abtrennen der Pumpe vom Ammoniak-Kreislauf. Vor Beginn des Außenbordeinsatzes hatte die Missionskontrolle des Kühlkreislauf A komplett heruntergefahren. Daher mussten etliche weitere Systeme an Bord der Raumstation vorübergehend stillgelegt werden, da ansonsten eine Überhitzung gedroht hätte.
Zu Beginn der EVA wurden die Astronauten mit dem von Koichi Wakata gesteuerten Greifarm der Station zu ihrem Arbeitsplatz transportiert. Dort begann Michael Hopkins mit dem Abbau der defekten Pumpe. Gemeinsam mit Richard Mastracchio erledigte er dann die schwierigste Aufgabe dieser EVA - das Abtrennen der Ammoniak-Leitungen. Danach bereiteten die beiden Astronauten noch die Ersatz-Pumpe auf der External Stowage Platform-3 (ESP-3) auf dem S3 Truss für den Transport vor.

Den zweiten Außenbordeinsatz führten erneut Richard Mastracchio und Michael Hopkins aus. Dazu verließen sie am 24. Dezember 2013 die Raumstation (7h 30m). Zu Beginn begaben sich die Astronauten zur External Stowage Platform-3 (ESP-3) auf dem Starboard 3 (S3) Truss. Dort befand sich die Ersatz-Ammoniakpumpe. Vor dem Transport hatten die Astronauten vier Schrauben zu lösen und vier elektrische Kabel abzuklemmen. Mit der Pumpe wurde Michael Hopkins dann mit dem Greifarm der Station Starboard 1 (S1) Truss befördert. Die beiden Astronauten setzten die Ersatz-Pumpe dort ein und befestigten sie mit vier Schrauben. Angeschlossen wurde das Gerät mit fünf elektrischen Kabeln. Schließlich stellten sie die Ammoniak-Verbindungen wieder her und öffneten die Ventile, um den Ammoniak-Fluss wieder in Gang zu setzen.

Die nächste EVA unternahmen Oleg Kotow und Sergej Rjasanski am 27. Dezember 2013 (8h 07m). Die Kosmonauten versuchten vergeblich, als Teil eines kanadischen kommerziellen Experiments zwei Fernsehkameras für die Übertragung zur Bodenstation zu installieren und erneuerten einige Experimente.

Das unbemannte Versorgungs-Raumschiff Cygnus CRS Orb-1 wurde am 09. Januar 2014 um 18:07:05 UTC gestartet. Cygnus CRS Orb-1, auch bekannt als Orbital-1 war der zweite Flug des von Orbital Sciences gebauten unbemannten Transporters zur Internationalen Raumstation. Ursprünglich war sein Start bereits für November 2013 vorgesehen gewesen. Verschiedene Gründe erzwangen aber eine Verlegung auf den 20. Dezember 2013. Die Startrakete war daher am 17. Dezember 2013 von der Wallops Horizontal Integration Facility (HIF) zur Startrampe gefahren und dort in Startposition gebracht worden. Nach dem Leck in einem der beiden externen Kühlkreisläufe der ISS bat die NASA um eine Verschiebung des Starts. Antares wurde vorübergehend zur Wallops Horizontal Integration Facility (HIF) zurückgefahren und ein neues Startdatum wurde festgelegt. Nach dem erfolgreichen Start wurde Cygnus am 12. Januar 2014 in unmittelbarer Nähe der Raumstation in die für das Einfangen erforderliche Position gebracht. Dort konnte Michael Hopkins Cygnus mit dem Greifarm einfangen, während Koichi Wakata den Transporter an der Station befestigte. Cygnus war beladen mit über 1.220 kg wissenschaftlichen Experimenten, Ersatzteilen und Versorgungsgegenständen für die Besatzung. Der Frachter blieb bis 18. Februar 2014 an der Raumstation angekoppelt und wurde um 10:25 UTC wieder abgekoppelt. Am 19. Februar 2014 um 18:20 UTC wurde der unbemannte Frachter kontrolliert zum Absturz gebracht.

Oleg Kotow und Sergej Rjasanski verließen die Raumstation am 27. Januar 2014 (6h 08m) für den vierten Außenbordeinsatz. Dabei installierten sie erneut als Teil eines kanadischen kommerziellen Experiments zwei Fernsehkameras für die Übertragung zur Bodenstation. Bei ihrer letzten EVA am 27. Dezember 2013 - es handelte sich um die längste russische EVA überhaupt und dauerte 8h 07m - war der Versuch der Installation erfolglos abgebrochen worden, nachdem die Bodenstation keine Telemetriedaten empfangen hatte.

Am 03. Februar 2014 legte der Frachter Progress 20M von der Station ab. Mit ihm wurden mehrere Tage lang Untersuchungen zu gravitationsstabilisierten Fluglagen vorgenommen, bevor er am 11. Februar 2014 in dichten Atmosphärenschichten über dem südlichen Pazifik verglühte.

Der unbemannte russische Frachter Progress M-22M legte am 05. Februar 2014 um 22:22 UTC nach nur sechsstündigem Flug an der Internationalen Raumstation an. Er war am 05. Februar 1014 um 16:23 UTC vom Kosmodrom Baikonur gestartet. Das Transport-Raumschiff brachte 2.370 kg Fracht zur Stammbesatzung. Progress M-22M blieb bis 07. April 2014 mit der Internationalen Raumstation verbunden.

Die Experimente betrafen Astronomie, Atmosphärenforschung, Biologie, Materialwissenschaft, Medizin, Physik und Technik. Ein Teil davon ist an der Außenseite angebracht und läuft weitgehend automatisch ab. Auch ein Teil der Experimente im Inneren ist weitgehend automatisiert und bedarf nur hin und wieder der Betreuung durch einen Raumfahrer, beispielsweise zum Wechseln der Proben, zur Wartung oder zur Sicherung von Daten.

In der Station wurden im Verlauf der Mission eine Vielzahl an biologischen, physikalischen, medizinischen und technischen Untersuchungen vorgenommen. Zu letzteren zählten unter anderem die Inbetriebnahme eines Multi-Gas-Monitors, der gleichzeitig und in Echtzeit die Konzentrationen an Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Ammoniak überwacht sowie Temperatur und Luftdruck erfasst. Das Messverfahren beruht auf der Anregung der Gase mit Laserlicht und der Erfassung der entstandenen stofftypischen Strahlung mittels zweier Fotosensoren.

Seit mehreren Expeditionen werden an Bord der ISS kleine Satelliten erprobt, die sich mittels 12 Druckgasdüsen im Inneren der Station bewegen und sich dabei autonom untereinander synchronisieren können (SPHERES = Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites). So können sie beispielsweise ankoppeln oder sich im Formationsflug bewegen. In der nächsten Zeit sind mehrere Erweiterungsexperimente vorgesehen. Bei SPHERES-Inspire II geht es um zusätzliche Rechenkapazität und Sensorik. Dies begann bereits 2011 mit der Verbindung eines Satelliten mit einem Smartphone. Nun sollen Sensoren eine genaue Positionsbestimmung in der Station erlauben und 2 Kameras mit der entsprechenden Mustererkennung die Orientierung im Raum auf eine neue Stufe heben.
Für SPHERES-Rings wurden die Satelliten mit Ringen voller zusätzlichem Equipment ausgestattet. An der Außenseite befinden sich große Spulen, mit denen es möglich sein soll, dass zwei Satelliten in Formation fliegen können, obwohl einer komplett passiv bleibt. Ein Satellit wird mittels Druckgas angetrieben, während die Kräfte mittels Magnetfeldern auf den zweiten übertragen werden. Außerdem will man dieselbe Apparatur dazu nutzen, kontaktfrei Energie über elektromagnetische Wechselfelder zu übertragen. Im Februar wurden dazu mehrere Versuchsreihen absolviert.
Schließlich soll bei SPHERES-Slosh herausgefunden werden, welche Steuerbefehle die günstigsten sind, wenn man einen flüssigkeitsgefüllten Tank transportiert. Dabei sollen entstehende Vibrationen und Trägheitsbewegungen so weit wie möglich minimiert werden.

Im Verlauf des Februars 2014 wurden 28 von Cygnus CRS Orb-1 gelieferte Flock-1-Satelliten mittels einer speziellen Startvorrichtung (SSOD = Small Satellite Orbital Deployer) dem All überlassen. Jeder der Satelliten besitzt Abmessungen von 10 x 10 x 30 Zentimetern und ist außen mit Solarzellen versehen. Zudem verfügt jeder Satellit über eine Kamera und Sendeeinrichtungen, mit denen Bilder der Erdoberfläche angefertigt und zur Erde übermittelt werden können. Flock, auf Deutsch so viel wie Schar oder Schwarm, soll eine ganze Konstellation von Kleinsatelliten werden, die sich, zu unterschiedlichen Zeiten gestartet, über einen weiten Bereich des Orbits in etwa 400 Kilometern Höhe bei einer Bahnneigung von knapp 52 Grad verteilen. Damit kann man jeden Punkt der Erde zwischen 52 Grad nördlicher und südlicher Breite in regelmäßigen Abständen wiederholt fotografieren.
Jeder Satellit fertigt Bilder an, speichert diese und sendet die Daten zur Erde, sobald er eine Bodenstation des Systems überfliegt. Hier werden die Bilder aufbereitet und auf einem Server zur Verfügung gestellt.

Nach der Übergabe des Kommandos über die Internationale Raumstation vom russischen Kosmonauten Oleg Kotow an den japanischen Astronauten Koichi Wakata legte das Raumschiff Sojus TMA-10M am 11. März 2014 um 00:02:32 UTC mit Oleg Kotow, Sergej Rjasanski und Michael Hopkins an Bord von der Station ab. Die Expedition 38 der ISS war damit beendet und es begann die ISS Expedition 39.

Während ihres Aufenthaltes an Bord der ISS führten die Crews der Expeditionen 37 / 38 folgende wissenschaftliche Experimente durch (vollständige Auflistung):
3DA1 Camcorder (Panasonic 3D Camera)
ACE-1 (Advanced Colloids Experiment-1)
AMO-TOCA (Autonomous Mission Operations TOCA Autonomous Operations Project)
AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer - 02)
APEX-02-1 (Advanced Plant EXperiments 02-1)
ATOMIZATION (Detailed validation of the new atomization concept derived from drop tower experiments--Aimed at developing a turbulent atomization simulator)
Amine Swingbed (Amine Swingbed)
Aniso Tubule (Roles of cortical microtubules and microtubule-associated proteins in gravity-induced growth modification of plant stems)
Area PADLES (Area Passive Dosimeter for Life-Science Experiments in Space)
BCAT-3-4-CP (Binary Colloidal Alloy Test - 3 and 4: Critical Point)
BCAT-4-Poly (Binodal Colloidal Aggregation Test - 4: Polydispersion)
BCAT-5-3D-Melt (Binary Colloidal Alloy Test - 5: Three-Dimensional Melt)
BCAT-5-Compete (Binary Colloidal Alloy Test - 5: Compete)
BCAT-5-PhaseSep (Binary Colloidal Alloy Test-5: Phase Separation)
BCAT-5-Seeded Growth (Binary Colloidal Alloy Test - 5: Seeded Growth)
BCAT-6-Colloidal Disks (Binary Colloidal Alloy Test - 6 - Colloidal Disks)
BCAT-6-PS-DNA (Binary Colloidal Alloy Test - 6: Polystyrene - Deoxyribonucleic Acid)
BCAT-6-Phase Separation (Binary Colloidal Alloy Test - 6 - Phase Separation)
BCAT-6-Seeded Growth (Binary Colloidal Alloy Test - 6: Seeded Growth)
BCAT-C1 (Binary Colloidal Alloy Test - C1)
BP Reg (A Simple In-flight Method to Test the Risk of Fainting on Return to Earth After Long-Duration Space Flights)
Biochemical Profile (NASA Biochemical Profile Project)
Biological Rhythms 48hrs (The effect of long-term microgravity exposure on cardiac autonomic function by analyzing 48-hours electrocardiogram)
Biotube-MICRO (Biotube-Magnetophoretically Induced Curvature in Roots) Bisphosphonates (Bisphosphonates as a Countermeasure to Space Flight Induced Bone Loss)
Body Measures (Quantification of In-Flight Physical Changes - Anthropometry and Neutral Body Posture)
CARTILAGE (CARTILAGE)
CCF (Capillary Channel Flow)
CEO (Crew Earth Observations)
CFE-2 (Capillary Flow Experiment - 2)
CPCG-HM (Commercial Protein Crystal Growth - High density protein crystal growth Modified)
Cardio Ox (Defining the Relation Between Biomarkers of Oxidative and Inflammatory Stress and Atherosclerosis Risk in Astronauts During and After Long-duration Spaceflight)
Circadian Rhythms (Circadian Rhythms)
Comm Delay Assessment (Assessing the Impact of Communication Delay on Behavioral Health and Performance: An Examination of Autonomous Operations Utilizing the International Space Station)
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)
DOD SPHERES-RINGS (Department of Defense Synchronized Position, Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites-RINGS)
DOSIS-3D (Dose Distribution Inside the International Space Station - 3D)
DTN (Disruption Tolerant Networking for Space Operations)
Dynamic Surf (Experimental Assessment of Dynamic Surface Deformation Effects in Transition to Oscillatory Thermo capillary Flow in Liquid Bridge of High Prandtl Number Fluid)
EPO-Demos (Education Payload Operation - Demonstrations)
ESA-EPO-PARMITANO (European Space Agency-Education Payload Operations-PARMITANO)
Energy (Astronaut's Energy Requirements for Long-Term Space Flight)
ExHam (Astrobiology Exposure and Micrometeoroid Capture Experiments)
FASES (Fundamental and Applied Studies of Emulsion Stability)
FASTER (Facility for Absorption and Surface Tension) FLEX-2 (Flame Extinguishment Experiment - 2)
Functional Task Test (Physiological Factors Contributing to Postflight Changes in Functional Performance)
Gravi-2 (Threshold Acceleration for Gravisensing - 2)
HDEV (High Definition Earth Viewing)
HREP-HICO (HICO and RAIDS Experiment Payload - Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean)
HREP-RAIDS (HICO and RAIDS Experiment Payload - Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System (RAIDS))
HiMassSEE (Spacecraft Single Event Environments at High Shielding Mass)
Hip QCT (Feasibility Study: QCT Modality for Risk Surveillance of Bone - Effects of In-flight Countermeasures on Sub-regions of the Hip Bone)
Hyperspectral Imaging (Hyperspectral Imaging)
ICE-GA (Italian Combustion Experiment for Green Air)
ISERV (ISS SERVIR Environmental Research and Visualization System)
ISS Ham Radio (International Space Station Ham Radio)
ISS High Efficiency Particle Filter Analysis (International Space Station High Efficiency Particle Filter Analysis)
ISS Medical Monitoring (International Space Station Medical Monitoring)
InSPACE-3 (Investigating the Structure of Paramagnetic Aggregates from Colloidal Emulsions - 3)
Intervertebral Disc Damage (Risk of Intervertebral Disc Damage after Prolonged Space Flight)
JAXA PCG (Japan Aerospace Exploration Agency Protein Crystal Growth)
JAXA-Commercial (Japan Aerospace Exploration Agency - Commercial Payload Program)
Journals (Behavioral Issues Associated with isolation and Confinement: Review and Analysis of Astronaut Journals)
MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image)
MCE (Multi-mission Consolidated Equipment)
MICAST-2 (The Microstructure Formation in Casting of Technical Alloys under Diffusive and Magnetically Controlled Convective Conditions-2)
MISSE-8 (Materials International Space Station Experiment - 8)
Manual Control (Assessment of Operator Proficiency Following Long-Duration Space Flight)
Micro-5 (Investigation of host-pathogen interactions, conserved cellular responses, and countermeasure efficacy during spaceflight using the human surrogate model Caenorhabditis elegans)
Microbe-A1 (On-board Microorganism Monitoring in Spacecrafts)
Microbiome (Study of the Impact of Long-Term Space Travel on the Astronauts' Microbiome)
Multi-Gas Monitor (Multi-Gas Monitor)
OPALS (Optical PAyload for Lasercomm Science)
Ocular Health (Prospective Observational Study of Ocular Health in ISS Crews)
Pro K (Dietary Intake Can Predict and Protect Against Changes in Bone Metabolism during Spaceflight and Recovery)
RRM (Robotic Refueling Mission)
RRM-P2 (Robotic Refueling Mission Phase 2 )
Radi-N2 (Radi-N2 Neutron Field Study)
Radiation Environment Monitor (Radiation Environment Monitor)
Reaction Self Test (Psychomotor Vigilance Self Test on the International Space Station)
Repository (National Aeronautics and Space Administration Biological Specimen Repository)
Resist Tubule (Mechanisms of Gravity Resistance in Plants From Signal Transformation and Transduction to Response)
Reversible Figures (Perspective Reversible Figures in Microgravity)
Robonaut (Robonaut)
SATS-Interact (Supervision of Autonomous and Teleoperated Satellites - Interact)
SCAN Testbed (Space Communications and Navigation Testbed)
SEDA-AP (Space Environment Data Acquisition Equipment - Attached Payload)
SMILES (Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder)
SNFM (Serial Network Flow Monitor)
SPHERES-Slosh (SPHERES-Slosh)
SPHERES-Zero-Robotics (Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites-Zero-Robotics)
STP-H4-ATT (Space Test Program-Houston 4-Active Thermal Tile)
STP-H4-FireStation (Space Test Program-Houston 4-FireStation)
STP-H4-GLADIS (Space Test Program - Houston 4 - Global Awareness Data-Exfiltration International Satellite)
STP-H4-ISE 2.0 (Space Test Program-Houston 4-ISS SpaceCube Experiment 2.0)
Salivary Markers (The Effects of Long-Term Exposure to Microgravity on Salivary Markers of Innate Immunity)
Sally Ride EarthKAM (Sally Ride Earth Knowledge Acquired by Middle School Students)
Sarcolab (Myotendinous and Neuromuscular Adaptation to Long-termSpaceflight)
Seedling Growth-1 (Seedling Growth-1)
Skin-B (Skin-B)
Solar-SOLACES (Sun Monitoring on the External Payload Facility of Columbus - SOLar Auto-Calibrating EUV/UV Spectrophotometers)
Solar-SOLSPEC (Sun Monitoring on the External Payload Facility of Columbus -Sun Monitoring on the External Payload Facility of Columbus -SOLar SPECtral Irradiance Measurements)
Space Headaches (Space Headaches)
Space Pup (Effect of space environment on mammalian reproduction)
SpaceDRUMS (Space Dynamically Responding Ultrasonic Matrix System)
Spinal Ultrasound (Sonographic Astronaut Vertebral Examination)
Sprint (Integrated Resistance and Aerobic Training Study)
T-Cell Act in Aging (T-Cell Activation in Aging)
TEM (Transport Environment Monitor Packages)
UBNT (Ultrasonic Background Noise Test)
V-C REFLEX (Plastic alteration of vestibulo-cardiovascular reflex and its countermeasure)
VIABLE ISS (eValuatIon And monitoring of microBiofiLms insidE International Space Station)
Vascular (Cardiovascular Health Consequences of Long-Duration Space Flight)
Vessel ID System (Vessel ID System)
Windows on Earth (Windows on Earth).