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第3回船外活動
実施日：飛行8日目
担当：リチャード・リネハン、ロバート・ベンケン両宇宙飛行士
第3回船外活動では、「デクスター」（特殊目的ロボットアーム）の軌道上組立て作業の続きや、材料曝露実験装置6（Materials ISS Experiment: MISSE-6）の「コロンバス」（欧州実験棟）への取付け作業、軌道上交換ユニット（Orbital Replacement Unit: ORU）の船外保管プラットフォーム2（External Stowage Platform: ESP-2）への移送などを行います。
船外活動中、土井宇宙飛行士はスペースシャトルのロボットアーム（Shuttle Remote Manipulator System: SRMS）のテレビカメラを操作して、ISSのロボットアーム（Space Station Remote Manipulator System: SSRMS）操作担当者にモニタ映像を提供し、船外活動を支援します。
「デクスター」（特殊目的ロボットアーム）の軌道上組立て
第2回船外活動から引き続き、デクスターの軌道上組立て作業を行います。この船外活動を終えると、ようやくデクスターが使用可能となります。
軌道上交換ユニット仮置き場（OTP）と工具格納装置（THA）の取付け
軌道上交換ユニット仮置き場（ORU Temporary Platform: OTP）と工具格納装置（Tool Holder Assembly: THA）を、取外し可能型スペースラブパレット1（Spacelab Pallet-Deployable 1: SLP-D1）から取り外し、デクスター本体へ取り付けます。
カメラ・照明・雲台装置（CLPA）の取付け
カメラ・照明・雲台装置（Camera Light Pan/Tilt Unit assembly: CLPA）2基をデクスター本体に取り付けます。
デクスターのOTP、THA、CLPA（提供：NASA）
MISSE-6のコロンバスへの取付け
材料曝露実験装置6（MISSE-6）をコロンバス外部に取り付けます。
MISSE-6の取付け場所（提供：NASA）
軽量取付け台（LWAPA）の取付け
MISSE-6の軽量取付け台（Lightweight Adapter Plate Assembly: LWAPA）を、コロンバス外部に取り付けます。
MISSE-6の容器（PEC）の取付け
コロンバス外部に取り付けたLWAPAにMISSE-6のふたつの容器（Passive Experiment Container: PEC）を設置します。設置後にPECを開いて、材料を宇宙空間に曝露させます。
※第3回船外活動では、LWAPAひとつの取付け機構に問題があり、MISSE-6の容器（PEC）を設置できなかったため、第5回船外活動で再度取付け作業を行う予定です。
軌道上交換ユニット（Orbital Replacement Unit: ORU）のESP-2への移送
DCSU（左）とSSRMSのヨー関節部交換品（右）（提供：NASA）
SSRMSのヨー関節
直流切替ユニット（Direct Current Switching Unit: DCSU）※2基と、SSRMSのヨー関節部の交換品をペイロードベイ （貨物室）から取り出し、「クエスト」（エアロック）前方に設置された船外保管プラットフォーム2（ESP-2）に運んで保管します。
※直流切替ユニット（Direct Current Switching Unit: DCSU）：一次電力の配電を担当するスイッチング用の機器。日照時には太陽電池アレイからの電力をISS本体とバッテリへ送り、日陰時には反対に、バッテリからISS本体へ電力を送ります。
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