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第3次長期滞在期間

第3次長期滞在期間は、2001年8月のSTS-105（7A.1）フライトから2001年12月のSTS-108（UF-1）で帰還するまでです。
その間に、ISS組立フライト（4R）がありました。

過去の長期滞在期間中から継続されている研究プロジェクトと実験設備に、新しい科学施設や科学研究が加えられます。第3次長期滞在クルーの科学的実験は、宇宙での長期滞在が人体の骨と筋量へ及ぼす影響と、地球で起こる同現象の関連性の追求に焦点があてられました。

新規実験

EXPRESSラック

第3次長期滞在クルーの打上げ時に追加される研究施設は、EXPRESS（EXpedite the PRocessing of Experiment to the Space Station）ラック2台です。滞在期間中に追加される実験装置は以下の通りです。

細胞バイオテクノロジー運用支援システム（Cell Biotechnology Operations Support System: CBOSS）

CBOSSで作業を行うカルバートソン宇宙飛行士

生きた組織の形態と機能を持つ立体細胞組織の培養実験で、糖尿病や心臓病、エイズなど人間の病の研究に役立つ可能性を持っています。

動的に制御されたタンパク質結晶成長実験（Dynamically Controlled Protein Crystal Growth Experiment: DCPCG）と発展型タンパク質結晶成長実験（the Advanced Protein Crystallization Facility: APCF）

APCF

微小重力下で品質の良いタンパク質の結晶を成長させた後、地上に持ち帰りX線回析分析を行うことで分子構造を解明します。
医学や農業などの面で新しい知識を得られる可能性があります。
APCFは欧州宇宙機関（ESA）の実験装置です。

腎臓結石予防実験（Renal Stone experiment）

宇宙滞在時と帰還後の腎臓結石の進行リスクを検証するものです。腎臓結石生成の予防薬の研究に期待できます。

高精細度テレビジョン(HDTV)カメラ・システム

HDTVカメラ	コンバータユニット

HDTVカメラを次のような目的に使用する日本の実験です。

・医学実験
　宇宙飛行士は、精神的、肉体的なストレスが多い特殊環境にさらされるため、医師や専門家のサポートが重要になります。
　日本人宇宙飛行士の健康管理はJAXAの業務であり、HDTVカメラシステムを使用した基礎実験により、遠隔医療への応用、心理面でのサポートへの適用に向け多くの知見を得ることができます。

ドリームタイム（Dreamtime）

HDTVカメラ

ドリームタイム社がISSに持ち込んだHDTV（高精細度テレビ）で、NASAビデオカメラシステムを次世代に改良する官民共同実験です。
ドリームタイム社のHDTVカメラは、2001年7月12日にSTS-104（7A.1）で打ち上げられ、2001年12月18日にSTS-108（UF1）で回収されました。

材料曝露実験装置（Materials International Space Station Experiment: MISSE）

船外活動によってMISSEを取り付ける	設置された後のMISSE

様々な材料を宇宙空間に曝露し、宇宙環境でどのように劣化するか調べる実験です。

微小粒子捕獲実験（Micro-Particles Capturer: MPAC)および材料曝露実験（Space Environment Exposure Device: SEED）

JAXAが開発した実験装置で、日本時間2001年8月21日にプログレス補給船（5P）で3式が打ち上げられ、同年10月15日に船外活動によりズヴェズダ（ロシアのサービスモジュール）の外壁に取り付けられ曝露実験を開始しました。曝露開始後、1、2、3年経過後1式ずつ回収され、経年変化を調べます。2002年8月26日に第1式目を船外活動により船内に回収、保管しました。同年11月10日、ソユーズ宇宙船（4S）により、地球へ帰還しました。
微小粒子捕獲実験（MPAC）は、ISS軌道に存在する微小粒子（スペースデブリ、マイクロメテオロイドなど）の存在量、大きさ、組成、衝突エネルギーなどについて評価し、安全な宇宙活動に支障をきたす恐れのある微小粒子環境の把握、宇宙環境モデルの最新化などに貢献するものです。
材料曝露実験（SEED）は、各種の宇宙用材料（熱制御材料、固体潤滑剤など）を宇宙放射線、原子状酸素などの宇宙環境にさらし、それら材料の劣化状況、及び宇宙機からのアウトガスや姿勢制御用ガスジェットのプルームなどの汚染物による汚染状況を評価し、今後の宇宙用機器などの開発に資するものです。

ズヴェズダでMPAC&SEEDの作業を行うチューリン宇宙飛行士
実験中のMPAC&SEED		第1回回収作業の様子	3式中1式回収後

Effects of Microgravity on the Peripheral Subcutaneous Veno-arteriolor Reflex in Humans: Xenon 1

地上では横たわると全身に一様な血液が送られるが、起立すると一時的に脳へ送られる血液が減る

宇宙飛行が血管の微小循環に及ぼす影響を調査する実験で、飛行の前後に医学データの収集が行われます。

飛行時肺機能実験（Pulmonary Function in Flight: PuFF）

PuFFマニュアル呼吸バルブアセンブリ	地上でPuFF実験の練習を行うミハイル・チューリン宇宙飛行士（写真左）とウラディミール・ジェジューロフ宇宙飛行士（写真右）

肺の中で行われるガス交換能力と呼吸筋力の変化を定期的に観察し、微小重力環境の影響を調査します。

継続実験

第2次長期滞在から第3次長期滞在に継続される実験は、宇宙空間加速度測定実験（the Space Acceleration Measurement System: SAMS）と微小重力加速度測定実験（Microgravity Acceleration Measurement System: MAMS）の他、以下の実験が行われました。

能動式ラック制震システム性能測定実験（The Active Rack Isolation System - International Space Station Characterization Experiment: ARIS−ICE）

ラックに搭載された状態のARIS-ICE	ARIS-ICEユニット	ARISのプッシュロッドとアクチュエータ

ペイロードラック震動抑制システムである能動式ラック制震システム（ARIS）の性能確認を行うための実験です。

コロイド物理学実験（Experiment on Physics of Colloids in Space）

コロイド^*は塗料、牛乳、インクそしてコピー機のトナーに活用されている他、コンピュータチップを磨き、ワインやフルーツジュースの酸味をとり除くために使われています。この実験によって新素材の開発につながる可能性があります。

＊コロイド ： 溶液中に物質が溶けずに粒子が分散している状態

Subregional Bone

長期宇宙滞在による骨密度の変化に関する飛行前後実験です。

重力変化による脊髄の刺激に対する反応に与える影響（Hoffman Reflex: ホフマン反射）

ホフマン反射実験イメージ

宇宙での長期滞在時、運動が人体により効果的となる前庭神経に対する変化の実験です。

中性子モニタ装置（The Bonner Ball Neutron Detector: BBND）

中性子計測装置センサ部

BBNDは、中性子モニタ装置ディテクタユニットに、計測データを処理・制御・記録するためのコントロール装置をとりつけたものです。計測データは約１週間に一度の頻度でまとめて地上へ送信されます。
BBNDは2001年3月にSTS-102（5A.1）により打ち上げられ、2001年12月にSTS-108（UF-1）で回収されました。
本装置で、約8ヶ月間という長期にわたり、ISS船内の中性子エネルギースペクトル（分布）を計測しました。
中性子計測実験はNASAの有人研究（Human Research Facility: HRF）プロジェクトの一環として、日本が行った実験です。

対人関係実験（The Interactions experiment）

軌道上のクルーと地上の管制官のコミュニケーションによりミッションは達成します

個人そして文化的な要素が、ミッション中にクルーと地上の支援人員へ及ぼす影響の確認です。

クルーによる地球観測（Crew Earth Observations: CEO）

自然あるいは人工的に起きた地球の変化をクルーの目によって観察し、撮影します。
クルーが直接観測することによって人の目ならではの観点で観測できます。

ニューオーリンズ	ナイアガラの滝	オーロラ	キューバ上空のハリケーン、ミッシェル
2001年9月11日のニューヨーク・マンハッタン（ビデオによる撮影）		2001年9月11日のニューヨーク・マンハッタン （煙がマンハッタン地区から広がっていくのがわかる）

アースカム（Earth Knowledge Acquired by Middle School Students: Earth-KAM）

ズヴェズダに取り付けられたEarthKAM用カメラ

学生にISSのデジタルカメラを操作する機会を与える教育実験です。多様な学級プロジェクトとして利用できるよう学生はインターネットを利用して、写真を撮影、宇宙から送信することができます。
アースカムは、2001年10月から利用開始しました。

回収した実験装置

第2次長期滞在クルーのミッション終了時、STS-105（7A.1）で以下の実験装置が地球に回収されました。