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搭乗員は、後部飛行デッキでワークステーションを組み立てた後、MFDシャトル搭載システムの立ち上げ、初期チェックアウト、ロボットアームの展開を行い、習熟のための基本操作を行うとともに、安全性に係る点検を行います。その後、ロボットアームが何も把持していない無負荷時の制御性能確認試験が行われ、続いてORU(軌道上交換装置)の脱着や、ドアの開閉に係る実証試験が行われた後、ORUを把持した状態でのロボットアームの制御性能確認試験が行われます。飛行運用中のビデオカメラによる映像は、シャトルのテープレコーダーに録画されるとともに、そのうち1チャンネルはリアルタイムで地上に送信されます。また、テレメトリデータは、シャトルの通信機器経由で地上に送信され、地上での飛行運用管制や、飛行運用技術支援に供されます。
地上遠隔操作実験は、搭乗員による飛行運用が終了した後、ロボットアームが展開された状態で、搭乗員がロボットアームの制御モードを地上遠隔操作モードに切り換え、操作権を地上側に引き渡すことにより開始されます。
ESEM実験機器のうちの材料曝露実験機器については、シャトルの荷物室ドアが開いている間に宇宙環境に曝露されます。また、宇宙ダスト・コレクターについては、この実験機器を、オービタの荷物室ドアが開いた状態で、曝露面を約40時間速度ベクトル(進行方向)に向けることにより、宇宙ダストの収集が行われます。