Los dos cosmonautas abrieron la escotilla del módulo Pirs a las 11:34 UTC. Una vez fuera, se dirigieron hacia el módulo Zvezda para almacenar en un lugar temporal una plataforma (DPN/VRM) sobre la que en el futuro deberá colocarse una cámara móvil. A continuación, desmontaron el External Onboard Laser Communications System (BLTS-N), un sistema de comunicaciones por láser que fue instalado en agosto de 2011, que guardaron y que sería reemplazado en su posición por la citada plataforma. Sin embargo, durante la instalación de esta última, se detectó que tenía un defecto de montaje de manera que quedaba desalineada. El centro de control ordenó entonces que paralizaran la instalación y que llevaran a la plataforma hacia el módulo Pirs. Tras una discusión del problema, finalmente se advirtió que la desalineación podría resolverse en el propio sitio, así que volvió a sacarse la plataforma del Pirs para su instalación como estaba previsto. El dispositivo fue reorientado manualmente, moviendo el brazo DPN. En una futura EVA, prevista para diciembre, se instalarán dos cámaras en él, que llegarán a la estación durante la visita de la nave de carga Progress que despegará en noviembre.
El siguiente objetivo de la EVA consistió en inspeccionar seis antenas WAL en puntos diferentes del módulo Zvezda. Son las antenas que se emplean para el sistema de navegación que permite el acoplamiento automático de las naves ATV europeas. Los cosmonautas revisaron sus cubiertas y apretaron varios tornillos, después de que hace unos días el astronauta Chris Cassidy observara una de ellas escapar al espacio.
Otras tareas que se realizaron fueron la instalación de sujeciones para facilitar futuras EVAs, junto a un lateral del Zvezda, la recogida de varias muestras de partículas de debajo del material aislante del módulo Poisk, y la fotografía de un experimento de ciencia de los materiales en su exterior, así como de varios cables.
Por último, los cosmonautas ondearon la bandera rusa para celebrar el día de dicha bandera. Un último trabajo, la recolocación de un soporte, fue dejado para una futura ocasión. Yurchikhin y Misurkin volvieron al módulo Pirs y cerraron la escotilla a las 17:32 UTC. Oficialmente, la EVA duró 5 horas y 58 minutos. Finalizó así la salida extravehicular número 173 de la historia de la estación, siendo la octava de Yurchikhin y la tercera de Misurkin.
Como suele ser habitual, durante el paseo espacial, los compañeros dentro del complejo se situaron en posiciones seguras. Cassidy y Vinogradov se aislaron en su cápsula Soyuz TMA-08M, en el módulo Poisk, mientras que Nyberg y Parmitanto se quedaron en el segmento estadounidense.
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