Per la terza volta in poco più di due settimane, l'astronauta italiano Luca Parmitano ha abbandonato l'airlock (la camera di equilibrio) della Stazione Spaziale Internazionale e si è rituffato nello spazio. Durante la nuova passeggiata spaziale o più tecnicamente EVA, acronimo di Extra Vehicular Activity (attività extraveicolare), assieme al collega della NASA Andrew “Drew” Morgan ha installato il nuovo sistema di raffreddamento nel rilevatore di particelle AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer – Spettrometro Magnetico Alfa), uno strumento scientifico noto come “cacciatore di antimateria e materia oscura”. Nelle due precedenti uscite AstroLuca e il collega avevano gettato le basi per questo delicatissimo intervento, rimuovendo la corazza protettiva dai detriti spaziali (uscita del 15 novembre) e tagliando i tubi del vecchio sistema di raffreddamento (EVA del 22 novembre). In circa sei ore i due astronauti hanno collegato otto tubi dell'Upgraded Tracker Thermal Pump System (UTTPS) dando nuova linfa vitale allo strumento, installato nel 2011 e non progettato per interventi in orbita. Come avvenuto per le prime due uscite di novembre dedicate allo strumento, Parmitano e Morgan sono stati assistiti dalle colleghe della NASA Jessica Meir e Christina Koch, che li hanno aiutati a spostarsi nel "cantiere" di lavoro grazie al braccio robotico Canadarm 2. L'operazione è stata più delicata delle precedenti poiché i due sono usciti dalla camera di equilibrio (o chiusa d'aria) in compagnia del nuovo sistema di raffreddamento, una grossa cassa di colore bianco. Il solo spostamento degli astronauti e della strumentazione è stata una procedura piuttosto lenta; l'AMS-02 è infatti installato in cima a un traliccio non comodissimo da raggiungere. Parmitano ha iniziato a operare direttamente sul sistema di pompaggio del rilevatore di particelle attorno alle 14:00. Grazie al Canadarm 2 si è spostato in un'altra posizione e ha iniziato a collegare i primi sei tubi dell'UTTPS; gli ultimi due sono stati agganciati dopo un ulteriore spostamento. Il ritorno nella camera d'equilibrio è avvenuto in anticipo rispetto alla tabella di marcia, che prevedeva una passeggiata spaziale di 7 ore e mezza. Il lavoro di AstroLuca e Morgan è stato trasmesso in diretta streaming sia sulla NASA TV e che sulla ESA Web TV. Le trasmissioni sono iniziate poco dopo le 11:00 e hanno mostrato i preparativi dell'uscita, oltre che il lento processo del cambio di pressione che ha permesso agli astronauti di passeggiare nello spazio. Per riconoscere Parmitano bisognava concentrarsi sui dettagli della tuta; come nelle due precedenti occasioni, infatti, Parmitano è stato il cosiddetto “EV1”, il leader dell'uscita, dunque la sua tuta mostrava delle strisce rosse identificative (quella di Morgan era completamente bianca). Su una spalla, inoltre, aveva in bella vista la bandiera italiana. La maggior parte delle operazioni è stata ripresa dalla telecamera installata sul casco dell'astronauta di Paternò. Nella quarta e ultima passeggiata spaziale per aggiornare il rilevatore di particelle i due astronauti verificheranno se il nuovo sistema di raffreddamento funziona correttamente e tapperanno eventuali perdite.
Luca Parmitano alle 12:31 ora italiana si è lasciato alle spalle la camera di equilibrio della ISS ed è tornato di nuovo nello spazio, questa volta in compagnia del sofisticato sistema di raffreddamento UTTPS, che ha installato sul rilevatore di particelle ASM-02 assieme al collega della NASA Andrew Morgan. La passeggiata spaziale è durata circa sei ore.