Vor ihrer Rückkehr zur Erde unternahmen Leroy Chiao und Salishan Scharipow am 28.03.2005 ab 06:25 UTC von Bord der Raumstation ISS ihr zweites Außenbordmanöver. Wie schon beim letzten Ausstieg im Januar trugen sie auch diesmal die russischen Orlan Raumanzüge und nutzten die Luftschleuse des „Pirs“ Moduls. Nachdem die Sicherheitsseile gespannt und alle Werkzeuge gesichert waren, installierten Chiao und Scharipow zunächst drei weitere Antennen für die Kommunikation mit dem europäischen Transportraumschiff ATV, dessen Erprobung in einigen Monaten beginnen sollte. Etwa zwei Stunden nach Beginn des Manövers, um 08:30 UTC, setzte Scharipow per Hand auf einer Leiter am „Pirs“ Modul stehend den Nanosatelliten TECh 42 bzw. TNS 0 aus. Dieser auch als Nanosputnik bezeichnete Satellit sollte der Entwicklung von Kontrolltechniken für solche Kleinsatelliten dienen und neue Lageregelungs­sensoren erproben. Nächste Aufgabe war die Montage eines GPS Empfängers, der ebenfalls für die Navigation des ATV Raumtransporters benötigt wurde. Auch fertigten Chiao und Scharipow eine Reihe von Fotos an, die den Zustand und die korrekte Montage einiger Experimente dokumentieren sollten. Um die beiden Kosmonauten nicht zu gefährden, waren die Lageregelungstriebwerke am russischen „Swjesda“ Modul während ihres Ausstiegs deaktiviert worden. Knapp 20 min vor Abschluß ihrer Arbeiten erkannte die Flugleitung eine leichte Veränderung in der Ausrichtung der Station, die normalerweise durch einen Triebwerksimpuls korrigiert worden wäre. So traf es sich gut, daß Chiao und Scharipow ihre Aufgaben rund eine Stunde vorzeitig abschließen konnten und bereits nach 4:30 h zurück an Bord waren.