Kymmenen vuotta sen jälkeen, kun ensimmäinen miehistö saapui Kansainväliselle avaruusasemalle (ISS), uusin lento kohti kiertoradalla sijaitsevaa avaruusasemaa on laukaistu Baikonurin avaruuskeskuksesta. Sojuz TMA-20 -avaruusaluksessa ovat mukana ESA:n astronautti Paolo Nespoli, venäläinen Dmitri Kondratyev ja NASA:n astronautti Catherine Coleman. Heidän matkansa avaruusasemalle käsittää 35 kierrosta Maan ympäri ja kolme suurta moottorin sytytystä. Automaattinen telakoituminen ISS:ään on suunniteltu perjantai-iltana 17. joulukuuta.
Kuuden kuukauden mittaisen tehtävänsä aikana Paolo toimii lentoinsinöörinä Expeditions 26- ja 27-lentojen aikana. Lentoinsinöörin tehtäviensä lisäksi hän suorittaa yli 30 kokeilua eurooppalaisten, yhdysvaltalaisten, kanadalaisten ja japanilaisten tutkijoiden puolesta. Hän osallistuu myös kahden miehittämättömän rahtialuksen telakoitumiseen. Euroopan toisen automaattisen siirtoaluksen, Johannes Keplerin, ja Japanin toisen HTV-rahtialuksen odotetaan toimittavan tarvikkeita ISS:lle helmikuussa 2011.

MagISStra-missio on Euroopan kolmas pitkäkestoinen missio kansainväliselle avaruusasemalle (ISS). (Nimi MagISStra yhdistää ISS:n ja latinankielisen sanan ‘magistra’ – naisopettaja.) Kuten nimestä voi päätellä, koulutus on tärkeä osa Paolon toimintaa. Mukana on kaksi pääprojektia. ‘Mission X: Train Like an Astronaut’ -ohjelma keskittyy terveyteen, hyvinvointiin ja ravitsemukseen. ‘Greenhouse in Space’ -projektissa kasvatetaan kasveja ISS:llä, samalla kun koululaiset tekevät kokeita vastaavalla kasvihuoneella ja samanlaisilla kasveilla maan pinnalla.
Paolo aikoo myös käyttää erityistä kameraa 3D-elokuvien kuvaamiseen ISS:n aluksella. Osa näistä julkaistaan osoitteessa twitter.com/astro_paolo sekä ESA:n YouTube-kanavalla.