Hlavním úkolem letu bylo testování metod inspekce systému tepelné ochrany TPS
[=Thermal Protection System] družicového stupně a ověření
některých metod oprav jejího poškození, doprava zásob a vědeckého vybavení stanice
ISS, vnější úložné plošiny ESP-2 [=External
Stowage Platform] k namontování na bok laboratorního modulu Destiny
a náhradního silového setrvačníku CMG [=Control Moment Gyroscope]
k instalaci místo poškozeného setrvačníku v příhradové konstrukci ITS-Z1
[=Integrated Truss Structure - Zenith One].
Na letové palubě byly umístěny či uskutečňovány následující experimenty:
vliv kosmického letu na skelet, svaly a imunitní systém
člověka DSO-206 (předletové a poletové vyšetření);
účinnost léku promethazinu na potlačení kinetózy DSO-490B;
monitorování reaktivace latentních virů a jejich přenos
mezi členy osádky DSO-493;
vliv kosmického letu na imunitní stav člověka DSO-498
(předletové a poletové vyšetření);
sledování stavu ortostatického ústrojí DSO-499
(předletové a poletové vyšetření);
vliv kosmického letu na reaktivaci Eppstein-Barrova viru
DSO-500 (předletové a poletové vyšetření);
změny v svalech způsobené vlivem beztíže DSO-504;
testování vlivu bočního větru na dynamiku přistávacího
manévru DTO-805;
testování metod opravy systému tepelné ochrany TPS
[=Thermal Protection System] družicového
stupně (částečně prováděn též při výstupu do
nákladového prostoru) DTO-848;
testování prototypu výparníku pro chlazení v
termoregulačním systému s použitím směsi vody a
hydroxypropylmethyletheru DTO-850.
Na obytné palubě byly uloženy experimenty a drobný kusový
náklad pro stanici ISS.
V nákladovém prostoru bylo umístěno následující vybavení o celkové hmotnosti
13 483 kg:
stykovací systém ODS [=Orbiter Docking
System] s vnější přechodovou komorou EAL
[=External Airlock] (sekce 1-2), v níž
jsou umístěny:
2 skafandry;
poutací lana;
nářadí;
vnější úložná plošina ESP-2 [=External
Stowage Platform] (sekce 4-6);
přetlakový transportní modul MPLM
[=Multi-Purpose Logistics Module] Raffaello (sekce
7-12), v němž je umístěn náklad pro stanici (vzletová hmotnost včetně nákladu
8240 kg, hmotnost při návratu včetně nákladu 8960 kg);
nosič nákladu LMC [=Lightweight MESS
[=Multipurpose Experiment Support
Structure] Carrier] (sekce 13), na němž jsou
umístěny:
náhradní silový setrvačník CMG [=Control
Moment Gyroscope] (pravá strana);
schránka se vzorky uměle poškozených částí systému
tepelné ochrany TPS [=Thermal Protection
System] družicového stupně pro experiment DTO-848;