Druhá paleta Spacelabu nesla rentgenový dalekohled. Na třetí byl pro změnu dalekohled pracující v oboru infračerveného záření, a také experiment pro sledování chování supratekutého hélia ve stavu beztíže. Na zvláštní nosné konstrukci mezi paletami a motorovým prostorem byl upevněn i přístroj pro registraci těžkých atomových jader v kosmickém záření. Na třetí paletě byla také malá družice PDP (Plasma Diagnostics Package) pro studium plasmatu v okolí raketoplánu.

V obytném prostoru nesl Challenger ještě PGU (Plant Growth Unit), což je pokusný skleník k pěstování rostlin v kosmickém prostoru.

Hlavní sluneční dalekohled SOUP (Solar Optical Universal Polarimetr) se podařilo uvést do provozu až 4. srpna. Závadu na něm nejspíš odstranil otřes způsobený zapálením motorů OMS při posledním sledování plasmy v okolí raketoplánu při spuštěných motorech. Oživení dalekohledu si však vynutilo další reorganizaci pozorování, aby SOUP bylo možno přednostně využívat v závěru kosmického letu.

Nižší dráha také nepříznivě ovlivnila výsledky měření na spektrometru CHASE (Coronal Helium Abundance Spacelab Experiment), určeném pro sledování obsahu helia ve sluneční chromosféře. Protože raketoplán létal o 70 km níže, než žádal plán, byla absorpce slunečního světla dopadajícího do spektrometru na palubě Spacelabu 2 okolní zemskou atmosférou větší než se původně čekalo.

Také snímky pořízené dalekohledem HRTS (High Resolution Telescope and Spectrograph) pro sledování Slunce v oblasti ultrafialového záření utrpěly újmu. Selhání klimatizace způsobilo ohřátí filmových materiálů až na 38 °C a zavinilo nežádoucí závoj, který snížil vysokou rozlišovací schopnost měřicího systému.

V průběhu letu vypustila osádka raketoplánu malou družici PDP, která byla později zachycena. Během letu sloužila k měření plasmatu v okolí raketoplánu.

I tento pokus doplatil na komplikovanou situaci při navádění na oběžnou dráhu protože místo pětinásobného zapálení motorů OMS se pro nedostatek pohonných hmot zkoušelo jen dvakrát, jak ovlivní chod motorů koncentraci jednotlivých iontů v okolí raketoplánu.