Challenger měl v nákladovém prostoru nejen kontejner MEA s materiálovými experimenty, ale hlavně dlouhý přetlakový modul Spacelab D-1 (D jako Deutschland), připojený tunelem na obytné prostory. Experimenty byly rozděleny do několika tematických skupin. Fyziku kapalin v beztížném stavu zastupovalo studium kapilárních sil, Marangoniho konvekce, difúze a chování kapalin v blízkosti kritického bodu. V oblasti krystalizace a tuhnutí tavenin se vědci zaměřili na dynamiku tuhnutí, přípravu monokrystalů a kompozitních látek. Biologické experimenty sledovaly funkci buněk ve stavu beztíže, růst organismů a gravitační orientaci rostlin. Lékařka dr. Dunbarová měla na starosti chování vestibulárního aparátu a jeho adaptaci na prostředí bez tíže. Technické experimenty se tentokrát omezily na navigaci a v nákladovém prostoru čekal kontejner s družicí GLOMR, určenou pro retranslaci dat z bójí, detekujících pohyb ponorek pod vodou. Tato družice měla být vypuštěna už v dubnu 1985 při letu STS-51-B, ale pro závadu na bateriích se uvolnění z kontejneru nezdařilo.