此次共有7名宇航员乘坐发现号升空,其中李阿尔尚博担任发现号指令长,托尼安东内利担任飞行员,包括日本宇航员若田光一在内的另外5人担任任务专家。若田光一替换美国宇航员桑德拉马格努斯加入国际空间站考察组,马格努斯与发现号其他机组人员一道返回地球。若田光一也由此成为首位空间站长期考察组成员当中的日本宇航员。
在为期13天的飞行任务期间,宇航员们将进行3次太空行走,完成空间站托架的安装工作,并安装空间站第四组也是最后一组太阳能电池板。
托架相当于空间站的脊柱,由11个片段组成。宇航员们此次安装的最后一个片段名为S6,其重量达3.1万磅(约14吨)。在安装S6的过程中,空间站长度约57英尺(约17.4米)的机械臂需要完全展开,S6安装完毕后,空间站托架总长度将达到335英尺(约102.1米)。宇航员安装第四组太阳能电池板后,国际空间站太阳能电池板的总发电功率将达到120千瓦。
由于空间站上水循环设备的一个部件无法正常工作,发现号此次还将为这套设备捎去一个新部件。这套设备由奋进号航天飞机去年年底送到空间站,可将宇航员的尿液及站内空气中的水分加工处理成饮用水,是保证空间站常驻人员扩编的重要设施。