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"发现"号这次肩负着三项重要任务：测试航天飞机外挂燃料箱技术改进的有效性，为国际空间站运送2吨左右的生活物资和技术设备，以及把欧洲航天员托马斯·赖特尔送至国际空间站。
外挂燃料箱绝缘泡沫脱落问题曾导致2003年2月"哥伦比亚"号航天飞机空中解体，为此美国宇航局对燃料箱设计进行了大幅度修改。
但是，同样问题在去年7月"发现"号复飞时再次出现，导致航天飞机再次停飞以及宇航局对燃料箱设计再次修改。
所以，这次发射也是对燃料箱最新改进措施的实地检测，如果再发生机毁人亡的悲剧，宇航局将彻底取消航天飞机飞行；如果一切顺利，宇航局将在2010年前再进行16次发射，以完成国际空间站的建造任务。
在宇航局16日的管理人员与工程师会议上，多名高级项目主管、来自安全与任务保证办公室和首席工程师办公室的代表一度反对在彻底改进"发现"号外挂燃料箱设计前实施发射。但与会代表最终还是通过7月1日发射"发现"号的决定。
宇航局在发表的新闻公报中说，评审委员会经过讨论认为，现有设计带来的安全风险不足以迫使美宇航局推迟发射。
就连格里芬会后也承认，"这是一个困难的决定，充满技术性，非常棘手和微妙。"
"发现"号的第二项任务是为国际空间站运送生活物资和技术设备。
NASA的航天飞机是唯一能向空间站运载所需模块的飞船，因此自"哥伦比亚"号失事以来，国际空间站建造就处于停滞状态。
24日，向空间站运送物资的俄罗斯"进步M-57"货运飞船发射升空，并在北京时间27日凌晨与空间站对接成功。"发现"号发射升空后，将再为国际空间站送去约2吨的生活物资和技术设备，除满足空间站第13长期考察组两名宇航员的需求外，还可以重新启动空间站的建造进程。
7名宇航员中有5名男性，2名女性。他们分别是机长史蒂夫·林赛、领航员马克·凯利、宇航员麦克·弗瑟姆、琳达·诺瓦克(女)、斯蒂芬妮·威尔逊(女)、皮尔斯·塞勒斯和托马斯·瑞特尔。
其中托马斯·赖特尔是来自欧洲航天局的一名德国宇航员。
"发现"号的第三项任务是将托马斯·赖特尔送到国际空间站。自"哥伦比亚"号事故以来，国际空间站就一直"缺编"一名宇航员。也正是由于这个原因，空间站的实验任务和建造计划一直停滞不前。如果"发现"号这次一帆风顺，美国宇航局将在8月末或9月初把"亚特兰蒂斯"号送上太空。
48岁的德国宇航员赖特尔对太空飞行并不陌生，10年前，他曾在俄罗斯"和平"号空间站上工作过6个月，期间还进行过两次太空行走。这次上太空，赖特尔将成为第一位在国际空间站长期逗留的非美国或俄罗斯宇航员。
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