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行分析。在航天飞机与国际空间站对接后，机组人员打开舱门，开始搬运货物。
第4天：航天员使用国际空间站机械臂从航天飞机货舱上把装有数吨供给和设备的多用途后勤舱缓慢搬下来，放到“联合舱”中。接着机组人员开始卸下货物，同时准备进行太空行走。
第5天：野口宗千和史蒂芬·罗宾逊两位航天员进行首次太空行走。他们共完成三项任务，持续6个半小时。野口宗千和罗宾逊对受损隔热瓦和增强碳-碳复合材料样品进行修理技术试验，并将一个附件装置——零部件储藏间安装在国际空间站上。更换了国际空间站上出现故障的全球定位系统天线。
第6天：机组人员继续把货物搬运到国际空间站，并准备第二天的太空行走。
第7天：在第二次太空行走中，野口宗千和罗宾逊更换了空间站上有问题的陀螺仪。
第8天：机组人员继续转运多用途后勤舱中的货物，他们还会把国际空间站上的设备放入后勤舱，等待返回地球后进行实验。
第9天：在第三次太空行走中，野口宗千和罗宾逊把外置摄像机和光学系统安装在空间站的支撑桁架上，并对航天飞机腹部两片不规则凸起的隔执瓦进行维修。
第10天：多用途后勤舱关闭。航天飞机和空间站为发现号返航做准备。
第11天：航天员关闭空间站和航天飞机之间的舱门，准备返回地球。发现号航天飞机与空间站分离。
第12天：发现号机组检查飞行控制系统，将设备搬进机舱，为着陆做准备，同时密切注意航天飞机的脱轨过程。
第13天：航天飞机由于不稳定的天气状况，无法返回，在太空围绕地球飞行。
第14天：发现号越过太平洋和南加利福尼亚州，穿过洛杉矶市以北的空城，成功降落在爱德华兹空军基地。
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