为了维修和升级哈勃太空望远镜(HST)，2009年5月11日搭载7名宇航员的亚特兰蒂斯号航天飞机从美国肯尼迪航天中心成功点火起飞，这是维护HST的第四次(也是最后一次)载人飞行，这项任务计划用11天完成，总共安排5次太空行走，每次持续6小时以上，原来的广角照相机将被更换，新相机将工作在“从紫外经可见光到近红外”波段，这使得望远镜能够看到更为黯淡和遥远的星系，它们的形成可以早至大爆炸后的5亿年，宇航员还将通过空间行走为HST安装一台新的光谱仪，它将广泛收集观察目标的温度、密度、速度以及化学组成等信息，原有的成像光谱仪需要修理，它工作于紫外和可见光波段，在2004年的一次断电事故中受损停机，此外，另有一台用于巡天观测的先进照相机，也需要修复，它是在2007年的一次电子线路短路事故中停止工作的，修复后，这台主广角相机的分辨力将提高10倍，这次航天飞机载人飞行，原定于2008年10月发射，之所以发射被推迟，是因为2008年9月突然发现HST上的计算机系统出现了问题，当然，计算机故障的排除也是此次飞行的任务之一。