Az idén először indult amerikai űrrepülőgép a világűrbe, a Columbia űrsikló 2003. február 1-jei tragédiája óta pedig ötödik alkalommal. A tervezettnek megfelelően közép-európai idő szerint szombat hajnali 1 óra 38 perckor (helyi idő szerint pénteken 19 óra 38 perckor) bocsátották fel az Atlantist. Az indítási ablak ekkor nyílt meg, ettől kezdve tíz perc állt rendelkezésre, hogy felbocsássák az űrsiklót. Ha az időjárási körülmények nem tették volna lehetővé a startot, az amerikai űrkutatási hivatal (NASA) huszonnégy óra múlva próbálhatta volna meg ismét az űrsikló indítását.
A Rick Sturckow parancsnok vezette legénység minden tagja amerikai állampolgár, és ezúttal – 2002 óta először – valamennyien férfiak. A repülőmérnök Clayton Anderson a Nemzetközi Űrállomáson marad, ő váltja a szintén amerikai Sunita Williamset, aki már négy hónapja tartózkodik az űrállomáson.
Az Atlantis 11 napos utazásra indult, ebből nyolcat tölt a Nemzetközi Űrállomáshoz csatlakozva. Az űrsikló várhatóan vasárnap éri el az űrállomást. A küldetés alatt az amerikai űrhajósok folytatják az űrállomás szerkezetének további építését: egy több mint 16 tonnás szelvényt, valamint napelemeket és antennákat illesztenek az űrállomáshoz. A munkálatok elvégzéséhez háromszor kell űrsétát tenniük. Az űrsikló küldetését két nappal meghosszabbítják, ha előre nem látott feladatok miatt erre szükség lesz.
Az Atlantis startjával minden rendben volt. Egy perccel azután, hogy levegőbe emelkedett az Atlanti-óceán felett, az űrsikló sebessége már közel 6000 kilométer/óra volt. A szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéták, amelyek megadják a Föld körüli pályára álláshoz szükséges plusz tolóerőt, két perccel később leváltak a külső üzemanyagtartályról és visszahullottak az Atlanti-óceánba. Ezeket a rakétákat a NASA hajói kiemelik és újrahasznosítás céljából visszaviszik az űrközpontba.
A start után 8 perc 40 másodperccel, nem sokkal a három főhajtómű leállítása után a külső üzemanyagtartály ugyancsak rendben levált az űrsiklóról. (A külső üzemanyagtartály visszazuhan a légkörbe és gyakorlatilag elég, az el nem égett darabok az Atlanti-óceánba zuhannak és annak mélyére süllyednek.) Az Atlantis 225 kilométerrel a Föld felett sikeresen pályára állt és begyújtotta manőverező hajtóműveit, amelyek lehetővé teszik, hogy elérje a 350 kilométeres magasságot és így megkezdje az űrállomás felé vezető utat.
Vihar rongálta meg
Az Atlantist eredetileg március 15-én engedték volna útjára, de a Kennedy űrközpont térségében tomboló viharok megrongálták – a már az indítóálláson várakozó űrrepülőgép – külső üzemanyagtartályát. A rendszernek ez a része biztonsági szempontból különösen kényes, hiszen a tartályról levált szigetelődarab okozott olyan sérülést a Columbián, ami miatt az űrsikló a Földre való visszatérés közben a sűrű légkörbe érve felrobbant. A késlekedésnek az lett a következménye, hogy a NASA-nak négyre kellett korlátoznia az űrsiklók eredetileg ötre tervezett felbocsátását az idén.
Az űrsiklóprogram végéig, 2010-ig a NASA még legalább 13 utazást tervez, majd kivonja a forgalomból három elöregedett űrrepülőgépét. Ebből egy alkalommal, 2008 szeptemberében a Hubble űrteleszkóphoz küldenek fel űrsiklót, hogy felújítsák az űrteleszkópot, és ezáltal meghosszabbítsák élettartamát. A terv lehetővé tenné, hogy a Hubble átfedje a James Webb űrteleszkópot, amely 2011-ben kerülne felbocsátásra.
