Walaupun ulang-alik angkasa mempunyai jadual yang sibuk untuk menyelesaikan pembinaan Stesen Angkasa Antarabangsa, ada satu pekerjaan lain yang perlu diselesaikan - melayani Teleskop Angkasa Hubble. Sekiranya semuanya berjalan lancar, ulang-alik ruang Atlantis akan mengunjungi Hubble sekitar bulan Ogos 2008, membawa 7 angkasawan dan alat ganti yang mereka perlukan untuk membawa Hubble kembali ke keadaan terbaik.
Selama 11 hari, angkasawan akan melakukan sejumlah 5 jalan angkasa. Semasa perjalanan ke perkhidmatan Hubble ini, angkasawan akan memasang dua instrumen sains baru, menaik taraf instrumen yang ada dan menggantikan giroskop, bateri dan selimut terma yang gagal. Atlantis juga akan mengembalikan semula orbit teleskop yang reput.
Salah satu pekerjaan yang paling penting ialah memperbaiki Kamera Lanjutan untuk Survei (ACS) teleskop. Ini adalah alat cahaya yang dapat dilihat yang menghasilkan gambar cantik yang menjadikan Hubble begitu terkenal. Alat ini mengalami kegagalan kuasa pada Januari 2007.
Dengan koleksi peningkatan ini, kehidupan Hubble harus dilanjutkan hingga 2013. David Leckrone, Saintis Projek Senior Hubble menyatakan bahawa "ketika angkasawan meninggalkan Hubble untuk terakhir kalinya, ia akan berada di puncak kemampuannya - lebih baik daripada yang pernah ada. sebelum ini. " Sebenarnya, dengan peningkatan ini, Hubble semestinya 90X lebih sensitif daripada sebelumnya.
Salah satu cabaran unik misi ini adalah bagi angkasawan untuk memperbaiki komponen yang tidak pernah dirancang untuk memperbaiki orbit. Dalam beberapa kes, angkasawan perlu membuka kotak dan mengganti papan litar.
Angkasawan terkemuka John Grunsfeld menjelaskan betapa rumitnya tugas memperbaiki Kamera Lanjutan untuk Tinjauan, "kita akan melakukan sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya. Kami akan menukar papan litar. Kami akan bekerja dengan beratus-ratus skru tork nombor 4. Ini adalah skru yang sangat kecil. Apa sahaja yang anda lakukan, jangan kehilangan skru di dalam teleskop. Saya harus memotong selimut elektromagnetik pada Kamera Lanjutan untuk Tinjauan yang boleh meninggalkan tepi tajam. Kami angkasawan, memakai belon udara di sekitar kita, dan kita tidak menyukai hujungnya yang tajam. Setelah dilepaskan, saya mesti melepaskan 36 skru ini. Tetapi mereka berada di sudut, jadi saya tidak akan dapat melihat atau menjangkau mereka dengan mudah. Saya telah berlatih di tangki bawah air, dan merancang untuk mengetahui setiap skru ini. "
Untuk menunjukkan alat yang akan dia bekerjasama, John Grunsfeld memakai sarung tangan angkasawannya semasa pembentangannya dalam sidang media hari ini. "Saya rasa saya memerlukan latihan sebanyak mungkin dengan sarung tangan ini."
Bahkan kematian Hubble sedang diatur. Pada suatu ketika pada tahun 2020, ketika teleskop akhirnya mencapai akhir jangka hayatnya yang lebih baik, NASA berhasrat untuk menarik roket ke teleskop dan kemudian menghantarkannya ke lautan. Sebagai sebahagian daripada proses ini, angkasawan akan memasang modul dok khas, sehingga roket penyerap dapat dipasang dengan mudah dan menyelesaikan tugasnya yang suram.