Noha az űrrepülőgépek elfoglaltak a Nemzetközi Űrállomás felépítésének befejezésével, van még egy feladat - a Hubble Űrtávcső kiszolgálása. Ha minden jól megy, az űrrepülőgép Atlantis 2008. augusztus körül ellátogat Hubble-ba, és 7 űrhajósot szállít, és azokat a pótalkatrészeket szállítja, amelyekre szükségük van, hogy a Hubble visszakerüljön a legmodernebb állapotba.
11 nap alatt az űrhajósok összesen 5 űrjárót hajtanak végre. A Hubble szerviz útja során az űrhajósok két új tudományos műszert telepítenek, frissítik a meglévő eszközöket, és cserélik a hibás giroszkópokat, elemeket és hőtakarókat. Atlantis emellett újraindítja a távcső bomló pályáját.
Az egyik legkritikusabb feladat a távcső Advanced Camera for Surveys (ACS) javítása. Ez a látható fény eszköz, amely elkészíti azokat a csinos képeket, amelyek Hubble-t olyan híressé tette. Az eszköz 2007 januárjában áramkimaradást szenvedett.
A frissítések ezen gyűjteményével a Hubble életét 2013-ig kellene meghosszabbítani. David Leckrone, a Hubble projekt tudósa megjegyezte, hogy „amikor az űrhajósok utoljára elhagyják a Hubble-t, képességeinek csúcsán lesz - jobb, mint valaha előtt." Valójában ezekkel a frissítésekkel a Hubble-nak 90x-nél érzékenyebbnek kell lennie, mint korábban.
Ennek a küldetésnek az egyik egyedi kihívása az űrhajósok számára lesz, hogy javítsanak olyan alkatrészeket, amelyeket soha nem terveztek pálya javításához. Egyes esetekben az űrhajósoknak dobokat kell nyitniuk és az áramköri kártyákat cserélniük kell.
John Grunsfeld vezető űrhajós elmagyarázta, hogy mennyire bonyolult lesz a fejlett kamera felmérés javítása: „Valamit tenünk, amit még soha nem tettek meg. Cseréljük az áramköri kártyákat. Több száz, a 4. számú nyomatékcsavarral fogunk dolgozni. Ezek nagyon apró csavarok. Bármit is csinál, ne veszítse el a csavart a távcsőben. Vágnom kell az elektromágneses takarót a fejlett kamerákhoz, amelyek éles széleket hagyhatnak. Űrhajósok vagyunk, léggömböket viselünk körülöttünk, és nem szeretjük éles széleinket. Eltávolítás után 36 csavart kell eltávolítanom. De szögben vannak, tehát nem fogom látni őket, vagy könnyen elérni őket. Víz alatti tartályban edzek és tervezem, hogy megismerjem ezeket a csavarokat. ”
John Grunsfeld a mai sajtótájékoztatón való bemutatása során az űrhajós kesztyűjét viselt, hogy megmutassa azokat az eszközöket, amelyekkel dolgozni fog. "Úgy gondoltam, hogy annyi gyakorlásra van szükségem ezekkel a kesztyűkkel."
Még Hubble halálát is rendezik. 2020-ban, amikor a távcső végül elérte megnövelt élettartama végét, a NASA szándékában áll egy rakétát a távcsőhöz dokkolni, majd az óceánba vezetni. Ennek a folyamatnak a részeként az űrhajósok telepítenek egy speciális dokkoló modult, így a lebegő rakéta könnyen csatlakoztatható és elvégezheti a komor feladatát.
