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发现号航天飞机于美国东部时间2008年5月31日17时2分（协调世界时21时2分）于美国佛罗里达州肯尼迪航天中心39号发射台发射升空，于6月2日14时3分（协调世界时18时3分）与国际空间站和谐号节点舱对接，于6月11日11时32分（协调世界时11时42分）解除对接，于6月14日14时1分（协调世界时15时15分）降落于肯尼迪航天中心。在航天飞机发射时，有数片隔热物料从外置燃料箱脱落，但所幸对航天飞机没有造成影响。