STS-50
コロンビアが直立する軌道は、微小重力の実験には最適な高度であるものの、スペースデブリと微小隕石による危険の面では、適しているとは言い難い。オービタには、40の衝突があり、そのうち8つは窓、3つは炭素繊維強化炭素複合材料製の翼の前縁に衝突した。
グローブボックスを用いて、成長の最適化のため、定期的に組成を入れ替えることが宇宙空間で初めて可能となった。グローブボックス内で行われた他の試験には、ろうそくの炎、繊維の引っ張り、粒子の分散、液体の表面対流、液体/容器の界面に関する研究が含まれていた。グローブボックスでは、16の試験とデモが行われた。また計画になかったGeneric Bioprocessing Apparatusの運用のバックアップの役割も果たした。
スペースラブで行われたその他の実験には、生体材料を扱う装置であるGeneric Bioprocessing Apparatus (GBA)がある。GBAでは、数mlの中で132の実験が行われた。この装置では、生細胞、廃棄物処理に用いられる微生物、アルテミアとスズメバチの卵の発達、ガン研究に用いられる医学試験モデル等が研究された。調査したサンプルの1つであるリポソームは、医薬品のカプセル化に使用できる球状構造で構成されている。これが適切に形成できると、腫瘍等の特定の組織に医薬品を届けるのに使えるようになる。
Space Acceleration Measurement System (SAMS)では、ミッション中の微小重力を測定する。これらのデータは、実験データに見られる影響が外乱によるものか否かを確認するのに非常に貴重である。SAMSは、20回以上のスペースシャトルのミッションで使われ、さらに3.5年間、ミールに置かれ、新しいバージョンのものが国際宇宙ステーションでも使われている。
STS-50では、USML-1だけでなく、滞在延長型オービタも初飛行を行った。宇宙ステーションフリーダムでの数か月に渡る長期の滞在に備えるため、より長期の滞在を管理する実質的な経験が必要であった。スペースシャトルは通常、1週間から10日の宇宙飛行用であるが、滞在延長型オービタのおかげで、コロンビアはほぼ14日間も軌道に留まり、その後のコロンビアのミッションでは、1カ月に及ぶものもあった。推力のための水素と酸素のタンク、キャビン内の空気のための窒素タンク、キャビン内から二酸化炭素を回収する改良した再生システムからなっていた。
健康とパフォーマンスを調べるために、乗組員は、血圧、心拍数をモニターされ、飛行中のキャビン内の空気サンプルを採取した。また、宇宙で通常起きる体液の減少への対策として、Lower Body Negative Pressure (LBNP)を評価した。LBNPが24時間効果を持続すれば、大気圏再突入及び着陸時の乗組員のパフォーマンスは改善されることになった。