シャトル・ミール計画
ミールは1986年から1996年にかけて建造された世界最初のモジュール型宇宙ステーションで、クルーが常時滞在している最初の長期滞在型研究ステーションであった。以前は344日間宇宙に人を滞在させ続けた記録を保有していた。ミールの目的は大きい可住の科学研究室を宇宙で提供し、インターコスモスなど多国間での協力を通して、さまざまな国の宇宙飛行士や宇宙機関と国際的な関係を作ることであった。
ミールは以前にソ連によって打ち上げられたサリュート型宇宙ステーションを基礎にしており、主にロシアの有人ソユーズ宇宙船とプログレス補給船によって人員の配備や資材の輸送が行われていた。ブランはミールへの打ち上げが見込まれており、無人飛行実験間で行われたが、ソ連崩壊に伴って中止された。スペースシャトルはブランのために計画されたアンドロジナスドッキング部に、アメリカのフリーダムステーションとの接続のために設計されたブラケットで固定していた。
シャトルとミールのドッキング中はシャトルもステーションの一部となり、一時的にリビングや作業領域を拡大していた。ミールとシャトルを合わせたステーション全体では重量は250メトリックトンに達し、世界で最大の宇宙機となった。
なお、ステーションは軌道上にありつづけたが、2001年3月23日に計画的に大気圏に再突入し処分されている。
この計画は「フェイズ1」とも呼ばれ、アメリカ合衆国が長期の宇宙飛行の経験を持つロシアから学び、NASAとRoscosmosの間の協力精神を養うことを意図していた。計画は1993年に公表され、1994年にミッションが始まり計画完了の1998年まで継続された。スペースシャトルの飛行11回に加え、ソユーズの飛行も行われ、7回のアメリカ人宇宙飛行士の長期宇宙滞在によって、アメリカの宇宙飛行士は累積でほぼ900日間宇宙に滞在した。計画の実行中には両国によって多くの「初」の事柄が成し遂げられた。アメリカの宇宙飛行士が初めてソユーズで打ち上げられ、史上最大の宇宙ステーションが組み立てられ、アメリカ人がロシアのオーラン宇宙服を着て宇宙遊泳を行った。計画は4年間続いたが、火災とプログレス衝突事故によるミールの安全性問題、ロシアの宇宙計画の財源喪失による問題、計画管理者の態度に対する宇宙飛行士からの不満などから計画は中止されることとなった。
米露両国の宇宙ステーションの合同運営の実績は宇宙ステーション建造のためのノウハウや、宇宙事業での国家間の共同作業に関する知識、リスク回避の方法論や文化の違いをどう埋めるかなどの分野にとって大きな経験となり、現在の国際宇宙ステーションのより円滑な建造と運営をもたらした。一方で、計画中に発生したさまざまな危険なリスクに対して支出する資金に対してのリターンが少ないこと、ロシアの資金を第一とした宇宙計画や、アメリカの目標意識の薄さ、対応の悪さなどで批判が大きい。
計画は更なる国家間の宇宙事業協力の道への下準備となり、特に続く国際宇宙ステーション(ISS)の建設計画は「フェイズ2」ともされる。
6月27日にSTS-71でアトランティスが打ち上げられた。最大の目的はシャトルとミールをランデブーさせ、初ドッキングを行うことであった。6月29日、アトランティスはミールとのドッキングに成功し、1975年のアポロ・ソユーズテスト計画以来の米露の宇宙機のドッキングとなった。アトランティスはEO-19(英語版)のクルーであるロシアの宇宙飛行士アナトリー・ソロフィエフとニコライ・ブダーリンを乗せており、EO-18のクルーと交代にミールに滞在した。また、スペースラブで、軌道上での米露合同の生命科学調査を実行し、ステーションへの兵站的補給を行った。
11月12日にはSTS-74でアトランティスが打ち上げられ、2回目のドッキングが行われた。このミッションは1995年の最後の飛行で、ロシアの建造したミール・ドッキングモジュールを運び、太陽電池アレイとその他のハードウェアのアップグレードが行われた。ドッキングモジュールはミールのソーラーアレイとシャトルの衝突を防止するためであり、この問題はSTS-71の際にはステーションのクリスタルモジュールを違う場所に移動させることで克服されていたが、この手順を行わずに済むようシャトル側に余裕を持たせるために設計された。ドッキングモジュールはクリスタルに取り付けられ、以後のミッションでは移動の手順は行われていない。また、450kgの水がミールに運ばれ、実験試料となる血液、尿、唾液などが地球に持ち帰られた。