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有史以來最受期待的航天飛機發射之一發生在7月8日，亞特蘭蒂斯號在東部時間上午11:29升空，執行其第33次也是最後一次任務——無論是對於它還是NASA擁有30年曆史的載人太空梭計劃而言。發射和軌道進入都完美無瑕。
STS 135 飛行搭載了四名經驗豐富的太空梭飛行員，指揮官克里斯·弗格森、飛行員道格·赫利，以及任務專家雷克斯·沃爾海姆和桑迪·馬格努斯。
在亞特蘭蒂斯號為期12天的任務中，機組人員將把義大利航天局的可重複使用的拉斐爾洛多用途後勤艙運送到國際空間站，該艙裝載了大約3500公斤的科學實驗、補給品、後勤物資和備件。