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有史以来最受期待的航天飞机发射之一发生在7月8日，亚特兰蒂斯号在东部时间上午11:29升空，执行其第33次也是最后一次任务——无论是对于它还是NASA拥有30年历史的载人航天飞机计划而言。发射和轨道进入都完美无瑕。
STS 135 飞行搭载了四名经验丰富的航天飞机飞行员，指挥官克里斯·弗格森、飞行员道格·赫利，以及任务专家雷克斯·沃尔海姆和桑迪·马格努斯。
在亚特兰蒂斯号为期12天的任务中，机组人员将把意大利航天局的可重复使用的拉斐尔洛多用途后勤舱运送到国际空间站，该舱装载了大约3500公斤的科学实验、补给品、后勤物资和备件。