STS-115 は、スペースシャトルアトランティス号による、国際宇宙ステーションの組み立て再開ミッションである。ISSプログラムの立場からは ISS-12A フライトでもある。重要なミッション目標は、ISS の P3/P4トラスを取り付け、後に打ち上げられるきぼうなどに電力を供給する準備をすることである。元々 STS-115 は2003年4月に飛行する予定だった。しかし、2003年1月のコロンビア号事故の結果、飛行計画は事故原因の究明とそれに対する対策が完了するまで延期とされた。NASA はその後、2回のテストフライト STS-114 と STS-121 を行い、同様の事故を防ぐための対策が機能していることを確認した。救助ミッションが必要とされた際には、11月11日以降、ディスカバリーによって STS-301 が行われる予定である。括弧内の数字は今回のフライトが何回目の飛行かをあらわす。ミッションの第一目標は2つ目の左側トラス・セグメントである P3/P4 トラス（2つの太陽電池パドルとバッテリを搭載）を運び、ISSに取り付けることであった。カナダ宇宙庁のマクリーン宇宙飛行士は、ISS のカナダアーム2 を使う最初のカナダ人となった。4人の宇宙飛行士によって3回の船外活動が行われた。この飛行からは、新しいベンズと呼ばれる減圧症を防ぐための新しいプリブリーズ手順が採用された。キャンプアウトと呼ばれるこの方法は、船外活動を行う宇宙飛行士が前日の晩に 10.2 psi（約 0.7 気圧）に減圧された「クエスト」エアロック内で眠ることで、プリブリーズ時間を短縮する。日付はいずれも2006年、時刻は協定世界時 (UTC)帰還後に行なわれる歓迎帰還式典で、ハイディマリー・ステファニション・パイパー宇宙飛行士が、挨拶を行う際に2度倒れるという事があった。無重力状態からの適応障害などが原因だという。

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