Eine der wichtigsten Missionen des US Space Shuttle Programms war von Anbeginn an der Transport des Weltraumteleskops HST („Hubble“). Die Entwicklung dieses großen erdumkreisenden Teleskops war im Oktober 1977 endgültig beschlossen worden und man plante den Start damals für den Herbst 1983. Technische Probleme, Budgetkürzungen und Umstellungen innerhalb des Programms verzögerten den Start immer wieder. Schließlich stand aber die Mission STS-​61 J für den Oktober 1986 fest, als im Januar desselben Jahres die Explosion der Raumfähre „Challenger“ alle Planungen zunichte machte. Zwar hatte die Mission weiterhin Priorität, doch dauerte es auch nach der Wiederaufnahme der Shuttle Flüge noch einige Monate, bis der Start des Hubble Space Telescope neu angesetzt werden konnte. Vorgesehener Starttermin war jetzt für die Mission STS-​31  der 26.03.1990. Die Vorbereitungen für die Mission liefen gut an, bis am 18.01.1990 entdeckt wurde, daß einige Protokolle von Tests der verbesserten Feststoff-​Booster des Shuttle unvollständig waren. Die NASA ordnete daraufhin den Austausch der zweifelhaften Teile an, was jedoch eine Verlegung des Starttermins auf frühestens den 19.04.1990 bedeutete. Da die Arbeiten aber außerordentlich reibungslos abliefen, konnte dieser Termin bald wieder auf den 12.04.1990 vorverlegt werden. Trotz kleinerer technischer Probleme mit der „Discovery“ lagen die Arbeiten schon bald wieder vor dem gesteckten Zeitrahmen. Und so begann am 07.04.1990 der Countdown für einen Start drei Tage später. Doch bei T-​4 min versagte am 10.04.1990 ein Ventil an APU #1. Zwar war auch ein Start mit nur einem von drei hydraulischen Hilfsaggregaten möglich, aber aus Sicherheitsgründen nicht zulässig. Der Countdown mußte abgebrochen werden. Erstmals erfolgte in den nächsten Tagen der Austausch einer APU direkt auf der Startrampe. Unterdessen mußten auch die Batterien des HST neu geladen werden. Der Austausch der APU war am 18.04.1990 abgeschlossen, zwei Tage später auch die Batterien wieder installiert. Am 21.04.1990 begann der Countdown zum zweiten Mal. Und wieder lief er bis in die Schlußphase reibungslos durch, als der Computer bei T-​31 s den Countdown stoppte. Wegen einer nicht ausreichend getesteten neuen Computersoftware war ein Sauerstoffventil nicht geschlossen worden, was den Stop des Countdowns auslöste. Die Bodenmannschaften erkannten das Problem aber umgehend, umgingen den Computer und schlossen manuell Haupt– und Nebenventil. Nach einem Hold von 2:51 min lief der Countdown weiter. Um 12:34 UTC am 24.04.1990 hob die „Discovery“ F-​10  zur Mission STS-​31  ab. An Bord befanden sich Loren Shriver (Kommandant), Charles Bolden (Pilot), Steven Hawley, Bruce McCandless und Kathryn Sullivan (Missionsspezialisten) — alles Astronauten mit Weltraumerfahrung. Sie begannen unmittelbar nach dem Erreichen der Umlaufbahn mit den Vorbereitungen zum Aussetzen des HST. Zunächst wurde von Missionsspezialist Hawley der Manipulatorarm der „Discovery“ überprüft, wobei mit der montierten Kamera auch der äußere Zustand des HST untersucht wurde. Unterdessen begannen seine Kollegen McCandless und Sullivan mit der Überprüfung ihrer Raumanzüge und den Vorbereitungen für eine eventuell erforderliche Not-​EVA. Nach elf Stunden, inzwischen waren auch die meisten Systeme des HST aktiviert und überprüft worden, war endlich Nachtruhe an Bord der „Discovery“ angesagt. Am nächsten Tag übernahm Hawley das noch in der Nutzlastbucht verankerte HST und hob es langsam mit dem Manipulatorarm heraus. Innerhalb der nächsten acht Stunden mußten die Solarzellen ausgefahren und aktiviert sein. Nur so lange konnten die Bordakkumulatoren die Stromversorgung aufrechterhalten. Mit einigen Schwenks erreichte das HST die für das Entfalten der Solarzellenflächen vorgesehene Position über dem Cockpit des Shuttle. Nun wurden die beiden Kassetten mit den ausrollbaren Solarzellenflächen ausgeklappt. Doch erst ein mehrmaliges Aktivieren des Motors ließ sie korrekt in ihrer neuen Position einrasten. Zu diesem Zeitpunkt lag die Crew bereits deutlich hinter dem vorgesehenen Zeitplan. Weitere Verzögerungen gab es beim Ausrollen der Solarzellenflächen. Zunächst führte eine kurzfristig geänderte Vorgehensweise, bei der die Crew von Hand das Ausrollen stoppen sollte, zu einiger Konfusion. Als das Stopsignal gesendet wurde, brach der Vorgang ab, ohne daß das Einrasten bestätigt war. Noch problematischer verlief das Ausrollen der zweiten Solarzellenfläche. Nachdem zunächst die Steuerungselektronik total ausgefallen war, stoppte beim zweiten Versuch der Vorgang nach etwa 20% der Länge. Schließlich wurde ein Sensor deaktiviert und der Vorgang konnte erfolgreich abgeschlossen werden. McCandless und Sullivan, die in der Luftschleuse den Druck bereits für eine EVA abgesenkt hatten, wurden angewiesen, wieder in die Kabine zurückzukehren. Unterdessen wurden rasch die letzten Systeme des HST aktiviert. Und so konnte während des 20. Orbits schließlich doch noch das Aussetzmanöver abgeschlossen werden. Hawley löste die Verankerung des Manipulatorarms und mit einigen Zündungen der Manövertriebwerke nahm die „Discovery“ eine sichere Position 75 km hinter dem HST ein. Diese Position sollte eingehalten werden, bis auch der Objektivverschluß des HST geöffnet war. Notfalls hätten hier die Astronauten bei einer EVA unterstützend eingreifen müssen. Dazu kam es aber nicht. Dennoch bereitete das HST der Bodenkontrolle erhebliches Kopfzerbrechen. Ein loses Kabel blockierte zweitweise eine Hochleistungsantenne zur Datenübertragung an den TDRS Satelliten. Daraufhin schaltete sich das HST in den Sicherheitsmodus. Dann fielen beim Öffnen der Verschlußkappe zwei Stabilisierungskreisel aus. Doch diese Probleme mußten vom Boden aus gelöst werden. Die Crew der „Discovery“ konnte sich nun den anderen Experimenten widmen. Mit einer zweiten IMAX Kamera (die andere befand sich in der Nutzlastbucht und hatte die „Hubble“ Manöver beobachtet) wurden Aufnahmen für einen neuen Dokumentarfilm der NASA aufgenommen. Einige kleinere Experimente dienten der Materialforschung (Herstellung von Polymer-​Membranen, Proteinkristall-​Züchtung) und wissenschaftlich-​technologischen Untersuchungen. Doch schon am 28.04.1990 begannen die Vorbereitungen für die Landung. Am nächsten Tag zündeten die Manövriertriebwerke und der ungewöhnlich lange Abstieg aus 615 km Höhe begann. Rund eine Stunde später, am 29.04.1990 um 20:50 UTC setzte die „Discovery“ auf der Betonpiste 22 der Edwards AFB in Kalifornien auf. Nach 121:16 h war die Mission erfolgreich abgeschlossen. Wissenschaftler in aller Welt warteten unterdessen ungeduldig auf die ersten Bilder des HST. Die sollten allerdings zunächst enttäuschend ausfallen. Ein unbemerkt gebliebener Fehler beim Schleifen der Spiegel ließ alle Aufnahmen flau und unscharf erscheinen. Erst nach einer spektakulären Servicemission erfüllte das HST die hohen Erwartungen.