Zu einer Mission ganz im Zeichen der Erforschung von Phänomenen der Schwerelosigkeit startete das Space Shuttle „Discovery“ am 22.01.1992. Dem Auftrag entsprechend trug das Unternehmen neben der Bezeichnung STS-​42  auch das Kürzel IML-​1  für International Microgravity Laboratory. Mit einer Stunde Verspätung wegen der Überprüfung von Bodeninstallationen in Cape Canaveral und wegen einer ungewöhnlich hohen elektrostatischen Aufladung der Atmosphäre hob die „Discovery“ F-​14  am 22.01.1992 um 14:53 UTC ab. Allerdings war der Starttermin da schon um insgesamt 35 Tage nach hinten verschoben worden. In der Nutzlastbucht des Shuttle befand sich das Raumlabor Spacelab, diesmal konfiguriert als langes Druckmodul. Um ein Maximum an wissenschaftlichen Ergebnissen zu erzielen, arbeitete die Crew der „Discovery“ in zwei Schichten. Der Flug stand unter Kommando von Ronald Grabe, Pilot war Stephen Oswald. Ferner flogen die Missionsspezialisten Norman Thagard, David Hilmers und William Readdy sowie die kanadische Nutzlastspezialistin Roberta Bondar und ihr deutscher Kollege Ulf Merbold. Letzterer, nominiert von der NASA, auf seiner zweiten Mission. Missionsspezialist Hilmers war erst nachträglich in die Crew für diese Mission aufgenommen worden. Er übernahm die Aufgaben von Manley Carter, der am 05.04.1991 tragisch bei einem Flugzeugabsturz ums Leben gekommen war. Gemeinsam erforschte die Besatzung hauptsächlich die Einflüsse der Mikrogravitation und kosmischen Strahlung auf den menschlichen Organismus, aber auch auf Froscheier, Pflanzen-​Keimlinge, Fruchtfliegen, Bakterien und verschiedene Zellkulturen. Ziel war u.a. die Entwicklung von Maßnahmen gegen die bekannten negativen kosmischen Einflüsse bei längeren Raumflügen. Neben diesem Schwerpunkt der Forschungen wurden aber auch umfangreiche materialwissenschaftliche Versuche vorgenommen. Bei den großen Experimenten lag die Aufteilung zwischen beiden Forschungsgebieten bei jeweils 50%. Ferner flogen in der Nutzlastbucht zehn GAS Container mit unterschiedlichsten Experimenten von Forschern aus Australien, China(!), Deutschland, Japan, Schweden und den USA. Im mit 57° ungewöhnlich hoch inklinierten Orbit wurde die „Discovery“ für die Experimente mit dem Heck zur Erde stabilisiert. Diese Orientierung erlaubte es, die notwendigen Lagekorrekturen unter Einsatz der RCS Triebwerke auf ein Minimum zu reduzieren und so störende Einflüsse auf die Experimente zu minimieren. Angesichts des enormen Arbeitspensums für die Astronauten (verschärft durch eine Reihe kleinerer aber zeitraubender technischer Probleme) und weil die Ressourcen an Bord noch absolut ausreichend waren, entschied sich die NASA am sechsten Flugtag, die Mission um einen Tag zu verlängern. Damit kompensierte die NASA wenigstens teilweise die wissenschaftlichen Einbußen, die daraus resultierten, daß die Mission wegen der Wasserstofflecks vom Sommer 1990 von der „Columbia“ auf die „Discovery“ umgebucht werden mußte. Denn die „Columbia“ war im Gegensatz zu ihrer jüngeren Schwester bereits mit dem EDO (Extended Duration Orbiter) Kit für „Langzeitflüge“ von zehn Tagen und mehr umgerüstet. Jedenfalls kehrte die „Discovery“ so erst am 30.01.1992 zur Erde zurück. Um 16:07 UTC endete die Mission nach einem Flug von 193:15 h planmäßig auf Runway 22 der Edwards AFB. Der Flug lieferte den beteiligten Wissenschaftlern, mehrheitlich Forschergruppen der Raumfahrtagenturen NASA (USA), ESA (Europa), CSA (Kanada), CNES (Frankreich), NASDA (Japan) sowie DARA und DLR (Deutschland), eine enorme Fülle an Daten aus den Experimenten zu allen an Bord betriebenen Forschungsdisziplinen. Lediglich die Freude der Biologen wurde durch den Tod der meisten ihrer 480 Fruchtfliegen noch während des Fluges getrübt. Wie sich zeigte, war ihr Experimentenbehälter mit Resten eines Desinfektionsmittels kontaminiert gewesen. Und ein kleines australisches UV-​Teleskop hatte nicht in Betrieb genommen werden können, weil sich der motorbetriebene Deckel des GAS Containers nicht hatte öffnen lassen.