STS-74

午前7時12分（米国東部標準時）にミッション管理チームによる投票が行われ、 シャトル射場担当官を除くすべてのステーションから「打ち上げ可」の回答が得られ、 午前7時20分（米国東部標準時）に射場の打ち上げ許可が下りた後、アトランティスは予定外の待機もなく完璧なカウントダウンを経て、10分9秒の打ち上げウィンドウの開始と同時に空へと飛び立った。シャトルは午前7時30分43秒（米国東部標準時）に発射台を離陸し 、午前7時39分（米国東部標準時）にメインエンジンが停止した 。

打ち上げから約43 分後、2分13 秒間のエンジン噴射により、スペースシャトルの軌道は高度162 海里の円軌道へと変更された。軌道に乗ると、5人の乗組員はアトランティス号の軌道上運用に向けた準備を開始した。飛行開始から約90分後、アトランティス号のペイロードベイの扉が開かれ、 軌道上運用開始の合図が出された。

飛行開始から約3時間後、ケン・キャメロン司令官とジム・ハルセル操縦士は、アトランティスのミールへの軌道を微調整する一連のランデブー噴射の最初の噴射として、オービターの姿勢制御スラスタを噴射した。噴射直後、カナダ人ミッションスペシャリストのクリス・ハドフィールドが、シャトルのペイロードベイに格納されているロシア製のドッキングモジュールを起動し、飛行2日目にモジュールをアトランティスのオービタードッキングシステムにドッキングする準備を整えた。 ^{[ 6 ]}

スペースシャトル・アトランティスに搭乗した5名の乗組員は、宇宙滞在初日の大半を、11月14日にロシアのドッキングモジュールをオービター・ドッキング・システムに接続し、11月15日にミール宇宙ステーションへドッキングするための準備に費やした。モジュールとドッキング・システムはともにアトランティスのペイロードベイに搭載されていた。

ミッションスペシャリストのジェリー・ロスとビル・マッカーサーは、ドッキング作業中に船外活動が必要になった場合に着用する宇宙服を点検した。宇宙服の点検後、ミッションスペシャリストのクリス・ハドフィールドは、翌日のドッキングモジュールのアトランティスのドッキングシステムへの移送に備え、オービターのロボットアームの電源を入れた。ロボットアームに関連するすべてのシステムは想定どおりに動作し、ドッキングをサポートする準備が整った。

乗組員たちは、 STS-74で試験されたロボットアームの精密な位置合わせシステムである先進宇宙視覚システム（ OSVS）も確認した。ドッキング作業中に使用されたOSVSは、ドッキングモジュールとドッキングシステムの外側に配置された一連の大きなドットで構成されていた。

この日のスケジュールには、オービタードッキングシステムの中央にあるセンターラインカメラの設置と位置合わせも含まれていました。このカメラは後に、アトランティスがミールに向かって移動しドッキングする際の、ケン・キャメロン司令官による最終的な操縦作業を支援しました。 2日目の 午前5時（中部標準時 、協定世界時11時）時点で、アトランティスはミール から約4,000マイル後方に位置し、1周あたり約380マイルの速度で宇宙ステーションに接近していました。 

キャメロン、ハドフィールド、そしてその他の搭乗可能な乗組員は、午前中、モントリオールとトロントにいるカナダ人記者からの質問に答えた。カナダ宇宙庁所属の宇宙飛行士であるハドフィールドは、スペースシャトルに搭乗した4人目のカナダ人宇宙飛行士である。

ロシアのドッキングモジュールをミールとの飛行4日目のドッキング位置に設置するためのすべてのシステムが点検され、準備が整ったため、STS-74の乗組員は その日の午後に8時間の睡眠をとった。^{[ 7 ]}

飛行3日目、STS-74の乗組員は、ロシア製の全長15フィートのドッキングモジュールをスペースシャトルのオービタードッキングシステムに正常に結合させた。結合作業中に問題は報告されなかった。

カナダ宇宙庁の宇宙飛行士でSTS-74ミッションスペシャリストのクリス・ハドフィールドは、スペースシャトルのロボットアームを使ってドッキングモジュールをペイロードベイ後部から持ち上げ、垂直に回転させ、オービタードッキングシステムから5インチ（約13センチ）以内まで移動させた。その時点で、スペースシャトルは下向きの操舵ジェットを噴射し、ドッキングモジュールに向かって移動させた。2機の宇宙船が結合されると、オービタードッキングシステムのドッキングリングが引き込まれ、一連のフックとラッチが作動して、2機の宇宙船間の気密シールが確保された。

ドッキングは 午前1時17分（中部標準時）、アトランティス号が東ヨーロッパ上空を30周回している最中に確認された。ドッキング直後、ケン・キャメロン船長は、ドッキングモジュールの設置に向けた訓練に感謝の意を表した。

午前3時頃 （中部標準時）、地上管制官からロボットアームをドッキングモジュールから取り外す許可が出た。その直後、乗組員はオービターの船内気圧を1平方インチあたり10.2ポンドから14.7ポンドに上げた。船内気圧は、ドッキング中に問題が発生して緊急船外活動が必要になった場合に備え、下げられていた。

乗組員たちは、ドッキングモジュールの上部ハッチに中心線カメラも設置した。このカメラは、飛行4日目にキャメロン監督がアトランティスをミール宇宙ステーションにドッキングさせる際の主要な視覚的手がかりとなった。

東部標準時午前5時までに、アトランティスはミールから約1,450マイル 離れており、軌道ごとに約180マイルの速度で接近していた。その後、一連のランデブージェット噴射により接近速度がさらに調整され、 11月15日06:27:38 UTCにミールとのドッキングが行われた。^{[ 8 ]} 

アトランティスは飛行4日目にドッキングモジュールの最上部の両性具有ユニットを使用して、ついにミールのクリスタルモジュールにドッキングした。キャメロンがオービターのスラスタを使用してシャトルをミールに向けて操縦する間、アトランティスの船内では緊張が高まっていた。アトランティスは完璧な軌道操作の後、協定世界時06:27:38にミールにドッキングした。必要なチェックがすべて完了し、ハッチが開かれると、5人のシャトル宇宙飛行士はミールに入り、ミールの常駐クルーであるロシアの宇宙飛行士ユーリ・ギドゼンコとセルゲイ・アヴデエフ（ミールEO-20遠征を実施中）とESAの宇宙飛行士トーマス・ライター（ユーロミール95遠征に参加中）との3日間の共同作業を行う準備を整えた。^{[ 9 ]} 2つのクルーは握手と抱擁で挨拶を交わした後、伝統的な贈り物の交換を行い、クルー間で花とチョコレートを交換した。^{[ 2 ]} 

シャトルとミールの共同運用が行われた３日間で、アトランティスの乗組員は、水、物資、機器、ミールをアップグレードするための２つの新しい太陽電池アレイ（１つはロシア製、もう１つは共同開発）など、シャトルから宇宙ステーションへさまざまな物資を移送した。^{[ 10 ]}

乗組員はまた、さまざまな実験サンプル、修理および分析用の機器、ミールで製造された製品をアトランティスに運び、そこから地球へ送り返した。さらに、過去4年間ミールに搭載されて軌道上を飛行していたカリフォルニア大学バークレー校のトレック実験装置もアトランティスに運び返した。

一方、アトランティス号には、GPP実験と写真測量付属装置構造力学実験（PASDE）の2つの実験からなるGPPペイロードが搭載されていた。このペイロードは、ゴダード宇宙飛行センターの特殊ペイロード部門が管理した。GPPは、広帯域分光法を用いて地球の熱圏、電離圏、中間圏のエネルギーと力学を研究した。また、シャトルとミールの発光、シャトルエンジンの噴射、水の投棄、燃料電池のパージなどを観測することで、宇宙船と大気との相互作用も研究した。

貨物室全体に配置された3つのPASDEキャニスターは、ミッションのドッキング段階において、ミール太陽電池アレイの構造応答データを写真測量法によって記録した。このデータは後に地上で分析され、アレイの構造力学を特徴づけるための写真測量技術の有効性が検証された。これにより、この技術が国際宇宙ステーションのコストとリスクの削減につながることが実証された。

 11月18日午前8時15分44秒（UTC）、アトランティスはドッキングモジュールの下部アンドロジナスユニットからドッキングを解除し、ドッキングモジュールはクリスタルモジュールに永久的に接続されたままとなり、その後のドッキング時にシャトルとミールの太陽電池アレイの間にクリアランスを確保した。^{[ 3 ]}

飛行9日目は、主に着陸準備と着陸そのものに費やされました。アトランティスの 軌道離脱噴射は、東部標準時午前11時頃 （協定世界時16時）に128周回軌道上で行われ、フロリダ州ケネディ宇宙センター（KSC）のシャトル着陸施設 の滑走路33に着陸しました。

メイン着陸装置は11月20日 午後12時01分27秒 （東部標準時、協定世界時17時01分27秒）に着陸し、ミッション経過時間（MET）は8日4時間30分44秒でした。ノーズギアは8日4時間30分54秒（東部標準時午後12時01分37秒、協定世界時17時01分37秒）に着陸し、アトランティスの車輪はMETが8日4時間31分42秒（東部標準時午後12時02分24秒、協定世界時17時02分24秒）の時点で停止し、第73回スペースシャトルミッションが終了しました。^{[ 11 ]}                   

悪天候の場合に備えて、2回目の着陸機会が計画されており、東部標準時 午後1時37分にKSCに着陸し、午後 12時36分に軌道129で軌道離脱噴射を行う予定だった が、必要なかった。^{[ 12 ]}