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亚特兰蒂斯号航天飞机与国际空间站成功对接，航天飞机上的全体机组人员和国际空间站上的宇航员以拥抱和握手的方式互相致意。
然而，在微笑和庆祝的同时，航天飞机上的隔热毯上出现的缝隙仍旧牵动着工程人员的神经。工程人员继续检查分析着这块地方的照片，以便确定它在亚特兰蒂斯号下周返航期间是否会导致问题出现。
在气密性检查过后，航天飞机和国际空间站成功对接，之后飞机和空间站之间的舱口打开了有1个半小时的时间。国际空间站上的美国宇航员苏尼塔·威廉姆斯在听到传统的钟响之后说：“亚特兰蒂斯号到了。”
亚特兰蒂斯号上的机组人员飘进了国际空间站的“命运”号实验舱，他们与驻扎在空间站上的宇航员相互拥抱，这些宇航员中除了威廉姆斯，还包括空间站上的机长费约多尔·尤尔敕金和宇航员奥勒格·科托夫。在拥抱完毕和尤尔敕金进行简要的安全指示后，航天飞机和国际空间站的航天人员又都投入了工作。
在抵达国际空间站之前，亚特兰蒂斯号的机长里克·斯图尔科告诉尤尔敕金，搭乘亚特兰蒂斯号飞船上天的宇航员克莱顿·安德森已经准备好了接替空间站上的威廉姆斯。尤尔敕金说：“你确定卡莱顿就在亚特兰蒂斯号上吗？”斯图尔科笑答：“是的，我确定，这一点在我们从佛罗里达起飞之前就核实过了。”
斯图尔科小心地调整了航天飞机的位置让它靠近空间站的对接口。在美国东部时间下午3时36分(北京时间凌晨3时36分)对接口把航天飞机和正在轨道上运行的国际空间站连在了一起。航天飞机对国际空间站2天的追逐最终在距离澳大利亚东南部地面210英里的上空成功结束。
这是今年航天飞机第一次抵达国际空间站。航天飞机上载着安德森，他将是国际空间站上的最新成员，航天飞机上还带着要给空间站安装的新组件。在亚特兰蒂斯号抵达空间站之前，宇航员约翰·奥利瓦斯在航天飞机内部又对已经那块开裂的隔热毯上进行拍照，这些照片被发送至地面控制中心以做进一步分析。
美国宇航局工程人员正把他们的注意力集中在隔热毯上一个4英寸宽6英寸长的裂缝上，这个裂缝是在航天飞机周五从肯尼迪空间中心发射后发现的。工程人员并不确定这是毯子上的缝补区域出现松动还是覆盖在机翼附近发动机箱上的隔热毯在发射期间被碎片击中导致的。美国宇航局称，航天飞机的其它构件似乎都完好无损。飞船发射期间传感器报告了机翼6次被撞击，但是工程人员认为这些问题都无大碍。
在亚特兰蒂斯号飞机处于空间站下面600英尺的位置时，国际空间站中的宇航员还对飞机的机腹拍摄了照片。这些照片是在斯图尔科控制航天飞机进行360度后空翻时拍摄的。工程人员想要确保航天飞机不会再出现像2003年导致哥伦比亚号致命事故的那样的损坏。
舱口打开后，威廉姆斯和安德森将交换附在空间站上的俄罗斯应急飞船的座椅。这次交换标志着威廉姆斯正式接替安德森成为空间站新居民。
由约翰逊航天中心的两名雇员谱写的振奋人心的歌曲《在天空中飞行》(Riding the
Sky)周日献给了安德森，以赞扬和鼓励他新来到国际空间站的行动。威廉姆斯在空间站生活6个多月后将搭乘亚特兰蒂斯号返回地球。
美国宇航局工程人员想要对开裂的隔热毯更多的照片进行研究，包括安装在飞船发射后在和亚特兰蒂斯号分离的固体火箭推进装置上的相机拍摄的画面。周六宇航员使用连接在机器臂杆末端的相机对航天飞机的隔热毯拍了照片。工程人员可以根据这些照片和性能测试构建飞机飞行模型，以确定在亚特兰蒂斯号返回地球时隔热毯是否会造成问题。隔热毯在“发现”号航天飞机2005年和2006年的飞行中都没有出现问题，但在亚特兰蒂斯号上的隔热毯所处的同一位置上的隔热瓦曾出现脱落。但在航天飞机返回地球期间这个位置的温度不会超过华氏1000度，而航天飞机其它位置的温度则会高出很多，可达到华氏2900度。
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