Start von Cape Canaveral (KSC) und Landung auf Cape Canaveral (KSC), Runway 33.

Die Mission STS-132 (ISS ULF-4 ICC, MRM-1 (jetzt Rasswet), ERA) brachte das in Russland gebaute Erweiterungsmodul Rasswet, das am Sarja-Modul angedockt wurde, zur Internationalen Raumstation. Mit an Bord befand sich außerdem der Integrated Cargo Carrier (ICC-VLD). Dieser brachte 6 neue Batterien zur ISS, um dieselbe Anzahl alter Batterien im P6-Segment zu ersetzen. Außerdem wurde eine neue Ku-Band-Antenne installiert.

Rasswet ("Morgendämmerung") ist ein Forschungsmodul der Internationalen Raumstation (ISS) und ein Beitrag der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos. Andere Bezeichnungen lauten Docking Cargo Module (DCM) oder Mini Research Module 1 (MRM-1 bzw. MIM-1).
Da Rasswet im Gegensatz zu den meisten anderen Modulen russischer Bauart nicht über eigene Triebwerke verfügt, erfolgte der Start an Bord eines Space Shuttles im Rahmen der Mission STS-132. Im Gegenzug wurde der Innenraum Rasswets für den Transport von amerikanischer Ausrüstung reserviert. An der Außenhaut sind darüber hinaus Haltepunkte für den Transport einer Luftschleuse, eines Radiators und von Ersatzteilen für den europäischen Roboterarm ERA installiert. Die Startmasse von Rasswet betrug etwa 7,9 Tonnen. Die Installation an der ISS erfolgte genau wie die Umsetzung anderer Module mit Hilfe des großen Roboterarms Canadarm2. Die mitgeführte Luftschleuse für Forschungszwecke wurde nach der Installation von Nauka an den freien Kopplungspunkt des MLMs verlegt und der Radiator an dessen Außenhaut angebracht.
Die Leermasse von Rasswet beträgt etwa 5 Tonnen. Es ist etwa 6 Meter lang und aus Aluminiumlegierungen gefertigt. Rasswet hat einen Durchmesser von 2,35 Meter und bietet zusätzliche 17,4 m³ Stauraum und 5 Arbeitsplätze für die Astronauten.

Der European Robotic Arm (ERA, englisch für Europäischer Roboterarm) ist ein von der ESA entworfener und in Europa gebauter Roboterarm, der vom russischen Segment der Internationalen Raumstation aus operieren soll.
Nach derzeitigem Planungsstand soll ERA zusammen mit dem russischen Multipurpose Laboratory Module (MLM), auch Nauka genannt, an Bord einer russischen Proton-M-Rakete vom Weltraumbahnhof Baikonur aus zur Raumstation gebracht werden. Der Start des zugeteilten Aufbaufluges 3R wird im NASA-Flugmanifest nach mehrfachen Verschiebungen derzeit (Stand Juli 2013) mit dem 11. Dezember 2013 angegeben. Auf Grund des Fehlstarts einer Proton-Rakete am 02. Juli 2013 wurde nun mit einem Start im 1. Halbjahr 2014 gerechnet.
Nach dem Vorbild des bereits an der ISS installierten kanadischen Greifarms Canadarm2 wird ERA in der Lage sein, von verschiedenen Versorgungspunkten des russischen Segmentes aus zu operieren. Dazu wird ERA sich ähnlich einer Spannerraupe anhand der sogenannten Power and Data Grapple Fixtures frei fortzubewegen. Einige der von ERA wahrgenommenen Tätigkeiten werden vollständig automatisch, also ohne die direkte Bedienung durch ein Mitglied der ISS-Besatzung, oder halbautomatisch ablaufen. Dies soll präzises Arbeiten sicherstellen und zusätzlich der Besatzung ermöglichen, anderen Tätigkeiten nachzugehen. Neben Inspektionsarbeiten und dem Transport von Experimenten wird ERA auch die Raumfahrer selbst zu ihren Einsatzorten bringen, was eine wesentlich schnellere Fortbewegung bei Außeneinsätzen ermöglicht.
ERA besteht aus zwei ca. 5 m langen, symmetrische Arm-Sektionen, zwei identischen Greifern (engl. End Effectors (EE)) die auch Daten, Strom und mechanischen Antrieb auf Nutzlasten übertragen können, zwei Handgelenken mit je drei Verbindungsstellen, eine dem Ellbogen ähnliche Verbindung, einen zentralen Steuerungscomputer im Arm, vier Kameras und dazugehörige Beleuchtungseinheiten.
Er hat eine Gesamtlänge von 11, 3 Meter und einen Operationsradius von 9,7 Meter. Seine Masse beträgt 630 Kilogramm und er kann eine Nutzlast von 8 Tonnen tragen.

Nach dem Erreichen der Erdumlaufbahn öffnete die Besatzung die Frachtraumtüren der Atlantis, testete den Greifarm RMS in seinen verschiedensten Funktionen, klappte die für das Rendezvous erforderliche Ku-Band-Antenne aus und begann mit der Angleichung der Flugbahn zur Internationalen Raumstation. Ebenso montierten sie im "Orbiter Docking System" die "Centerline Camera", die Kommandant Kenneth Ham das spätere Docking erleichtern soll.
Außerdem wurde der Hitzeschild der Atlantis auf eventuelle Schäden untersucht, die beim Start durch sich vom Außentank ablösende Isolierschaumstücke entstanden sein könnten. Dabei sollte der OBSS-Inspektionsarm eingesetzt werden, der nach dem Columbia-Unglück entwickelt wurde. Der OBSS ist ein 15 Meter langer "Aufsatz", der mit dem Roboterarm des Shuttles verbunden wird. Der Kopf des OBSS ist mit Laser-Sensoren und hochauflösenden Kameras ausgestattet und tastet halbautomatisch die Hitzeschutzkacheln des Orbiters ab.
Die Astronauten der Atlantis mussten allerdings ein Reserve-Sensorsystem mit geringerer Leistung für die Inspektion des Hitzeschutzschildes an der Nase und den Flügeln des Shuttles verwenden. Ein klemmendes Kabel verhinderte die Nutzung des leistungsfähigeren Primärsystems OBSS. Durch das Problem verlor die Crew mehrere Arbeitsstunden, weil das Reservesystem Sonnenlicht benötigt. Nach Aussage des Flugdirektors konnten schließlich aber doch alle notwendigen Daten gewonnen werden.

Den Gesetzen der Bahnmechanik folgend holte die Atlantis von ihrer ersten Umlaufbahn und weiteren Triebwerkszündungen in den folgenden beiden Tagen immer mehr zur Internationalen Raumstation auf. Am dritten Flugtag, dem 16. Mai 2010, hatte die Atlantis einen Punkt 15 Kilometer hinter der Raumstation erreicht. Für den Anflug im Rahmen des sogenannten "R-Bar Approach" musste das Space Shuttle nochmals seine Bahn senken, sodass sich die Atlantis schließlich etwa 180 Meter unterhalb der Internationalen Raumstation befand. Ab dieser Distanz übernahm Kenneth Ham die manuelle Steuerung und flog entlang des sogenannten "R-Bar" (gedachte Verbindungslinie zwischen der Raumstation und dem Erdmittelpunkt) hinauf zur ISS. In der Nähe der Station führte Kenneth Ham ein spektakuläres 360°-Manöver - das Rendezvous Pitch Maneuver (RPM) - durch, wobei er die Raumfähre innerhalb weniger Minuten um ihre Querachse drehen ließ. Die Besatzung der Raumstation fertigte währenddessen hochauflösende Aufnahmen des Shuttle-Hitzeschildes an. Die Aufnahmen werden später zur Erde übertragen und von Fachleuten ausgewertet. Mit einer direkt vor der ISS reduzierten Annäherungsgeschwindigkeit auf zuletzt nur noch 3 Zentimeter pro Sekunde flog der Orbiter auf den Ankopplungsstutzen der Internationalen Raumstation zu. Wie die Kommandanten bei allen Kopplungsmissionen steuerte er den Raumgleiter von der hinteren Konsole im Flugdeck aus, weil er von dort freie Sicht auf die Raumstation hatte. Ohne Probleme konnte er sein Raumschiff an die ISS ankoppeln.

Etwa zwei Stunden später um 16:18 UTC wurden die Luken zwischen ISS und Atlantis geöffnet. Nach einer kurzen Willkommensfeier folgte die standardmäßige Sicherheitsunterweisung durch den Kommandanten der ISS Expedition 23 Oleg Kotow.
Noch am selben Tag begann der Transfer von ersten Gütern zur ISS, darunter befanden sich auch die Raumanzüge für die folgenden drei Außenbordeinsatz (EVAs). Im Außenbereich wurde Canadarm2 benutzt, den Integrated Cargo Carrier aus der Nutzlastbucht des Shuttles auf das Mobile Base System zu befördern. In Vorbereitung auf den ersten Außenbordeinsatz am folgenden Tag, verbrachten die Missionsspezialisten Garrett Reisman und Stephen Bowen die Nacht bei vermindertem Luftdruck in der Quest-Luftschleuse. Dadurch wird einer Dekompressionskrankheit aufgrund von Stickstoffübersättigung vorgebeugt.

Die erste EVA unternahmen Garrett Reisman und Stephen Bowen am 17. Mai 2010 (7h 25m). Die beiden Astronauten begaben sich zunächst zur ICC-Frachtpalette. Von dort holten sie einen 2,7 Meter langen Antennenmast, der anschließend am Z1-Element der Station befestigt wurde. Garrett Reisman, der sich am Canadarm2 eingeklinkt hatte, wurde zurück zur Frachtpalette gefahren, um die Antennenschüssel von dort zu holen und auf dem bereits montierten Mast zu befestigen. Dies gelang nicht komplett, da sich die Verbindungsschrauben nicht vollständig anziehen ließen, weshalb die Starthalterungen, die ein Bewegen der Antenne verhindern sollten, nicht gelöst wurden. Die neue Ku-Band-Antenne dient als Ersatz für die ebenfalls auf dem Z1-Element montierte Hauptantenne. Danach befestigte Garrett Reisman eine Ersatzteilplattform für die Roboterhand Dextre am Modul Destiny. Da beide gut in der Zeit lagen, wurden zusätzliche Aufgaben in Vorbereitung des zweiten Ausstieges hinzugefügt. So wurde z.B. ein Teil der Schrauben, die die neuen Batterien an der ICC-Frachtpalette befestigten, gelöst.

Am 18. Mai 2010 wurde das neue russische Modul Rasswet an die Internationale Raumstation angefügt. Kenneth Ham und Anthony Antonelli steuerten den Greifarm des Space Shuttle, um das neue Forschungsmodul aus der Ladebucht der Atlantis zu holen. Dann übergaben sie das Modul an den von Garrett Reisman und Piers Sellers geführten Greifarm der Internationalen Raumstation. Dieser brachte das MRM-1 oder Rasswet zu seiner neuen Position am russischen Segment. Überwacht wurden die Arbeiten durch den Kommandanten der Expedition 23 Oleg Kotow. Vom russischen Segment aus unterstützte er das automatische Andocken und die permanente Befestigung an die Raumstation.

Die zweite EVA wurde durch Stephen Bowen und Michael Good am 19. Mai 2010 (7h 09m) ausgeführt. Zunächst brachten die beiden Astronauten eine Kabelschlaufe am Kipp-Schwenk-Mechanismus des OBSS an, womit das Hauptsystem wieder voll funktionstüchtig war. Hauptaufgabe war die Auswechslung von drei der sechs Batterien am B-Teil des P6-Elements. Die jeweils 165 kg schweren Batterien der A-Seite waren bereits während STS-127 gewechselt worden. Zunächst wurde eine alte Batterie ausgebaut und zwischengelagert. Danach wurde jeweils eine neue von der ICC-Frachtpalette im P6-Element eingebaut und die alte auf der Palette verstaut. Stephen Bowen und Michael Good kamen so gut voran, dass eine Batterie mehr als geplant gewechselt werden konnte, sodass für die dritte EVA nur zwei übrigblieben. Nachdem diese Aufgabe abgeschlossen war, begaben sich beide zur neuen Ku-Band-Antenne auf dem Z1-Element, um die Montage zu beenden. Nachdem sie die Verbindungsschrauben vollständig angezogen hatten, was im ersten Ausstieg nicht gelungen war, entfernten sie die Transporthalterungen und bereiteten die Antenne auf ihren Einsatz vor.

Am Flugtag 7 wurden die Luken zu Rasswet geöffnet und die Besatzung betrat das Modul zum ersten Mal. Später am Tag breiteten sich Michael Good und Garrett Reisman für den dritten Außenbordeinsatz vor und begaben sich zum Campout in die Luftschleuse Quest.

Die dritte und letzte EVA erfolgte durch Michael Good und Garrett Reisman am 21. Mai 2010 (6h 46m). Der Ausstieg diente zunächst dazu, eine Ammoniaküberbrückungsleitung zwischen dem P3- und P4-Element zu installieren. Danach tauschten Michael Good und Garrett Reisman die zwei verbliebenen Batterien des P6-Elements aus und befestigten die alten auf der ICC-Frachtpalette. Nachdem diese Arbeiten abgeschlossen waren, begaben sich beide in die Ladebucht der Atlantis, um eine Greifhalterung für den Canadarm2 zu holen. Diese brachten sie in die Luftschleuse Quest. Die Halterung soll bei einem späteren Außenbordeinsatz der ISS-Expedition am Sarja-Modul montiert werden. Als Zusatzaufgabe verstauten sie Werkzeuge an ihrem vorgesehenen Platz am Z1-Element.

Am neunten Flugtag wurde zunächst die ICC-Frachtpalette mit dem Canadarm2 wieder in der Ladebucht der Atlantis verstaut. Später fanden Transferarbeiten vom Mitteldeck des Shuttles und zurück zur Station statt. Zudem beantworteten die Astronauten Fragen von Schülern.

Am 23. Mai 2010 koppelte die Atlantis-Besatzung mittels Federkraft wieder von der ISS ab. Dadurch werden Beschädigungen oder Verunreinigungen der Station vermieden. Erst danach wurden die Steuerungstriebwerke aktiviert und die Raumfähre entfernte sich von ihr bis zu einer Distanz von etwa 150 Meter. Von dort aus umflog Anthony Antonelli die Orbitalstation eineinhalb Mal, ehe die Triebwerke der Atlantis erneut gezündet wurden und der Raumgleiter seine Distanz vergrößerte. Der Orbiter stoppte dann in einer Entfernung von etwa 75 Kilometer. Mit Hilfe des OBSS wurde eine letzte Überprüfung des Hitzeschutzschildes vorgenommen. Im Notfall hätte das Space Shuttle zur Internationalen Raumstation zurückkehren können.