在“哥伦比亚”号子2003年2月1日失事后，剩余的3架航天飞机一直停飞，进行安全措施方面的改进。“发现”号得以复飞依赖的就是这些改进所取得的成果，特别是其中2项新技术的应用，成为航天飞机重返太空的双保险。
　　
　　面貌一新的外贮箱
　　
　　外贮箱是航天飞机上最大的和唯一不可回收的部件，贮存着温度极低的液氢和液氧，作为轨道器主发动机的推进剂。外贮箱内加注推进剂后重约740吨，对确保航天飞机安全至关重要。“哥伦比亚”号失事原因就是在发射过程中从外贮箱脱落的泡沫材料击中了航天飞机左翼防热部件形成损伤而造成的。所以，航天飞机复飞前的首要工作就是对外贮箱进行了重新设计，防止机身和推进器受到外贮箱上脱落的泡沫材料的撞击。
　　新的外贮箱于2005年1月6日晨运抵佛罗里达州肯尼迪航天中心，外形像一颗巨大的子弹壳，被认为是迄今为止最安全的燃料箱。它改变了原来绝缘泡沫材料的安装方式，安置了调温装置以防止结冰，同时还装有摄像头，以便地面工作人员能够在航天飞机发射时监测损伤情况。
　　设计人员称，改进后的外贮箱可以保证其表面不会有大块绝缘材料脱落。另外，美国航空航天局还提高了绝缘材料敷设工艺的标准。根据事故调查委员会的建议，航空航天局重新培训了为外贮箱喷涂绝缘泡沫材料的技术工人，提高了他们的操作工艺技能，减少泡沫材料中的空隙。
　　


　　2005年2月，新的外贮箱与助推火箭安装到了一起，3月份安装到“发现”号航天飞机上进行测试。
　　除外贮箱外，航天飞机主发动机也是保障安全的重要一环。工程师们已对发动机进行了大量的试验，试验结果表明，发动机一切正常，可持续工作520秒，这是确保航天飞机入轨的时间。
　　
　　在轨修复技术
　　
　　由于目前还不能完全杜绝航天飞机防热瓦在轨损坏的问题，所以若发现航天飞机表面有受损部位，航天员将准备出舱进行修补。
　　从小的裂缝到“大洞”，针对不同的损伤情况，美国设计了几种维修方案。0．9-1．6毫米的裂缝，可用格伦中心研制的一种新型粘合剂来修补。对直径12．7-101．6毫米的小洞，航天员可先插入一个探针，然后用螺钉状塞子将洞堵住。对于更大的洞，则需用一块完好的碳碳复合材料板覆盖在破损板上。
　　为此，研究人员还设计了一种叫“填缝枪”的新修补工具。航天员把便携式储备箱中粘稠状硅化合物材料通过导管传输到填缝枪中，对准受损部位进行喷射，硅化合物固化，从而完成修补工作。
　　


　　当然，航天飞机首次复飞不可能解决所有在轨维修技术。考虑到航天飞机的安全性问题，还有2项修补技术不会在这次飞行中试验。它们分别是用填缝枪将微红色粘性物注入受损防热瓦内，用绝缘材料填充裂缝后将耐热的柔性透明片压在受损区域。航天飞机将携带这两项技术的应用装置，但只在紧急情况下使用，其研制工作将继续进行，并可能在航天飞机复飞后的第二次飞行中进行试验。
　　针对由于外贮箱绝缘泡沫材料大块脱落在机翼上撞出大洞，而导致“哥伦比亚”号空中解体这一故障，美国航空航天局2004年12月6日表示，至今仍然无法做到在空中修补这样尺寸的“大洞”，因为被撞“大洞”的面积约为380平方厘米(相当于我们这本杂志的2／3大小)，而制作修复这样“大洞”所用的“补丁”比想像中要困难很多。
　　


　　
　　眼亮才能心明
　　
　　为了保证安全，对航天飞机重要部位进行在轨拍照是很有必要的。目前，已在航天飞机起飞垫周围、外贮箱和推进器上都安装了新相机。航天员执行任务时也将携带手持式照相机，以便出舱时能直接对外贮箱进行拍照。美国航空航天局还将编制新的用于实时传输航天飞机图像的程序。
　　航天飞机自身的在轨检查也将由一台照相机来完成，它可生成航天飞机外部三维图像。这台相机被安装在航天飞机机械手末端的遥感器伸杆上(遥感器伸杆是航天飞机上安装的新部件)，航天员将通过这个伸杆看到航天飞机外表的每个部位。
　　此次飞行时，遥感器伸杆在完成检查任务后，航天飞机将靠近空间站，然后由空间站上的航天员通过俄罗斯“星辰”号服务舱窗口对航天飞机拍摄数字照片。航天飞机还将做翻转动作，以便航天员能拍到它的下侧照片。如果航天飞机的受损部位不明显，航天员将继续拍照，直到美国航空航天局的专家能对受损情况做出分析为止。
　　另外，美国圣地亚国家研究所还在航天飞机的机翼装载了一套感应器预警系统，它能够监测到机翼发生的任何冲击，展示机翼受损程度，以便航天员作出相应的反应。
　　
　　危险依然存在
　　
　　


　　为防万一，设计师们作了各种意外假设。如果在发射头4分钟出现故障，航天飞机将设法飞回肯尼迪中心。如在发射后4～8分钟内出现故障，航天飞机将坠落在海上。坠落时，航天员坐在座椅上随救生舱自由下降。大约下降45000米以后，航天员们将被弹射出舱，然后降落伞打开。在12分钟的坠落过程中，躲在特制逃生舱里的航天员们将不断地给航天服减压，直到坠落到海里时气压才与地面相近。如果情况理想的话，航天员们将降落在方圆几千米的海面上。其航天服上的发射器会自动发出求救方位信号。救援飞机收到信号后迅速锁定他们的准确位置，然后引领救援直升机抵达现场。如果航天飞机在着陆时控制仪器失灵，航天飞机会坠落在离开着陆地带约4千米范围的地面上。
　　为确保万无一失，美国航空航天局还为保障飞行安全附加了额外的限制条件，其中包括在白天发射航天飞机。这样就可以观察到外贮箱脱落的任何残骸，并在航天飞机再次进入大气层之前进行调查。
　　另外，复飞的航天飞机将前往“国际空间站”，这样一旦发生最坏的情况，允许全体乘员放弃航天飞机而紧急逃生到“国际空间站”，用空间站作为临时安全避难所，直到其它航天飞机前来营救。
　　在首次复飞期间，美国配有援救航天飞机“亚特兰蒂斯”号，它将时刻保持待命状态。一旦“发现”号升空，“亚特兰蒂斯”号必须做好在30天时间内随时升空的准备。如果发生紧急事件，援救航天飞机将起飞增援，以便能把首次复飞的乘员全部接回地球。“发现”号航天飞机的发射窗口是5月15日至6月3日，如果需要援救，“亚特兰蒂斯”号航天飞机可于7月12日发射。
　　其实，“发现”号和“亚特兰蒂斯”号是彼此的备份机。航空航天局一直在同时准备这两架航天飞机的发射工作，它们将证明航天飞机具备再次飞行的安全性。
　　美国航空航天局2005年4月5日承认，尽管在过去的两年里，航空航天局一直在努力防止航天飞机发射时外贮箱的大块绝缘泡沫材料发生脱落，但问题还是没得到彻底解决。专家预计，当“发现”号升空时会有数块体积不超过一两块棉花糖大小的绝缘泡沫材料从外贮箱上脱落下来。它们脱落后所撞击的地方和时间将决定它们是否会给航天飞机再入大气层时造成灾难性后果。使“哥伦比亚”号左翼受损的绝缘泡沫块大小有随身携带的公文包那么大。所以，与“哥伦比亚”号相比，“发现”号已经安全多了。
　　美国航空航天局局长毫不避讳地说，“发现”号为期13天的太空之旅是一次试验性飞行，希望能实地检验“哥伦比亚”号航天飞机失事后，美国航空航天局新制定的安全检查程序和防热瓦技术的可靠性。航天员们将会在首次太空行走的时候，模拟修补假定被损坏的航天飞机防热瓦，从而确保一旦遭遇类似“哥伦比亚”号的故障，航天员们在太空中就能解决所有的问题。此外，“发现”号的任务还包括向“国际空间站”运送重要的设施。
　　2005年1月7日，机长科林斯表示，虽然目前还不能在轨修复类似“哥伦比亚”号因撞击而出现的漏洞，但她的乘员组有了更多的选择。首次复飞的航天员将第一次实践在轨维修技术，而这项技术是未来美国所有航天员的必修课，因此他们会在载人航天史上占据特殊位置。不过，为了提高航天飞机的安全性，美国可是花费了大量资金。
　　2005年4月17日，俄罗斯“联盟”TMA-6与“国际空间站”对接，为空间站送去第11批长期考察组成员——俄罗斯的克里卡廖夫和美国的菲利普斯。“国际空间站”与航天飞机的对接口自2003年美国航天飞机停飞后就未曾使用过，菲利普斯将立即着手进行准备，以保证对接口能与航天飞机顺利对接。
　　美国航空航天局官员2005年4月20日表示，航空航天局已将恢复发射航天飞机的最早日期从5月15日推迟到22日，以便航空航天局能从容不迫地做完发射前最后的检测和工程技术准备工作。