Atlantis unue flugis dum Oktrobro 1985, farante klasifikitajn militarajn aferojn, unu el kvin tiaj flugoj. En 1989 Atlantis deplojis du planetajn sondojn, Magellan-an kaj Galeleo-an, kaj en 1991 ĝi deplojis la Gama-radiadan Observejon Compton.
Komence en 1995, Atlantis faris sep sinsekvajn flugon al la rusakosmostacioMir. Dum la dua flugo, ĝi liveris kuplan modulon, kaj dum sekvaj flugoj, ĝi faris kosmonaŭtajn interŝanĝojn.
Ekde novembro 1997 ĝis Julio 1999, Atlantis spertis reekipadon, kun proksimume 165 modifaĵoj faritaj al la pramo, inklude de instalado de la Multifukcia Elektronika Montrila Sistemo, aŭ la vitra kajuto. Ĝi faris ses flugojn de tiam, ĉiuj traktis kunigadajn aktivecojn ĉe la Internacia Kosmostacio.
En oktobro 2002, Atlantis kaj ses-homa pramanaro kompletis 11-tagan mision al la Internacia Kosmostacio kiu implikis tri kosmomarŝojn.
NASA tempoplanis la 27-an lanĉon de Atlantis en septembro 2005, dum la fenestro de la 9an ĝis la 24an. Dekretiĝis malsekure flugi la mision kaj la lanĉa fenestro estis maltrafita pro komplikaĵoj dum la lanĉo de Discovery (Malkovro) por misio STS-114 kaj la sekva suspendo fare de NASA de ĉiuj ontaj pramaj lanĉoj. Atlantis estis la indikita STS-300-a sava orbitilo por la misio STS-114. Atlantis estis tempoplanita flugi mision STS-121, estis decidite ke Discovery (Malkovro) flugu la mision anstataŭe.
Post la kvarjara halto la pramo refoje orbitis kun ses kosmonaŭtoj sur STS-115, portante segmentojn de la P3/P4-a truso kaj solajn vicarojn.
Atlantis restis en orbito ligita al la Internacia Kosmostacio dum sia 28-a misio STS117. Pro damaĝo de hajla ŝtormo je la 26-a de februaro, 2007 lanĉo estis malfruigita ĝis la 8-a de junio. Dum en orbito, oni trovis 10 cm ŝiron en la termikprotekta sistemo. Atlantis restis en orbito ĝis la 21-a de junio, 2007 por ripari la ŝiron.
Atlantis estis planita emeritiĝi post sia lastan planitan flugo, STS-125, la fina serva miso al la Kosmoteleskopo Hubble. Ĝi devis esti uzata por provizi partojn por Discovery (Malkovro) kaj Endevro (Strebo) ĝis la antaŭvidita fino de la Kosmoprama programo en 2010. Atlantis estis elektita por frua emeritigo por eviti multekostan revizon kiu estis planita komenci en 2008.
Tamen komence de 2008 NASA decidis pliapartigi la revizojn kaj sekve plilongigi la servon de Alantis ĝis iam en 2010.
Unua misio de 'Atlantis, ĝi estis rezervita por a Departemento pri defendo. Oni kredas ke ĝi servis por enlokigi du satelitojn DSCS-III (Satelita Komunika sistemo de la defendo) en senmovan orbiton.
Misio rezervita por la Departemento pri defendo. Enorbitigo de la satelitoj Lacrosse 1por la usona National Reconnaissance Office (NRO) kaj la Central Intelligence Agency (CIA). La varmoprotekta ŝildo de Atlantis suferis aparte gravan damaĝon dum tiu flugo. Pli ol 700 ŝilderoj estis damaĝitaj, kaj unu mankis.[2]
Misio rezervita por la Departemento pri defendo. El la nesekreta ŝarĝo estis satelito Defense Support Program (DSP) enorbitigita en la unua tafo de la flugo.
Portis la unuan Atmosferan Laboratorion por Aplikoj kaj Scienco (ATLAS-1). ATLAS-1 kun 12 iloj esploris la ĥemion de la armosfero, la sunan radiadon, solar radiation, la fizikon de la spaca plasmao kaj transviolan astronomion.
Portis la trian Atmosferan Laboratorion por Aplikoj kaj Scienco (ATLAS-3) por esplori la sunenergion kaj ĝian efikon al la tera klimato kaj medio. Aldone, STS-66 inkluzivis la enlokigon de kaj reprenon de la the Kriogena Subrĝa Spektrometra Teleskopo por la Atmosfero (CRISTA) por esplori la ŝanĝemecon de la atmosfero kaj liveri mezurojn.
Unua historio alperoniĝo de Kosmopramo al la Spacostacio Mir. 100a uson homa spaca flugo. Atlantis transportis du kosmonaŭtoj Anatoly Solovyev kaj Nikolai Budarin al Mir kaj revenigis astronaŭton Norman E. Thagard kaj kosmonaŭtojn Vladimir Dezhurov kaj Gennady Strekalov. La kuna uson-rusa skipo faris biologian esplorojn en la Spacelab / Mir.
Portis alperoniganeron al Mir kaj alperoniĝis al la ero Kristall. Dum tritaga kun flugo kun MIR, la skipo de Atlantis transdonis akvon, varojn, ilaron kaj du novajn suntabulojn por plipotencigi Mir.
Rendevuo kun Mir, inkluzive de transfero de skipano Shannon Lucid. STS-76 estis la unua flugo de la prem-ero SPACEHAB por plifaciligi la alperonigojn de Kosmopramoj al Mir. Linda M. Godwin kaj Michael R. Clifford|Michael Clifford faris la unuan usonan eksterŝipa agado ĉirkaŭ la du kigitaj kormoŝipoj.
Randevuo kun Mir, inkluzive de transfero de skipano Shannon Lucid kaj John Blaha. Unua kosmoprama misio al la kompletigita Mir. STS-79 ankaŭ estis la dua flugo de la ero SPACEHAB kaj ĝia dua flugo kiel duobla ero.
Randevuo kun Mir, inkluzive de transfero de skipano John Blaha kaj Jerry Linenger. Transporto de la duobla ero SPACEHAB, kaj dum 5-taga kuna funkciado kun Mir la skipoj transdonis akvon kaj varojn.
Randevuo kun Mir, inkluzive de transfero de skipano Michael Foale kaj David A. Wolf. 5-taga alperonado kaj unua kuna uson-rusa spaca ekskurso kadre de kosmoprama misio far Vladimir G. Titov kaj Scott E. Parazynski.
Reekipiga misio al la Internacia Spaca Stacio per duobla ero SPACEHAB kaj integrita ŝarĝportilo de SPACEHAB. Astronaŭtoj James S. Voss kaj Jeffrey N. Williams faris spacan ekskurson kaj Atlantis ankaŭ reŝarĝis la motorojn de ISS.
Konstruada misio al la Internacia Spaca Stacio (Porto kaj munto de la laboratoria ero Destiny). Tri spacaj ekskursoj, inkluzivantaj la 100an de la usona homa spaca programo.
Konstruada misio al la Internacia Spaca Stacio (Porto kaj munto de la aer-kluzo Quest). Astronaŭtoj Michael Gernhardt kaj James Reilly faris 3 elirojn en la kosmon dum kiam Atlantis estis konektita al la ISS. STS-104 estis la unua misio por flugo kun "Bloko II" SSME.[3]