サッカーボールの大きさの衛星が国際宇宙ステーションの中を自動的に飛行する実験が行われる。この衛星はSPHERES（Synchronized Position Hold Engage Re-Orient Experimental Satellites）と呼ばれ、さしずめ日本語にすると、自動姿勢保持再設定実験衛星といったところである。他の2機の衛星とジョイントし、この実験が成功すると、将来研究者が複数の衛星を使用して編隊飛行、自律ランデブ、ドッキング操作などの重要な一連の研究を可能にすることになる。
すでに最初のＳＰＨＥＲＥＳ衛星はステーションに到着しており、5月19日にステーション内部に放出される。他の2機となるSPHERESミニ衛星は次のシャトルミッションで打ち上げられる。
それぞれのミニ衛星は16AAの電池で作動し、圧縮炭酸を推力に使用する。このガスを噴射することで移動する。移動速度は秒速数センチメートルである。SPHERESはデスティニ実験モジュールとユニティノードの内部を飛行し、必要に応じて電池と炭酸ガスタンクを交換することで寿命を伸ばすことが可能となる。
宇宙に放出された場合は、作動させるための全てを小型ロボットに搭載する必要がある。