Zu einer Mission mit vielfältigem Programm startete am 03.02.1995 um 05:22 UTC von Cape Canaveral das US Space Shuttle „Discovery“. Vorausgegangen war eine 24-stündige Verschiebung des Starts, da eine ausgefallene Inertial-Meßeinheit im Cockpit des Shuttle getauscht werden mußte. Die Besatzung für das Unternehmen STS-63 „Discovery“ F-20 bestand aus dem erfahrenen Kommandanten James Wetherbee, Pilotin Eileen Collins, den Missionsspezialisten Michael Foale, Janice Voss und Bernard Harris sowie dem russischen Kosmonauten Wladimir Titow. Wichtigste Aufgabe der Crew war das erste Annäherungs-Rendezvous mit der russischen Raumstation Mir zur Vorbereitung der später geplanten Kopplungsmanöver. Ziel war die Verifizierung der Prozeduren für die Annäherung an die Raumstation sowie die Kommunikation zwischen den beteiligten Kontrollzentren und Raumschiffen. Und natürlich wurden auch die Sensorsysteme sowie diverse Navigationshilfen einem Test unter Realbedingungen unterzogen. Nach dem Erreichen der Umlaufbahn war das Rendezvous vorübergehend in Frage gestellt, als ein Leck an einem der Steuertriebwerke im Heck der „Discovery“ festgestellt wurde. Solche Lecks waren nicht ungewöhnlich und verschwanden häufig bei zunehmender Erwärmung im Sonnenlicht oder infolge einer Triebwerkszündung. Das war auch die Hoffnung der Flugleitung, denn die Regularien für das Rendezvousmanöver sahen zwingend vor, daß beim Manövrieren in der Nähe der Mir alle Triebwerke uneingeschränkt einsatzfähig sein mußten. Unterdessen aktivierte die Besatzung die zwanzig Experimente im Spacehab Modul in der Nutzlastbucht. Zudem wurde der RMS Manipulatorarm genutzt, um den Zustand der Nutzlastbucht fotografisch zu dokumentieren. Am zweiten Flugtag wurden aus der Nutzlastbucht sechs ODERACS (Orbital Debris and Radar Calibration Spheres) Kalibrierungsobjekte ausgestoßen. Die drei Kugeln und drei Draht-Dipole unterschiedlicher Größe und Beschaffenheit sollten vom irdischen Haystack Long Range Imaging Radar (LRIR) erfaßt und bis zum Wiedereintritt verfolgt werden. Ziel war es, das Orbital Debris Analysis System (ODAS) der NASA zu validieren. Später steuerte der russische Missionsspezialist Titow den Manipulatorarm, mit dem die Meßplattform SPARTAN 204 aus der Nutzlastbucht hinausgehoben wurde. Deren Sensoren untersuchten das Phänomen des „Shuttle-Glühens“, welches durch die Interaktion der Shuttle Oberfläche mit atomarem Sauerstoff ausgelöst wurde. Nach einigen Stunden wurde SPARTAN 204 wieder in der Nutzlastbucht verankert — ohne wie bei früheren Einsätzen einen Freiflug unternommen zu haben. Während die Experimente an Bord weiter liefen, näherte sich die „Discovery“ in mehreren Etappen der Raumstation Mir. Dabei blieb lange unklar, wie nahe sich beide Raumschiffe kommen würden. Denn das Treibstoffleck im Heck des Shuttle konnte nicht geschlossen werden und zudem begann ein Triebwerk im Bug gleichfalls Treibstoff zu verlieren. Doch schließlich konnten beide Lecks weitgehend unter Kontrolle gebracht werden und auch die russische Flugleitung willigte in ein enges Rendezvous ein, obwohl man sich um eine mögliche Verschmutzung der Solarzellenflächen der Mir sorgte. Nachdem die „Discovery“ sich bis auf etwa 130 m genähert hatte, verweilten die Raumschiffe in diesem Abstand für eine Stunde. Dabei wurden von beiden Raumschiffen umfangreiche Videodaten zur Erde übermittelt. Schließlich wurde die Entfernung für zehn Minuten auf 10 m verkürzt. Die Besatzungen konnten sich mit bloßem Auge beobachten und zuwinken. Schließlich manövrierte die „Discovery“ wieder auf 120 m Entfernung und begann nach einigen anderen Manövern schließlich eine Umfliegung der Raumstation. Dann nahmen beide Mannschaften Abschied voneinander. Am 07.02.1995 wurde dann der SPARTAN 204 Satellit erneut aus der Nutzlastbuch hinausgehoben. Diesmal löste Kosmonaut Titow aber die Halteklammern. SPARTAN 204 begann einen mehrtägigen Freiflug zur Untersuchung des interstellaren Mediums im erweiterten UV-Bereich, das Far Ultraviolet Imaging Spectrograph (FUVIS) Experiment. Während die Mannschaften der beiden Raumschiffe über die Flugleitung Fotos von ihrem historischen Rendezvous erhielten und nochmals ihre Eindrücke austauschten, begannen an Bord der „Discovery“ gleichzeitig die Vorbereitungen für ein Außenbordmanöver. Am 09.02.1995 verließen die Missionsspezialisten Harris und Foale die Luftschleuse, kurz nachdem die Missionsspezialistin Voss den SPARTAN 204 Satelliten wieder geborgen hatte. Ziel des Außenbordmanövers war das Training der Handhabung großer Objekte. Dieses EDFT-3 Experiment (EVA Development Flight Test) sollte der Vorbereitung auf den Aufbau der Raumstation „Alpha“ dienen. Während die beiden Astronauten dabei wenig Probleme hatten, bewährten sich die modifizierten Handschuhe ihrer Raumanzüge nicht. Diese sollten auch bei großer Kälte ein angenehmeres Arbeiten ermöglichen, doch beide Astronauten klagten über kalte Finger. Daraufhin wurde das Außenbordmanöver auf 4:39 h verkürzt. Dafür konnte sich die Crew auf diesem Flug erstmals an einem speziellen Coca-Cola Spender erfreuen, der im Spacehab Modul installiert worden war. Am 10.02.1995 begann die Crew damit, allmählich die Experimente für die bevorstehende Landung zu sichern. Bei guten Wetterbedingungen setzte die „Discovery“ am 11.02.1995 schließlich auf Runway 15 des Kennedy Space Center auf. Eine historische Mission war nach 198:28 h erfolgreich zu Ende gegangen.