Mit einer der größten Nutzlasten des Shuttle Programms an Bord, dem japanischen Wissenschaftsmodul JEM-​PM „Kibō“, startete am 31.05.2008 um 21:02 UTC die Raumfähre „Discovery“ F-​35  von Cape Canaveral zur ISS. Hauptaufgabe der STS-​124  bzw. ISS-​1 J Mission war der Transport des 11,2 m langen und 4,4 m im Durchmesser messenden Moduls. Mit seinen rund 120 m³ Rauminhalt stellte es selbst das US Forschungsmodul „Destiny“ in den Schatten. Das Volumen des Moduls und weiterer Frachten in der Nutzlastbuchten machte es sogar unmöglich, den eigentlich seit dem „Columbia“ Unglück vorgeschriebenen OBSS (Orbiter Boom Sensor System) Ausleger mitzuführen. Dieser wurde benötigt, um mit dem Manipulatorarm des Shuttle auch die Unterseite des Orbiters mit Sensoren und Kameras auf eventuelle Schäden untersuchen zu können. Daher hatte man das OBSS vor der Rückkehr der STS-​123  „Endeavour“ zur Erde auf der ISS deponiert. Nach einer weitgehend ereignislosen Startvorbereitung und einem reibungslosen Countdown hob die „Discovery“ mit ihrer siebenköpfigen Besatzung in Florida ab. Kommandant war der erfahrene Mark Kelly. Als Pilot fungierte Kenneth Ham auf seinem ersten Raumflug. Neben der Cockpitcrew waren fünf Missionsspezialisten an Bord: Karen Nyberg, Ronald Garan, Michael Fossum, Akihiko Hoshide (als Vertreter der JAXA) und Gregory Chamitoff. Letzterer sollte Garrett Reisman als Bordingenieur der 17. ISS Stammbesatzung ablösen. Da drei Tage vor dem geplanten Start eine Pumpe an der Bordtoilette der ISS ausgefallen war, wurde kurzfristig die Frachtliste um das benötigte Ersatzteil ergänzt. Das blieb aber die einzige Änderung in letzter Minute. Der Start selbst erfolgte, was selten genug im Shuttle Programm gelang, pünktlich auf die Sekunde. Kaum hatte das Shuttle aber den Orbit erreicht, gab es im Kontrollzentrum besorgte Mienen. Denn erstmals nach dem Verlust der „Columbia“ flog eine Shuttle Mission mit einem umfassend neu designten Außentank. Bis dahin waren die Tanks lediglich entsprechend der Empfehlungen einer seinerzeit eingesetzten Experetenkommission überarbeitet worden, um das Abbröseln von Teilen der Schaumstoffisolierung zu verhindern. Nun also kam erstmals ein Tank, bei dem die Modifikationen schon im Fertigungsprozeß berücksichtigt worden waren, zum Einsatz. Und dennoch lösten sich wieder erhebliche Teile der Isolierung ab. Außerdem hatte der Startkomplex 39 A schwere Schäden erlitten. Der Abgasstrahl des Shuttle hatte großflächig Schamottsteine aus dem Flammkanal des Startkomplexes herausgerissen, die im Umkreis von mehreren hundert Metern niederregneten und weitere Schäden verursachten. Ein Ereignis, das es seit Jahrzehnten nicht mehr gegeben hatte. Die Auswertung der Kamerabilder vom Start zeigte immerhin, daß weder das eine noch das andere Ereignis zu Schäden am Orbiter geführt hatte. Endgültige Klarheit würde aber erst die Inspektion mit dem OBSS bringen. Die weitere Mission verlief jedoch mustergültig. Am 02.06.2008 um 18:03 UTC koppelte die „Discovery“ an der Internationalen Raumstation an. Zuvor hatte sie das traditionelle Rendezvouz Pitch Maneuver geflogen, das es der Besatzung der ISS ermöglichte, hochauflösende Fotos vom Hitzeschild des Shuttle anzufertigen. Nach der Begrüßung durch die Stammbesatzung und einer kurzen Einweisung begannen bereits die Vorbereitungen auf das erste Außenbordmanöver der Mission. Chamitoff und Reisman hatten da bereits ihre Konturensitze für das Sojus Raumschiff ausgetauscht, so daß Chamitoff nun praktisch bereits zur ISS Crew gehörte. Am 03.06.2008 verließen die Missionsspezialsiten Garan und Fossum die „Quest“ ab 16:22 UTC Luftschleuse und lösten zunächst das am S1 Segment der ISS deponierte OBSS aus seiner Verankerung. Dann wurde das OBSS vom Manipulatorarm der ISS an den des Shuttle übergeben. Das Manöver steuerten die Astronauten Hoshide und Nyberg. Garan und Fossum inspizierten unterdessen den für „Kibō“ vorgesehenen Kopplungsstutzen am „Harmony“ Knoten. Zurück in der Nutzlastbucht des Shuttle entfernten sie Schutzabdeckungen, elektrische Verbindungen und Transportsicherungen des japanischen Moduls. Danach ging es weiter zum S3/S4 Segment, wo sie sich dem SARJ Drehgelenk der dortigen Solarzellenfläche widmeten. Bereits im Jahr 2007 war dort verstärkter Verschleiß festgestellt worden. Nun ersetzte Garan ein Lager im Antriebssystem, während Fossum Techniken und Werkzeuge zur Reinigung erprobte. Wenige Minuten bevor die beiden Astronauten nach 6:48 h ihre EVA abschlossen hatten, konnten auch die Kollegen Vollzug melden. „Kibō“ war mit dem Manipulatorarm der ISS aus den Nutzlastbucht des Shuttle herausgehoben und um 23:01 UTC an „Harmony“ angedockt worden. Am nächsten Flugtag konnten die Raumfahrer erstmals das Innere des neuesten Raumstationsmoduls inspizieren. Auch wurde der Tag genutzt, die Toilette um „Swjesda“ Modul zu reparieren. Am 05.06.2008 verließen dann Fossum und Garan ab 15:04 UTC erneut die Station. Sie montierten zwei Kameras an „Kibō“, die zukünftig den Einsatz des japanischen Manipulatorarms JEMRMS überwachen sollten. Weiterhin gab es eine Reihe von Sicherungen und Abdeckungen am Japanese Experiment Module zu entfernen. Nachdem die Arbeitem am JEM abgeschlossen waren, wechselten Fossum und Garan zum S1 Segment. Hier lösten sie die Verankerungen eines Stickstofftanks des Kühlsystems, der während der nächsten EVA ausgetauscht werden sollte. Vor der Rückkehr in die Luftschleuse bargen sie zudem noch eine defekte Kamera vom P1 Gittersegment und inspizierten zu Vergleichszwecken das dortige, funktionierende, SARJ Drehgelenk. 7:11 h hatte schließlich dieser Außenbordeinsatz gedauert. Am nächsten Flugtag wurden weitere Systeme im Inneren von „Kibō“ aktiviert, der JEMRMS erstmals erprobt und das bereits bei der vorangegangenen Shuttle Mission ins All gelangte „Kibō“ Logistikmodul JEM-​ELM-​PM umgesetzt. Nach einem Tag zur Regeneration unternahmen Fossum und Garan am 08.06.2008 ab 13:55 UTC ihre dritte und letzte EVA. Zunächst tauschten beide Astronauten gemeinsam den Stickstofftank aus, wobei Garan an der Spitze des Canadarm2 ein spektakuläres „Scheibenwischermanöver“ zwischen dem Depot für den neuen Tank auf der Backbordseite der ISS und dem Montageort auf der Steuerbordseite ausführen durfte. Danach widmeten sich die Astronauten getrennt kleineren Aufgaben. Garan brachte die inzwischen reparierte Kamera wieder am P1 Segment an, während Fossum Proben vom Backbord SARJ nahm, letzte Sperren und Abdeckungen an „Kibō“ entfernte, einen Mikrometeoritenschild entfaltete u.a.m. Nach 6:33 h war auch dieser Außenbordeinsatz beendet. Am zehnten Flugtag wurde der Innenausbau von „Kibō“ vorangetrieben und der JEMRMS erstmals mit Bewegungen um alle Achsen getestet. Außerdem mußten die letzten Güter zwischen den Raumschiffen ausgetauscht werden. Am 11.06.2008 um 11:42 UTC koppelte die „Discovery“ schließlich wieder von der ISS ab. Pilot Ham umflog nun nochmals die Station, wobei beide Mannschaften ihre Raumschiffe gegenseitig ausgiebig fotografierten. Nachdem weder bei dieser Gelegenheit noch beim Einsatz des OBSS am 12.06.2008 nennenswerte Schäden am Hitzeschild des Shuttle entdeckt werden konnten, stand der Rückkehr zur Erde nichts mehr im Wege. Kurzzeitig sorgte die Routineüberprüfung der OMS Triebwerke einen Tag vor der Landung nochmal für Aufregung. Bei der Testzündung löste sich eine Metallklammer vom Hitzeschild und flog davon. Der Schaden wurde aber als unerheblich eingestuft. Und so steuerte die „Discovery“ am 14.06.2008 planmäßig den Runway 15 auf dem KSC an. Nach 330:13 h setzte der Orbiter hier um 15:15 UTC auf. Wenig später verließ die Crew, auch der abgelöste ISS Bordingenieur Reisman (Weltraumaufenthalt 2.288:47 h), die „Discovery“.