为航天飞机退役后的空间站备货
STS-129是美国国家航空航天局（NASA）派遣亚特兰蒂斯号执行的一次国际空间站补给任务，重点是把大型外部备件预先存放到站上。航天飞机退役后，这些部件仍可用于维修供电、冷却和姿态控制设备。因此，任务不仅运输消耗品，也要把新的外部储存平台装入空间站的结构、电力和数据系统。
核心载荷是两座快递后勤运输平台ELC-1和ELC-2。戈达德航天飞行中心承担平台的总体集成与制造，雷梅勒工程公司制作整体铝制平台板。每座平台约宽16英尺、长14英尺，可装多种可更换部件，并为外部实验提供供电和通信接口。控制力矩陀螺、泵组件、氮气罐和机械臂末端执行器等备件随任务升空。
六人发射，交会前检查隔热层
2009年11月16日19时28分协调世界时，亚特兰蒂斯号从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台起飞，当地为下午2时28分。指令长查尔斯·霍博和驾驶员巴里·威尔莫尔负责飞行，任务专家包括利兰·梅尔文、迈克尔·福尔曼、罗伯特·萨彻和兰道夫·布雷斯尼克。
入轨后，机组利用机械臂延伸杆上的传感器检查机翼前缘与机鼻。11月18日接近空间站时，霍博又操纵轨道器进行翻转，让站上人员拍摄腹部隔热瓦。地面损伤评估团队把这些图像与其他检查数据合并分析，以判断热防护系统能否安全承受再入。18日16时51分，航天飞机与空间站对接，随后两组人员打开舱门开展联合作业。
参考：[1]
两套机械臂传递外部平台
ELC平台体积大，不能通过舱内通道转移。机组先用航天飞机机械臂把ELC-1从货舱提出，再交给空间站机械臂，将它安装到左舷P3桁架朝地球一侧。11月21日，梅尔文与空间站航天员妮科尔·斯托特操纵空间站机械臂，把ELC-2安装到右舷S3桁架。
平台固定后还须接通电源并完成检查。任务报告统计，货舱和中层舱向空间站交付的货物共29,679磅，约13.46吨；返回货物为3,210磅。这组数据反映实际转移量，与包括平台自身在内的发射载荷重量不是同一口径。舱内作业还包括运送水和食品、维修超声设备，并为随后抵达的宁静号节点舱进行准备。
三次出舱完成储备与安装
11月19日，福尔曼与萨彻进行第一次出舱，历时6小时37分。他们安装备用S波段天线组件，为机械臂连接装置润滑，并提前展开一个载荷连接机构。21日，福尔曼与布雷斯尼克完成第二次出舱，历时6小时8分，在哥伦布实验舱外安装船舶识别及业余无线电天线，移动电位测量仪，并安装无线视频设备。
第二次作业前，空间站误发失压警报，打断机组睡眠和气闸内的预呼吸安排，出舱人员改用运动配合吸氧完成准备。23日的第三次出舱也因萨彻航天服饮水阀脱落而推迟；阀门重新固定后，萨彻与布雷斯尼克用5小时42分完成高压氧气罐安装、材料实验部署及多项预备工作。三次出舱总计18小时27分。
材料暴露与尾气观测
第三次出舱把国际空间站材料实验7号的两个容器安装在ELC-2上并展开。试样包括涂层、太阳能电池及电子元件，分别朝向太空、地球和轨道运动的前后方向，接受真空、辐射、原子氧及冷热循环作用。它们的部署启动了长期暴露实验，性能变化需要随后持续记录。
离站后的11月26日，亚特兰蒂斯号还分别进行约十秒的双发动机点火，支持尾气湍流实验和脉冲尾气电离层实验。前者让通信导航中断预报系统卫星测量尾气云；后者由得克萨斯、波多黎各雷达及阿雷西博观测设施采集数据。任务报告确认数据采集活动，却未给出最终科学分析结论。
返航与补给结果
11月25日9时53分协调世界时，亚特兰蒂斯号开始脱离空间站，随后绕站摄影并再次检查热防护系统。27日14时44分，它在肯尼迪航天中心着陆。任务控制中心记录的飞行时间为10天19小时16分13秒，共绕地球171圈。
返回时机组由六人增至七人：斯托特结束在轨生活，搭乘航天飞机回到地球。她此次累计在太空停留91天。STS-129留下的两座后勤平台、外部备件和实验装置，则继续留在空间站。任务把补给运输、机械安装、人员返回与在轨维护结合起来，为空间站在航天飞机退出后继续运行增加了实物储备。