據BBC中文網報導，雖然「發現號」返航過程僅需要約１個小時，但卻將是「發現」號此次飛行中最為艱險的路段之一。在返回地面之前約１個小時，仍在太空飛行的「發現號」將脫離軌道，啟動發動機使每小時2.9萬公里的太空飛行速度降下來。大約25分鐘之後進入地球大氣層。
目前，太空人精神振奮，已經為「發現號」返回做好心理和技術準備。美國宇航局也宣布「發現號」的安全狀況達標，完全可以承受返回地面時的超高溫度。
當「發現號」高速穿越大氣層下降時，它某種程度上已變成了自由下落、不使用動力的滑翔機。「發現號」嚴密絕熱的機腹將朝向地球，角度為40度。這一角度在太空梭穿越大氣層最厚的部分時至關重要：如果角度太小，太空梭就會被「彈」回太空，就像「打水漂」時石片在水面上的跳躍運動；角度若過大，太空梭就會過熱，影響太空梭安全。
8月6日，航天飛脫離了國際空間站，為返回前做精密的安全和技術檢查。接著「發現號」宇航局開始為返回地球做準備。「發現號」的指揮官考林斯說，我們已經做好準備盼望著早回家，雖然會像到哥倫比亞號，但是我們都專注著手裡的工作。
此前，美國太空署對「發現號」上的7名機組人員說，儘管駕駛艙窗口下面的隔熱毯被撕裂，但是「發現號」定於週一的返航安全性已經沒有問題。
這是哥倫比亞號太空梭2003年重返大氣層被毀後首次太空梭太空飛行。哥倫比亞號太空梭出事後，太空梭飛行建立了許多安全措施，「發現號」被錄相，照相，並且用激光檢查。
宇航員野口聰一和羅賓遜已經進行了三次太空行走，包括第一次在太空梭周圍走動。
週三，野口聰一和羅賓遜從太空梭下面外表除去了裂口的突出部分，突出的部分可能會破壞太空梭的隔熱性能。
航天飛行管理人員進行了好幾天辯論，但是最後得出結論說，隔熱毯在「發現號」重返大氣層產生高溫時不會造成問題，碎片也不是問題。
他們曾擔心，隔熱毯在重返大氣層中會脫落，嚴重損壞重達100噸的「發現號」。但是他們最終認為「發現號」足夠堅固，重返大氣層不會有安全問題。
這次美國宇航局出資10已美元對發現號進行了新的改進和維修。並且為可能出現的各種問題都做好了對應準備。
美國宇航局負責人表示，在多次宇航飛機發射事故之後，確保這次"發現號"的成功對於美國宇航局來說是意義重大的。
