“挑戰者號”太空艙，是美國航空太空總署旗下正式使用的第二架太空艙，於1983年4月4日正式進行任務首航。
1984年4月9日，在繞地球轉了80圈，飛行了330萬千米後，“挑戰者號”完成了它的首次飛行任務，降落在愛德華空軍基地。飛行試驗證明，“挑戰者號”航天飛機是美國性能最佳的航天飛機。所以，在以後的一段時間裏，“挑戰者號”成為美國飛行次數最多的一架航天飛機。
1983年4月4日13點30分，帶著橘紅色機外燃料箱的航天飛機以每小時2.8萬千米的速度從卡納維拉爾角升入太空，飛向280千米高的地球軌道。它的3台主發動機和2個助推火箭噴射出熊熊火焰，並發出強烈的震動波，久久地回蕩在佛羅裏達的上空。
“挑戰者號”航天飛機的首航與“哥倫比亞號”的首航不同，它除了對自身飛行能力和機載設備進行試驗外，還負有重要使命。所承擔的第一項任務就是進行太空“行走”，以檢驗新的太空服的性能，為將來宇航員在軌道回收或修複人造衛星積累經驗。
起飛後3小時，“挑戰者號”已進入環繞地球的圓形軌道。47歲的宇航員馬斯格雷夫和49歲的彼得森先後走進密封艙與貨艙之間的過渡艙，然後緩緩打開過渡的氣閘門，進入貨艙。貨艙裏很空，一根18米長的纜繩自貨艙的一端通到另一端，他們把太空服上拴著的一根安全帶的一端係在纜繩上。這根安全帶長15米，既可以保證他們在太空自由“行走”，又可以避免他們“飄”離貨艙。
馬斯格雷夫和彼得森在失重、真空的貨艙內穿著太空服來回走動，伸臂屈腿、飄浮遊蕩，並打開工具箱，取出各種特製工具，以檢驗穿著太空服是否靈活，是否能從事各種操作。因為今後修複喪失功能的衛星的工作就會在這樣的環境下進行。
根據預定的飛行計劃，他們在貨艙的活動時間是3.5小時，由於“行走”情況良好，地麵控製中心決定延長太空活動時間，所以他們實際“行走”了4小時。在返回密封艙前，他們先在過渡艙裏呼吸了3.5小時的純氧，把血液裏的氮氣排出體外。
人類第一個實現太空“行走”的是前蘇聯宇航員列昂諾夫，1965年3月他在“上升2號”飛船外呆了9分鍾。這次馬斯格羅夫和彼得森能夠自由“行走”4小時，主要是得益於新的太空服。這套太空服有9層，最外麵一層是堅韌柔軟的白色尼龍織物。太空服在重要的關節和腰部都裝有軸承關節，使宇航員在行動上有很大的自由。太空服分為上身和褲子兩部分，上身與生命保障係統相連，並很容易穿脫和維修。過去的登月太空服穿脫要用幾個小時，而這套太空服的穿脫隻需20分鍾。另外，這套太空服上還安裝有各種性能檢測裝置，可以隨時檢測太空服的性能和故障。
這次“挑戰者號”首航的最主要任務是把一顆重2.5噸的美國宇航局的“跟蹤和數據中繼”衛星送入地球軌道。這顆衛星將承擔地麵、航天飛機以及在太空軌道運行的26個有效載荷衛星之間的通訊聯絡。
當“挑戰者號”飛行到南大西洋上空時，衛星被彈射出貨艙，進入了太空。遺憾的是，它沒能按計劃進入預定高度。後來，又花了近兩個月的時間，經過39次點火推動，這才把衛星送入預定軌道高度。
“挑戰者號”航天飛機的再一個試驗項目是把一批植物種子帶上太空。這批種子共有46個品種，被分成4份，一份產於南卡羅來納州的試驗農場，一份產於卡納維拉爾角，另兩份13．3千克重的種子被裝在特別的罐內，帶上太空。但它們的包裝情況不同，其中之一裝在簡易的塑料袋裏，讓種子接觸真空、溫度變化和宇宙輻射，另一份種子則被放置在密閉的容器裏，以研究太空環境對植物生長的影響。
在這次航天飛行中，宇航員還進行了一次人工造雪試驗。可是，由日本研發的這套“人工造雪裝置”始終未能造出雪來。
1985年7月12日，經過檢修後的“挑戰者號”航天飛機第8次矗立在肯尼迪航天中心的39—B號發射台上。執行這次飛行任務的宇航員是機長富勒頓擔，駕駛員布裏奇斯。此外還有6名乘客，他們是地球物理學家英格蘭、醫生馬斯格雷夫、天文學家赫尼澤、天體物理學家巴托伊和阿克頓。他們對完成這次飛行任務充滿了信心。