La mission STS-78 est en fait une mission Spacelab sur la vie et la microgravité (LMS). L'équipage de sept astronautes a réalisé des expériences en sciences de la vie et en sciences des matériaux en microgravité dans l'environnement unique que constitue le laboratoire Spacelab embarqué dans la soute de la navette Columbia.
Le caractère international de cette mission n' aurait pu passer inaperçu. Le laboratoire Spacelab lui-même a été conçu et assemblé par l'Agence spatiale européenne (ESA). Des scientifiques de dix pays et de cinq agences spatiales (la NASA, l'ESA et les agences spatiales canadienne (ASC), française (CNES) et italienne (ASI)) avaient mis au point 43 expériences afin d'étudier les effets de la gravité sur le corps humain, le développement des plantes et des animaux, le traitement des cristaux de protéines et des alliages métalliques et la mécanique des fluides. L'équipage de la mission STS-78 se composait d'astronautes américains, canadien (Bob Thirsk) et français (Jean-Jacques Favier).
Les sept astronautes étaient à la fois les sujets d'expériences et les expérimentateurs pour les études sur les sciences de la vie, recueillant des échantillons et mesurant différents paramètres sur leur propre organisme et ceux de leurs compagnons de vol à des fins de recherches sur la physiologie humaine. Les données physiologiques de chaque astronaute recueillies pendant les trois mois qui ont précédé le vol ont fourni un ensemble de données avec lequel ont pu être comparées les données recueillies durant le vol. D'autres examens ont été effectués après le retour sur Terre afin d'évaluer la réadaptation de l'organisme à la gravité terrestre.
Les expériences en sciences des matériaux en microgravité de la mission STS-78 portaient sur l'étude élémentaire de la physique des fluides, le traitement spécialisé de matériaux à base d'alliages métalliques et de semiconducteurs et les recherches médicales sur la croissance des cristaux de protéines. Ce groupe d'expériences a été essentiellement exécuté en mode téléscience, c'est-à-dire que les expériences réalisées en orbite étaient commandées à distance par des scientifiques travaillant au sol. Pendant la mission, des membres de l'équipe de recherche ont procédé à des études au sol, surveillé le déroulement des expériences et reçu des données transmises à différents sites éloignés, situés aux États-Unis, en Belgique, en France et en Italie. La participation des membres d'équipage était donc liée au travail de l'équipe de recherche, puisque les astronautes vérifiaient le matériel et le fesaient fonctionner une fois en orbite, et qu'ils effectuaient les diverses opérations nécessaires à la collecte des échantillons. Cette mission a été conçue de la même manière qu'une mission de la Station spatiale internationale durant laquelle de nombreuses expériences scientifiques seront réalisées en mode téléscience, commandées à distance par des postes éloignés.
Cette mission cherchait à répondre à certaines questions, à poursuivre et même approfondir les recherches scientifiques déjà entreprises lors de la dernière décennie. Cette mission avait deux objectifs majeurs :
Étudier les effets de la microgravité sur la physiologie, le développement et le comportement des systèmes vivants;Étudier les sciences des matériaux en microgravité réalisées dans l'installation de cristallisation des protéines et étudier la physique des fluides dans un environnement de gravité réduite.