Trabajó en el sistema de propulsión para el A-12 Avenger II hasta que el proyecto fue cancelado por la Marina en 1991.Magnus operó el brazo robótico de la estación durante las tres caminatas espaciales necesarias para equipar y activar el nuevo componente.Esta fue la primera misión del transbordador en utilizar una cámara en el tanque externo, proporcionando una vista en vivo del lanzamiento a los controladores de vuelo y a los televidentes de la NASA.La misión se llevó a cabo en 170 órbitas alrededor de la Tierra realizadas en 10 días, 19 horas y 58 minutos.Con otros compañeros astronautas incluyendo Timothy Kopra y Robert Behnken, estaban entrenando para su posible asignación a misiones a la Estación Espacial Internacional, Magnus imitó moonwalks, probó conceptos de movilidad usando varias configuraciones de trajes espaciales y pesos para simular la gravedad lunar.El transbordador entregó todos los componentes adicionales necesarios para expandir la estación para soportar una tripulación de seis personas.Además, se instalaron y activaron varios nuevos bastidores de carga útil.También fue la oficial principal de robótica y trabajó con el piloto Doug Hurley para instalar el Módulo de logística multipropósito (MPLM) en la estación espacial y apoyó la caminata espacial.La misión, que incluyó una caminata espacial realizada por Mike Fossum y Ron Garan de la Expedición 28, se llevó a cabo en 200 órbitas alrededor de la Tierra, realizadas en 12 días, 18 horas, 27 minutos y 56 segundos.
Sandra Magnus en 2011 durante la misión espacial STS-135
