亚特兰蒂斯号首次使用新发动机的飞行目标是在6月14日之前将STS-104任务送往国际空间站。亚特兰蒂斯将使用一个BlockII主发动机和两个BlockIIA主发动机来完成三个发动机的全套补充。

由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理的主要发动机的改进继续发展，以生产世界上最安全，最可靠和可重复使用的太空运输系统。

BlockII主机配置包括一个新的Pratt&Whitney高压燃料涡轮泵。

对发动机的主要改进是通过使用壳体的铸造工艺消除焊接，以及具有薄壁叶片和陶瓷轴承的整体轴/盘。这使得泵更强，并且应该增加大修之间的飞行次数。虽然新泵为Shuttle增加了300磅(135千克)的重量，但结果是更可靠和更安全的发动机，因为增加了泵的坚固性。

“随着设计的改变，我们认为发动机的可靠性提高了一倍以上，”马歇尔航天飞机主机项目经理乔治霍普森说。

先前对航天飞机主机的改进包括BlockI配置，其中包括改进的高压液氧涡轮泵，双管发动机动力头和单线圈热交换器。涡轮泵结合了氮化硅球轴承-比钢更硬30%和轻40%的陶瓷材料。BlockI发动机于1995年首飞。

BlockIIA发动机为BlockI改进增加了一个更大喉部的主燃烧室。新的发动机降低了发动机的工作压力和温度，同时提高了发动机的运行安全裕度。这台发动机于1998年首飞。

航天飞机主发动机由Marshall于20世纪70年代开发，是世界上最复杂的可重复使用的火箭发动机。每个强大的主引擎长14英尺(4.3米)，重约7,000磅(3,175千克)，喷嘴末端直径7.5英尺(2.3米)。

发动机在升空期间运行大约八分半钟，并在航天飞机到达低地球轨道之前上升和关闭。

发动机在极端温度下的运行温度高于目前常用的任何机械系统。在零下423华氏度(零下217摄氏度)，液态氢燃料是地球上第二冷的液体。当它和液氧燃烧时，发动机主燃烧室的温度为6000华氏度(3,316摄氏度)，比铁的沸点更热。