航天飞机_在线百科全书查询
航天飞机
航天飞机（Space Shuttle，又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。
诞生历史
1969年4月，美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划，确定了航天飞机的设计方案，即由可回收重复使用的固体火箭助推器，不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间，1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器，由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日，首次载人用飞机背上天空试飞，参加试飞的是宇航员海斯（CFHaise）和富勒顿（GFullerton）两人。8月12日，载人在飞机上飞行试验圆满完成。又经过4年，第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台，这是航天技术发展史上的又一个里程碑。
虽然世界上也有许多国家都陆续进行过航天飞机的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射并回收过这种交通工具。但由于苏联瓦解，相关的设备由哈萨克接收后，受限于没有足够经费维持运作使得整个太空计划停摆，因此全世界仅有美国的航天飞机机队可以实际使用并执行任务。
组成部分
航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器，它以火箭发动机为动力发射到太空，能在轨道上运行，且可以往返于地球表面和近地轨道之间，可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。
外部燃料箱
外表为铁锈颜色，主要由前部液氧箱、后部液氢箱以及连接前后两箱的箱间段组成。外部燃料箱负责为航天飞机的3台主发动机提供燃料。外部燃料箱是航天飞机三大模块中唯一不能重复使用的部分，发射后约8.5分钟，燃料耗尽，外部燃料箱便被坠入到大洋中。
火箭助推器
这对火箭助推器中装有助推燃料，平行安装在外部燃料箱的两侧，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层进入轨道，提供额外推力。在发射后的头两分钟内，与航天飞机的主发动机一同工作，到达一定高度后，与航天飞机分离，前锥段里降落伞系统启动，使其降落在大西洋上，可回收重复使用。
轨道器
即航天飞机本身，它是整个系统的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、真正在地球轨道上飞行的部件，它很像一架大型的三角翼飞机。它的全长37.24m，起落架放下时高17.27m；三角形后掠机翼的最大翼展23.97m；不带有效载荷时质量68t，飞行结束后，携带有效载荷着陆的轨道器质量可达87t 。它所经历的飞行过程及其环境比现代飞机要恶劣得多，它既要有适于在大气层中作高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的气动外形，又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热系统。因此，它是整个航天飞机系统中，设计最困难，结构最复杂，遇到的问题最多的部分。
轨道器由前、中、尾三段机身组成。前段结构可分为头锥和乘员舱两部分，头锥处于航天飞机的最前端，具有良好的气动外形和防热系统，前段的核心部分是处于正常气 压下的乘员舱。这个乘员舱又可分为三层：最上层是驾驶台，有4个座位，中层是生活舱，下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间，航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况下舱内可容纳4~7人，紧急情况下也可容纳10人。
航天飞机的中段主要是有效载荷舱。这是一个长18m ，直径4.5m，容积300m3的大型货舱，一次可携带质量达29t 多的有效载荷，舱内可以装载各种卫星、空间实验室、大型天文望远镜和各种深空探测器等。为了在轨道上施放所携带的有效载荷或回收轨道上运行的有效载荷，舱内设有一或二个自动操作的遥控机械手和电视装置。机械手是一根很细的长杆，在地面上它几乎不能承受自身的重量，但是在失重条件下的宇宙空间，却可以迅速而灵活地载卸10t多的有效载荷。航天飞机中段机身除了提供货舱结构之外，也是前、后段机身的承载结构。
航天飞机的后段比较复杂，主要装有三台主发动机，尾段还装有两台轨道机动发动机和反作用控制系统。在主发动机熄火后，轨道机动发动机为航天飞机提供进入轨道、进行变轨机动和对接机动飞行以及返回时脱离轨道所需要的推力。反作用控制系统用来保持航天飞机的飞行稳定和姿态变换。除了动力装置系统之外，尾段还有升降副翼、襟翼、垂直尾翼、方向舵和减速板等气动控制部件。
使用优点
航天飞机是一种为穿越大气层和太空的界线（高度100公里的关门线）而设计的火箭动力飞机。它是一种有翼、可重复使用的航天器，由辅助的运载火箭发射脱离大气层，作为往返于地球与外层空间的交通工具，航天飞机结合了飞机与航天器的性质，像有翅膀的太空船，外形像飞机。航天飞机的翼在回到地球时提供空气刹车作用，以及在降跑道时提供升力。航天飞机升入太空时跟其他单次使用的载具一样，是用火箭动力垂直升入。因为机翼的关系，航天飞机的有效载荷比例较低。设计者希望以重复使用性来弥补这个缺点。
航天飞机除可在天地间运载人员和货物之外，凭着它本身的容积大、可多人乘载和有效载荷量大的特点，还能在太空进行大量的科学实验和空间研究工作。它可以把人造卫星从地面带到太空去释放，或把在太空失效的或毁坏的无人航天器，如低轨道卫星等人造天体修好，再投入使用，甚至可以把欧空局研制的“空间实验室”装进舱内，进行各项科研工作。
航天员选择
另外,太空游客也是航天员。乘坐飞船或者航天飞机上天的人都是航天员，也就是说这些人在上天前都已经具备了航天员的要求。在飞天之前，这些普通人都是经过严格的身体检查和长时间的正规的航天员培训，经考核合格的.只是“太空游客”所承担的太空飞行任务不同，他是作为航天载荷任务专家参与飞行的，他与驾驶员、工程师的任务不同，所以对身体的要求相对低一些。航天飞机升空时的重量比火箭大许多，所以加速度较小，一般是3G(火箭是4-4.5G)。
航天记录
从1981年至1993年底，美国一共有5架航天飞机进行了59次飞行，其中哥伦比亚号航天飞机15次，挑战者号10次，发现号17次，亚特兰蒂斯号12次，奋进号5次。每次载宇航员2至8名，飞行时间从2天到14天。在12年中，已有301人次参加航天飞机飞行，其中包括18名女宇航员。航天飞机的59次飞行中，在太空施放卫星50多颗，载2座空间站到太空轨道，发射了3个宇宙探测器，1个空间望远镜和1个γ射线探测器，进行了卫星空间回收和空间修理，开展了一系列科学实验活动，取得了丰硕的探测实验成果。美国航天飞机创造了许多航天新纪录。航天飞机首航指令长约翰杨6次飞上太空，是当时世界上参加航天次数最多的宇航员。
1981年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号航天飞机发射，宇航员翰杨（John WYoung）和克里平（Robert LCrippen）揭开了航天史上新的一页。
1983年6月18日女宇航员莎丽赖德（Sally KRide）乘挑战者号上天飞行，名列美国妇女航天的榜首。
1983年8月30日，“挑战者”号航天飞机首次实现黑夜发射，6天后又在黑夜降落，宇航员队伍中的布拉福德是第一位“登天”的黑人。
1984年2月3日乘挑战者号上天的麦坎德利斯（BMcCandless），成为世界上第一位不系安全带到太空行走的宇航员,此后宇航员“太空漫步”成为航天飞机任务中经常出现的画面。
1984年4月6日挑战者号上天后，宇航员首次抓获和修理轨道上的卫星成功。
1984年10月5日，又是“挑战者”号，首次搭载了7名宇航员升空，其中女宇航员凯瑟琳苏利文成为第一位太空行走的美国女性，从此航天飞机经常运送7名宇航员。
1985年1月24日发现号升空，首次执行秘密的军事任务。
1985年4月29日，第一位华裔宇航员王赣骏（Tayler Wang）乘挑战者号上天参加科学实验活动。
1985年11月26日，亚特兰蒂斯载宇航员上天第一次进行搭载空间站试验。
1986年1月28日，“挑战者”号在升空73秒后爆炸，7名宇航员全部罹难，此后美宇航局暂停了航天飞机发射任务。
1988年9月28日，“发现”号在航天飞机任务中止32个月后升空，5名宇航员释放了一颗卫星，并完成了几项科学实验，这标志着航天飞机项目再次走上正轨。
1990年4月24日，“发现”号航天飞机将“哈勃”太空望远镜送上轨道，人类有了观察遥远宇宙的“火眼金睛”。
1992年5月7日奋进号首次飞行，宇航员在太空第一次用手工操作抢救回收卫星成功。
1992年7月31日亚特兰蒂斯号上天，首次进行绳系卫星发电试验。
1992年9月12日，“奋进”号升空，这架航天飞机成为宇航员马克李和简戴维斯的“婚礼特快”，这两位宇航员是第一对在太空缔结良缘的夫妇。
1995年6月27日，“亚特兰蒂斯”号发射，它实现了航天飞机和俄罗斯的“和平号”轨道空间站首次对接，美国和俄罗斯宇航员在外太空互相“串门”，新闻评论说“冷战”已在地球之外结束。
1996年11月19日，“哥伦比亚”号发射，共飞423小时53分钟，创造了航天飞机停留外太空时间最长的记录。
1998年10月29日，“发现”号搭载着77岁的参议员约翰格伦起飞。格伦是曾搭乘“水星”飞船升空的美国首名宇航员，这次他又成为最高龄的“太空人”。
1999年7月23日，“哥伦比亚”号发射，这次指挥它的是艾琳柯林斯，标志着女性首次成为航天飞机的机长。
2003年2月1日，“哥伦比亚”号在返回地面过程中于空中解体，7名宇航员全部罹难。
2005年8月9日，美国“发现”号航天飞机在 美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地安全降落，结束了长达14天的太空之旅。这是自“哥伦比亚”号航天飞机失事后，美国航天飞机首次顺利地重返太空，并且平安回家。
2006年17日，发现号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心成功着陆。此次发现号顺利完成国际空间站维修和建设任务，并为国际空间站送去一名宇航员。
2009年，美国东部时间5月11日下午2时左右，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，机上7名宇航员将对哈勃太空望远镜进行最后一次维护。美国西部时间24日8时39分，“阿特兰蒂斯”号航天飞机载着7名宇航员安全降落在加利福尼亚州爱德华兹空军基地，圆满完成了对哈勃太空望远镜最后一次维护的飞行任务。
2009年7月15日（北京时间16日6时3分），美国“奋进”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心成功升空，启程前往国际空间站日本舱安装最后一个组件。
2009年8月，美国东部时间28日23时59分（北京时间29日11时59分），美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。“发现”号搭载7名宇航员，从肯尼迪航天中心发射升空前往国际空间站，运送数吨的补给和设备。此前，“发现”号的发射已三次被延迟。25日因为天气状况推迟，随后于26和28日两度推迟，主要原因是装有液体氢的燃料箱阀门出现问题。
2009年9月美国东部时间11日晚间7时47分(北京时间12日上午7时47分)发现号开始点火进行变轨，于当天晚间8时53分(北京时间12日上午8时53分)在爱德华兹空军基地安全着陆。
2010年美国东部时间4月5日早上6点21分(北京时间18时21分)，美国“发现号”宇宙飞船顺利发射升空，携带7名宇航员前往国际空间站。此次“发现号”除载有4名男性宇航员外，还携带有3名女性宇航员，将在国际空间站与1名女性宇航员会合，创造史上上太空的女性宇航员人数最多的纪录，达到4人。
2011年2月24日美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，前往国际空间站，服役近27年的“发现”号将最后一次执行飞行任务。
2011年7月8日上午美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达肯尼迪航天中心成功发射升空。这将是美国30年历史的航天飞机项目中的第135次升空，也是美国所有航天飞机的最后一次飞行。
2011年7月21日美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机于美国东部时间21日晨5时57分(北京时间21日17时57分) 在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆，结束其“谢幕之旅”，这寓意着美国30年航天飞机时代宣告终结。
飞行事故
挑战者号升空爆炸
1986年1月28日，美国“挑战者”号航天飞机在第10次发射升空后，因助推火箭发生事故凌空爆炸，舱内7名宇航员(包括一名女教师)全部遇难。直接造成经济损失12亿美元，航天飞机停飞近3年，成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故，使全世界对征服太空的艰巨性有了一个明确的认识。
遇难宇航员为斯科比、史密斯、麦克奈尔、杰维斯、鬼冢(夏威夷出生，日裔)、朱迪恩雷斯尼克(女)、麦考利芙(女教师)。
美国东部时间当日上午11时39分12秒，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航空中心10英里上空，在“轰”的一声巨响之后，“挑战者”号航天飞机凌空爆炸。美国全部航天飞机飞行因而暂停了3年，“星球大战”计划也遭受严重挫折。
哥伦比亚号返航解体
美国当地时间2003年2月1日，载有七名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机在结束了为期16天的太空任务之后，返回地球，但在着陆前发生意外，航天飞机解体坠毁。
美东时间上午九9点(北京时间22:00)，也就是在哥伦比亚号着陆前16分钟，该机突然从雷达中消失。电视图像显示，解体的哥伦比亚号在德州的上空划出了数条白色的轨迹。
美国航空航天局并没有立即宣布包括一名以色列宇航员在内的全体船员已经遇难，但是肯尼迪机场现在已经降下半旗。目前在德州地区寻找哥伦比亚号残骸的工作仍在继续，航空航天局已经向民众发出警告，不要接触任何碎片，因为在航天飞机引擎上覆有毒性极强的化学涂料。
哥伦比亚号进行紧急着陆的航空可能性是不存在的，航天局的发言人凯勒-赫尔林向CNN表示：“在当时的情况下，恐怕哥伦比亚号根本没有选择的机会。”事发之后，布什总统立即结束了戴维营的短暂休假，返回了白宫，密切关注事态的进一步发展。
哥伦比亚号是美国现有的四架航天飞机中服役时间最长的，此次的意外事件使人们回想起了1986年1月28日挑战者号的失事，当时机上七名宇航员全部罹难。
联邦调查局发言人安吉拉-贝尔表示，目前没有直接证据显示此次事件与恐怖分子有关。
哥伦比亚号发生意外时的飞行高度为203,000英尺，时速为12,500英里。
航空航天局的发言人凯瑟琳-沃森向全国公共广播网表示：“目前所有的飞行控制器都在努力寻找能够说明到底发生了什么问题的数据。”但在被问及是否能够有宇航员幸存时沃森流下了眼泪。
此次在哥伦比亚号上遇难的七名宇航员分别是：里克-赫兹本德、威廉-麦克库尔、麦克尔-安德森、大卫-布朗、凯尔帕娜-乔拉、劳里尔-克拉克以及以色列人伊兰-拉蒙。
以色列总理沙龙表示：“此次事件对于两国政府、两国人民以及遇难宇航员的家庭来说都是一个巨大的悲剧。”
“哥伦比亚”号解体后，可能带有有毒物质的碎片散布在得克萨斯州东部约190公里长的狭长地带。一条160公里长的烟雾和金属微粒带还悬在该州和路易斯安那州广漠土地的上空。坠落的碎片也击穿德克萨斯州多间房屋屋顶，并且引起居民区火灾，至少27人受伤。
按原计划，哥伦比亚号航天飞机是在美国东部时间2003年2月1日9时16分(北京时间2月1日22时16分)着陆。但是在9时左右，地面控制中心突然与航天飞机失去联系。同时，德克萨斯北部的居民向警方称，他们听到一声音巨大的爆炸声。当地进行直播的美国当地电视上也出现了一道亮光，紧随其后的是浓浓的黑烟划破碧空万里。
中央社报道说，失去联络的航天飞机哥伦比亚号，大量的残骸散落在达拉斯、沃斯堡(达福)地区，并延伸到东德州，甚至残骸散落到东边的路易斯安那州。但截至目前为止，尚未传出有人、车或房舍遭残骸砸伤、损毁的消息。
由于事先预知哥伦比亚航天飞机将在上午八时飞过北德州上空，因此有许多人在周末起个大早，就为了目睹航天飞机的飞越，而居住在布兰诺市(Plano)的柯林汉夫妇便是其中之一。据他们指出，他们看到航天飞机从天空的西方飞入视野，后来看到火焰以及航天飞机主体旁有四个物体，原先他们以为航天飞机就是这样，直到看了电视报道才知道出事了。
在艾迪逊市(Addison)宠物医院工作的林维尔(Chris Linville)表示，他正好看到航天飞机起火，似乎是引擎之类的地方出了问题。但究竟是怎么会这样，他完全不了解。
今年六十岁住在卡罗顿市(Carrollton)的费罗利特，形容他听到的声音就像是汽车撞上了房屋一样。
而在航天飞机碎片散落最集中的纳可杜契斯市(Nacogdoches)，有许多的航天飞机机件与金属片散落在整个市区，据该市警察局发言人稣维尔表示，纳可道奇斯市已成立了紧急运作中心，派人处理这些残骸。他呼吁民众，千万不要碰触这些可能含有剧毒的残骸。
哥伦比亚号是美国最老的航天飞机，已进行飞行任务二十八次，原预订美国东岸时间上午九时十六分(德州为八时十六分)，降落在佛罗里达州卡纳维尔角，在降落前约十五分钟与太空总署最后一次通讯后，即失去联络。机上有七名乘员，其中四人为第一次飞行，包括一名首次参与航天飞机飞行任务的以色列航天员。
哥伦比亚号航天飞机失去联络时的飞行高度是二十万七千英尺，飞行速度十八倍音速，因此若在高处解体，航天飞机碎片势必分散非常广阔。
------根据CCTV10《探索*发现》报道，哥伦比亚号失事原因是：外挂燃料箱隔热泡沫脱落，尽管这块泡沫仅仅0.77千克，还是在哥伦比亚左翼防热瓦上砸了个小洞，哥伦比亚号带着这个洞在太空飞行了16天后，在降落时与大气层摩擦的巨大热量透过这个洞进入机体，引起烧毁。
哥伦比亚号是承载科研项目最多的航天飞机，这次其中还包括中国学生设计的一个项目：蚕在太空中吐丝结茧。
最后飞行
2010年初，NASA正式决定将日渐老化的航天飞机全部退役。按计划在2010年秋天退役之前它们仅剩5次飞行任务。也就是说，除非NASA需要多几个月的时间完成剩余的任务，或者奥巴马总统选择延长航天飞机项目的寿命来减小美国载人航天飞行能力的缝隙，否则航天飞机将在2010年秋季停飞。
2010年2月，“奋进号”航天飞机升空，拉开了2010年航天飞机退役飞行的序幕，为空间站安装了“宁静”号节点舱和一个便于宇航员对地球、其他天体及航天器进行全景观测的观测台。
3月，“发现”号正矗立在肯尼迪航天中心的39A发射架上，预定于4月5日发射。在此次太空任务中，这艘航天飞机将搭载一个多功能后勤舱进入空间站。这个后勤舱基本上就是一个大型储藏室，里面装的是用于空间站实验室的科学研究架。按照计划，宇航员将在此次任务中进行3次太空行走，完成更换氨水箱，取回空间站外部的日本实验舱以及更换陀螺仪等工作。
5月，“亚特兰蒂斯”号航天飞机将执行一项为期12天的任务，向空间站运送集成货舱以及俄罗斯制造的迷你研究舱。迷你研究舱将安装在空间站曙光舱底部端口。此外，迷你研究舱也将搭载美国货物。
此次任务中，宇航员将进行3次太空行走，在空间站外部安装备用零部件，其中包括六块备用电池、一个用于Ku波段天线的桁架总成以及为加拿大机械臂准备的零部件。散热器、气闸、欧洲机械臂、俄罗斯多功能实验舱等部件也将搭乘“亚特兰蒂斯”号进入空间站。
7月，“奋进”号航天飞机将重返太空，执行一项为期10天的任务，向空间站运送一系列备用零件，其中包括两个S波段通信天线、一个高压气罐、为加拿大机械臂准备的额外零部件以及微流星体碎片防护盾。由于在空间站周围或附近飞行的太空垃圾数量增多，安装这种防护盾显得非常重要。
9月，“发现”号将执行一次飞行任务，为期9天。此次任务中，“发现”号将向空间站运送4号快速后勤运输装置以及其它零部件。这将是航天飞机的第134次飞行同时也是第36次飞往空间站的任务。后勤运输装置有助于提高空间站的货物储存空间。
2011年2月“发现号”，载着6名机员由国际空间站返回地球，完成他的第39次飞行。
“发现号”自1984年服役以来，一共在太空中逗留了365天，总飞行里程近2.3亿公里，相当于往返月球288次。
功成身退的“发现号”几个月后，就会被送到华盛顿的博物馆公开展览，而其余两架航天飞机也将在今年退役。
2011年7月8日上午美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达肯尼迪航天中心成功发射升空。这将是美国30年历史的航天飞机项目中的第135次升空，也是美国所有航天飞机的最后一次飞行。
据报道,航天飞机上的4名机组人员在此次为期12天的行程中将向国际空间站送去供给、备用零件以及科学实验仪器。“亚特兰蒂斯”号航天飞机在国际空间站的建设和运行上发挥了很大作用。
2011年7月21日美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机于美国东部时间21日晨5时57分(北京时间21日17时57分)在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆，结束其“谢幕之旅”，这寓意着美国30年航天飞机时代宣告终结。
美国航天飞机
“开拓者号”（也称“企业号”，“进取号”）只用于测试，一直未进入轨道飞行和执行太空任务。
“哥伦比亚”号（首航时间：1981年4月12日，坠毁时间2003年2月1日）
“挑战者”号（重量约78.8吨，首航时间：1983年4月4日，坠毁时间1986年1月28日）
“发现”号（重量约77吨，首航时间：1984年8月30日）
“亚特兰蒂斯”号（重量约77吨，首航时间：1985年10月3日）
“奋进”号（重量约77.4吨，首航时间：1992年5月7日，接替“挑战者”号）
企业号
企业号航天飞机（NASA内部编号： OV-101）是为NASA建造的第一架航天飞机。实际上它是一个纯粹的测试平台，没有发动机，没有设备，没有任何功能。本来企业号是准备作为哥伦比亚号之后的第二架航天飞机的，但是后来NASA发觉改装测试平台STA-099更划算，而后来奋进号又被建造出来，企业号就再也没有上天的机会了。
最初这架航天飞机被命名为宪法号（Constitution）以纪念美国建国200周年，但后来以著名的电视连续剧星际旅行（Star Trek）中的星际联邦企业号星舰（USS Enterprise，有时又可翻译为“勇往号”或“进取号”）命名，该虚构星际战舰的命名则是源自于美国海军的核子动力航空母舰企业号（USS Enterprise CVN-65）。
在加利福尼亚肯尼迪空军基地的研究中心里，企业号被用于各种ALT(返回及着陆)测试，包括被一台波音747飞机背负运输的飞行测试、以及后来自由飞行的着陆测试。在ALT测试以后，企业号还被竖起来，装配好燃料箱和助推火箭，在发射状态下进行测试。
在完成了测试使命后，企业号现在被收藏在史密桑尼亚协会的博物馆里，直到2003年哥伦比亚号航天飞机事故后，企业号上的玻璃瓦又被拆下进行测试，以调查哥伦比亚号失事原因。
哥伦比亚号
哥伦比亚号航天飞机（STS Columbia OV-102）是美国国家航空暨太空总署（NASA）甘乃迪太空中心旗下拥有的太空梭之一。哥伦比亚号是美国的太空梭机队中第一架正式服役的，它在1981年4月12日首次执行代号STS-1的任务，正式开启了NASA的太空运输系统计划（Space Transportation System program，STS）之序章。哥伦比亚号航天飞机总长约56米，翼展约24米，起飞重量约2040吨，起飞总推力达2800吨，最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米，大体上与一架DC—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员，飞行时间7至30天，轨道器可重复使用100次。
命名
美国的航天飞机都是以早期的研究船名作为命名，因此挑战者号的命名由来也不例外，自1870年代航行于大西洋与太平洋上的英国海军研究船挑战者号（HMS Challenger），除此之外，“挑战者”这名字，也曾经被拿来命名阿波罗17号（Apollo 17）的登月模组。
发现号
发现号航天飞机（STS Discovery OV-103）是第三架实际执行太空飞行任务的航天飞机。首次飞行是在1984年8月30日，它负责进行各种科学研究与作为国际太空站计划的支持。发现号已于2011年3月9日退役。
发现号属于NASA建造的航天飞机之中第二期的产品。因此，发现号在设计组装的过程中撷取了许多来自企业号航天飞机、哥伦比亚号航天飞机与挑战者号航天飞机的实际测试与飞行数据加上经验，设计上较为成熟。出厂时其重量较哥伦比亚号轻了约3120公斤，空重68744公斤，装上三具主引擎后总重77634公斤。
美国“发现号”航天飞机在完成了最后一次空间任务后，美东时间2011年3月9日中午在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心安全降落。从此这架美国机龄最长的航天飞机结束了其太空历史使命，将转入华盛顿的宇航博物馆供人瞻仰。
1984年首度升天的“发现号”在其不到27年的飞行生涯中，创造了执行39次太空任务、飞行2.37亿公里、绕地球轨道5830圈、在太空停留365天的最高纪录，在美国先后拥有的6架航天飞机中“出勤率”最高。在1986年和2003年“挑战者号”和“哥伦比亚号”航天飞机失事后的困难日子里，是“发现号”率先担负起美国国家宇航局的重飞任务。
亚特兰蒂斯号
亚特兰蒂斯号航天飞机（STS Atlantis OV-104）是美国国家航空航天局（NASA）肯尼迪太空中心（KSC）旗下，第四架实际执行太空飞行任务的航天飞机。它与发现号是姊妹机，属于NASA第二批制造的航天飞机，由于发现号与亚特兰蒂斯号制造的过程中也同时生产了一批备用零件，稍后NASA决定利用这些多余的零件，进而组装成第五架航天飞机——奋进号。
阿特兰蒂斯号首次飞行于1985年10月3日，代号STS-51-J的该任务之主要酬载是来自美国国防部的委托，因此任务内容是国防机密，没有对外公开。
其名字来源于一艘麻省海洋学院的科学研究船（1930-1966）。亚特兰蒂斯号航天飞机继承原船的精神，它有几次重要飞行，包括发射伽利略号行星探测器等，无愧于它的名字。
命名
亚特兰蒂斯号的命名，是源自于一艘1930年到1966年间，隶属于麻萨诸塞州伍兹霍尔海洋科学研究所（Woods Hole Oceanographic Institute）的460吨双桅帆船阿特兰蒂斯号。这艘双桅帆船是第一艘被用于海洋科学研究的美国船只，也是帆船时代末期最后几艘活耀在海上的范例，因为到那年代以蒸气引擎或柴油引擎做为动力的船只已经渐渐占据水面，鲜少见得到帆船还在服役的。亚特兰蒂斯号是艘140呎（42.7米）长、29呎（8.8米）宽的铁壳海洋研究船，船身设计首重稳定性，船上设有实验室可以随时分析化验利用两具大型绞盘所采得的海水与海洋生物样本，甚至还配置有最早期的电子化声纳设备，用以进行海床地貌的调查。
2011年7月8日，亚特兰蒂斯号航天飞机在肯尼迪发射中心成功升空，执行为期12天的任务，正式开启了航天飞机的谢幕之旅。在本次任务后，美国的航天飞机将全部退役。
奋进号
奋进号航天飞机(STS Endeavour OV-105)是美国国家航空航天局(NASA)肯尼迪太空中心(KSC)旗下，第五架实际执行太空飞行任务也是最新的一架航天飞机。
首次飞行是在1992年5月7日(STS-49号任务)，负责的任务中有不小比例是作为国际太空站(International Space Station，ISS)计画的支援。
正式编号绕地机载具105号(Oritor Vehicle - 105)的奋进号是美国一系列航天飞机之中首架以公开征名竞赛的方式由美国的中小学生决定命名的航天飞机，并由布什总统在1989年时正式宣布其命名。如同美国历架航天飞机的命名原则，奋进号的名字也是源自一艘早年的研究调查船，著名英国探险家詹姆斯库克船长(James Cook)在1768年第一次远征时所搭乘的一艘368吨等级的三桅帆船奋进号(HMBarque Endeavour，当时是它造成下水后首次出航)，由于是艘英国籍的船只，这也解释了为何奋进号的名字是用英式英文的“Endeavour”而非美式英文“Endeavor”拼法。
以某个角度来说，奋进号是一艘“拼装航天飞机”，它是以发现号和亚特兰提斯号的建造合约中一批同时生产的备用结构零件为基础，额外组装出来以便取代挑战者号意外坠毁后留下来的任务空缺。不过，这样的拼装法并不代表奋进号的表现就会输人一截，事实上因为是最后才开始建造，奋进号在建造过程中记取了许多前辈们的教训，拥有更多新开发的硬件装备。而大部分新一代的航天飞机仪器设备都是在奋进号上率先采用之后，才在稍后趁著停飞维修的期间，改装追加到其他几架航天飞机上。这些改良的重点包括有： 一具直径40尺的新型减速伞，能够缩短航天飞机落地后的减速滑行距离约1,000尺(近300公尺)，而成为2,000尺的滑行总长。一些配合延伸绕行期限(Extended Duration Orbiter, EDO)改装所需的管线与电路连结，因而能够将航天飞机绕地球运行的任务期限延长到28天。
升级版的航电系统，包括较先进的通用任务计算机，改良的惯性量测单元(Inertial Measurement Units)，策略性飞行导航系统(Tactical Air Navigation Systems)，强化版的主任务控制器，多路转换器/多路分解器(MUX/DEMUX)，固态跟星仪(Solid-State Star Tracker)，与一套改良过的鼻轮转向机构。
一套改良版的辅助动力系统(Auxiliary Power Unit, APU)，后者是用来提供航天飞机液压系统所需的动力。
后续计划
航天飞机退役之后，美国将启用新一代的“战神”火箭和“奥赖恩”载人飞船，承担美国人重返月球等载人飞行任务。
根据美国总统布什2004年提出的“新太空探索计划”，下一代载人航天器“奥赖恩”未来将负责运送美国宇航员往返国际空间站，并肩负宇航员“重返月球”以及登上火星乃至进入更遥远星际空间的重任。
然而，除了资金以外，技术难题也是另一项考验。美国宇航局负责探索项目的副局长理查德吉尔布里奇说，目前“奥赖恩”在设计方面的最大挑战是如何将其重量控制到最低水平。
再而，美国3架现役航天飞机将在2010年前相继退役，而下一代载人航天器“奥赖恩”的上岗最早也要到2014年，对于中间几年的“断档”期，美国如何应对？这一问题成为美国宇航局将要面对的重大考验。载人航天器“改朝换代”，殊非易事。在航天飞机退役后，美国何时能恢复原有的载人航天实力，目前很难说。
另外，航天飞机时代结束还将带来失业问题。根据美国宇航局本月初发布的一份报告，到2010年航天飞机退役时，美国与载人航天相关的行业将有约一万人失去工作，其中绝大多数是美宇航局的各级承包商。
其它国家航天飞机
虽然世界上有许多国家都陆续进行过航天飞机的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射并回收过这种交通工具。但由于苏联瓦解，相关的设备由哈萨克接收后，受限于没有足够经费维持运作使得整个太空计划停摆，因此全世界仅有美国的航天飞机机队可以实际使用并执行任务。
苏俄
1988年11月16日莫斯科时间清晨6时整，前苏联的暴风雪号航天飞机从拜科努尔航天中心首次发射升空，47分钟后进入距地面250千米的圆形轨道。它绕地球飞行两圈，在太空遨游3小时后，按预定计划于9时25分安全返航，准确降落在离发射地点12千米外的混凝土跑道上，完成了一次无人驾驶的试验飞行。暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几，外形同美国航天飞机极其相仿，机翼呈三角形。机长36米，高16米，翼展24米，机身直径5.6米，起飞重量105吨，返回后着陆重量为82吨。它有一个长18.3米，直径4.7米的大型货舱，能将30吨货物送上近地轨道，将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱，可乘10人。科学家们认为，这次完全靠地面控制中心遥控机上的电脑系统，在无人驾驶的条件下自动返航并准确降落在狭长跑道上，其难度比1981年美国航天飞机有人驾驶试飞大得多。首先，暴风雪号的主发动机不是装在航天飞机尾部，而是安装在能源号火箭上，这样就大大减轻了航天飞机的入轨重量，同时腾出位置安装小型机动飞行发动机和减速制动伞。其次，暴风雪号着陆时，可用尾部的小型发动机做有动力的机动飞行，安全准确地降落在狭长跑道上，万一着陆失败，还可以将航天飞机升起来进行第二次着陆，从而提高了可靠性。而美国航天飞机靠无动力滑翔着陆只能一次成功。第三，暴风雪号能象普通飞机那样借助副翼，操纵舵和空气制动器来控制在大气层内滑行，还准备有减速制动伞，在降落滑跑过程中当速度减慢到50千米/小时自动弹出，使航天飞机在较短距离内停下来。暴风雪号首航成功，标志着前苏联航天活动跨入一个新的阶段，为建立更加完善的天地往返运输系统辅平了道路。原计划一年后进行载人飞行，但由于机上系统的安全可靠尚未得到充分保证，加之其后政治和经济等方面的原因，载人飞行的时间便推迟了。
欧洲国家
在其他国家也存在着航天飞机的计划，英国曾经设计一种航天飞机，其外形很独特，外形和一枚运载火箭一样大小，英国人取名为“霍托”，是无人驾驶的航天飞机，用于运输。它既能垂直发射，也能使用当时和法国联合研制的协和超音速飞机的跑道起飞。而另外法国人也构想过一种小型的航天飞机其外形和美国的航天飞机外形一样只不过外形比美国的航天飞机更小，只有一对小型引擎，由法国研制的“阿尔丽娜”型火箭发射。
中国
我国的航天飞机研制计划最早提出于80年代中期，构想起于发展天军的战略，最早将其归属于863计划子项目编号204的航天附属项目中，是一个由宇宙飞船到航天飞机的渐进构想。当时，美国航天飞机成功首飞取得了巨大的轰动，所以我国国内主导意见是上航天飞机项目，宇宙飞船当时根本排不上号。在整整争论了三年后，1992年中国载人航天计划工程正式制定，提出了研制和运行以空间站为核心的载人航天系统，而天地往返系统确定为宇宙飞船，即后来的神舟系列宇宙飞船。当年力主宇宙飞船方案的航天专家王希季院士回想道：“如果中国当时研制航天飞机，那么现在载人计划（神舟飞船）恐怕早就下马了。
航天技术是“863计划”《高技术研究发展计划纲要》七大领域中的第二领域，主题项目是：大型运载火箭及天地往返运输系统、载人空间站系统及其应用。“863计划”出台后，航天领域成立了两个专家组，一是大型运载火箭及天地往返运输系统，代号863－204；二是载人空间站系统及其应用，代号863－205。1987年，在原国防科工委的组织下，组建了“863计划航天技术专家委员会”和主题项目专家组，对发展我国载人航天技术的总体方案和具体途径进行全面论证。
“863—204”专家组在1987年4月发布《关于大型运载火箭及天地往返运输系统的概念研究和可行性论证》的招标通知，以招标方式选择在技术方面有优势的单位，按要求各自论证载人航天方案。
在不到2个月的时间里，各竞标单位提出了11种技术方案。“863—204”专家组筛选出6种方案，要求他们在1988年6月底前，完成技术可行性论证报告，以便参加高层专家的评审。虽然1987年的方案距今已有22年之久，但是我们今天翻看它们，仍然不得不为我国科学家的大胆和卓识油生敬意。
方案一： 航天部五院508所提出的载人飞船方案。
方案二: 航天部一院一部提出的天骄一号小型航天飞机方案。它与方案三的长城一号航天飞机接近，所不同的是轨道器不带主动力，返回时利用自身结构滑翔着陆。
方案三： 航天部上海航天局805所与航空部604所共同提出的长城一号航天飞机方案。它垂直起飞，水平降落，部分重复使用，轨道器带主动力可自主飞行。
方案四: 航天部北京11所提出的V－2两级火箭飞机的方案。它像火箭一样垂直起飞，如飞机一样水平着陆，以火箭发动机为动力，可完全重复使用。
方案五： 航空部601所提出的H－2空天飞机方案。它可以像飞机一样水平起飞和降落，使用吸气式涡喷组合发动机，可完全重复使用。
方案六: 航空部611所对法国正在研究的赫尔墨斯小型航天飞机的综合分析，论证方认为法国搞的航天飞机在政治、经济、技术背景与我国有相似之处，其总体技术与航天部一院一部提出的天骄一号小型航天飞机方案类似，是航天飞机诸方案中最省力、省时的方案。611所正在与国外开展航空技术方面的合作，可以一并引进国外的有关技术。
在综合考虑了自身的技术基础和经济能力后，1990年5月，“863—2”专家委员会最终确定了“投资较小，风险也小，把握较大”的飞船方案，即利用我国现有的长征2E运载火箭发射一次性使用的宇宙飞船，作为突破我国载人航天的第一步；在2010年或稍后再建成载人空间站大系统。
