為了降低發射成本、縮短發射周期、增強運載能力、提高安全性和舒適性,1969年4月,美國航空航天局提出了建造一種可重復使用的航天運載工具的計劃。1972年1月,美國正式把研制航天飛機空間運輸系統列入計劃,確定了航天飛機的設計方案,即由兩個固體火箭助推器、一個外掛推進劑貯箱和可多次重復使用的軌道器三部分組成。
軌道器是航天飛機的核心部分,也是整個系統唯一可以載人、真正在地球軌道上飛行的部件,很像一架大型三角翼飛機。軌道器長37.24米、高17.27米、翼展23.97米、自重68噸,可以乘坐7人、搭載20~30噸的貨物。
1981年4月12日,在世界第一位航天員加加林飛天20周年之際,美國發射了世界上第一架航天飛機——哥倫比亞號。之后,又有4架航天飛機投入運營,分別是挑戰者號、發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號。5架航天飛機在30年的時間里,共發射了135架次。2011年7月8日,亞特蘭蒂斯號航天飛機進行最后一次發射,完成飛行任務后,于7月21日在肯尼迪航天中心安全著陸,結束了其謝幕之旅,美國航天飛機時代宣告結束。
即將發射升空的哥倫比亞號航天飛機
美國航空航天局在制定航天飛機計劃時,預想其有五大優越性,包括發射便宜、功能強大、更加安全、乘坐舒適和發射周期短。實踐證明,航天飛機實現了兩大優越性,即功能強大和乘坐舒適。其他三項正好相反:一是發射費用十分昂貴,每次發射費用高達4~5億美元,主要是返回地面以后要進行大量的維修;二是發射周期很長,由于維修工作量大,每年只能發射5~6次;三是并不安全,5架航天飛機損失了2架(挑戰者號于1986年1月28日升空時發生爆炸,哥倫比亞號于2003年2月1日再入大氣層時解體),犧牲了14名航天員。
雖然航天飛機退出了歷史舞臺,但它在發射衛星、太空維修,特別是建造國際空間站方面做出了巨大貢獻,創造了許多航天新紀錄,成為世界航天史上一座重要的里程碑。
航天飛機是航天技術的一個創舉,其經驗和教訓是人類繼續發展航天技術的寶貴財富,它所使用的很多先進技術在未來還將繼續發揮重要作用,它將激勵人類在探索太空的征程中勇往直前。