重生名流巨星裴清番外:空间站和飞行器

  
空间站和飞行器  空间探测器        空间探测器（space probe）：又称深空探测器或宇宙探测器。对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人航天器，空间探测的主要工具。空间探测器装载科学探测仪器，由运载火箭送入太空，飞近月球或行星进行近距离观测，做人造卫星进行长期观测，着陆进行实地考察，或采集样品进行研究分析。  宇宙全景图  　　空间探测器按探测的对象划分为月球探测器、行星和行星际探测器、小天体探测器等。 　　空间探测器离开地球时必须获得足够大的速度才能克服或摆脱地球引力，实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道（双切轨道）运行，就可能与目标行星相遇；增大速度以改变飞行轨道，可以缩短飞抵目标行星的时间。 　　为了保证探测器沿双切轨道飞到与目标行星轨道相切处时目标行星恰好也运行到该处，必须选择在地球和目标行星处于某一特定相对位置的时刻发射探测器。探测器可以在绕飞行星时，利用行星引力场加速，实现连续绕飞多个行星。 　　空间探测器的显著特点是，在空间进行长期飞行，地面不能进行实时遥控，所以必须具备自主导航能力；向太阳系外行星飞行，远离太阳，不能采用太阳能电池阵，而必须采用核能源系统；承受十分严酷的空间环境条件，需要采用特殊防护结构；在月球或行星表面着陆或行走，需要一些特殊形式的结构。        空间探测的范围集中在地球环境、空间环境、天体物理、材料科学和生命科学等方面。自1957年10月4日第一颗人造卫星发射上天，到2000年全世界已发射了100多个空间探测器。它们对宇宙空间的探测取得了丰硕成果，所获得的知识超过了人类数千年所获知识总和的千百万倍。 　　1958年1月31日美国发射成功第一颗卫星探险者1号，它首次探测到地球周围存在一个高能电子、粒子聚集的辐射带，这就是著名的范·艾伦辐射带。1958年末美国发射的先驱者3号探测器，在飞离地球10万千米的地方又发现了第二条辐射带。这是利用人造卫星和空间探测器最初探测的典型成果。 　　从1958年开始，人类用人造卫星、宇宙飞船、空间站和航天飞机等作为探测手段，对近地空间的环境，如地球辐射带、地球磁层、太阳辐射、极光、宇宙线等进行了探测。美国的“探险者”、“轨道地球物理观测站”、“轨道太阳观测站”系列，苏联的宇宙号、预报号、质子号系列中的一部分，中国的“实践”系列等，借助携带的科学仪器，测量了地球大气层、电离层、磁层的基本结构，测量了太阳光辐射谱、空间粒子成分、高能电子、高能质子和太阳磁场等参量及其变化，探测了各类现象之间的相互关系等。通过对空间环境的探测和研究，为各类航天器的发射和飞行，航天员较长时间在太空生活，并实现太空行走和其他太空活动，提供了重要数据和安全条件。 　　从1959年开始，人类已经跨过近地空间到月球以至月球以外的深空进行探测活动。各种空间探测器相继考察了月球，拜访了太阳系的水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星以及“哈雷”彗星等。其中对月球的考察最详细，甚至派遣了航天员赴月球实地考察；对金星、火星不仅拍摄绘制了地形图，而且还多次发射无人探测器在金星和火星表面着陆进行科学考察。科学家由此初步揭开了月球和太阳系各大行星的不少奥秘，回答了过去天文学家们争议不休的许多不解之谜。 凤凰”号探测器 　　从1960年美国发射第一颗天文卫星“太阳辐射监测卫星”开始，人类陆续发射了分别对X射线、V射线、紫外线和红外线等进行观测的天文卫星，它们突破了地球大气层对天体辐射的阻挡，获取了来自宇宙空间整个波段的电磁辐射，实现了高灵敏度和高分辨率的观测，使对天体的观测波段扩大到紫外线、X射线、V射线等地面无法观测的波段，从而不断揭示出宇宙的真实面貌。  普朗克（Planck）空间探测器         1959 年1月苏联发射了第一个月球探测器——月球1号，此后美国发射了徘徊者号探测器、月球轨道环行器、勘测者号探测器。60年代以后 ，美国和苏联先后发射了100多颗行星和行星际探测器、分别探测了金星、火星、水星、木星和土星，以及行星际空间和彗星。其中有先驱者（美）、金星（苏）、水手（美）、火星（苏）、太阳神（美、德合作）等探测器。美国在1972年3月发射的先驱者10号探测器 ，已在1986 年飞越冥王星的平均轨道，成为第一个飞出太阳系的航天器。美国1989年5月发射的麦哲伦号探测器 ，于1990年8月后一直绕金星飞行，1991年发现金星仍存在地质活动。日本于1991年8月发射太阳-A探测器，用于观测太阳活动。   礼炮号和联盟号空间站     “礼炮”号空间站：苏联一共发射了7个“礼炮”号空间站。1971年4月19日，苏联发射了世界上第一个空间站——“礼炮”1号，太空飞行进入了一个新的阶段。“礼炮”1号空间站由轨道舱、服务舱和对接舱组成，总长约12.5米，最大直径4米，总重约18.5吨，可居住6名宇航员。站上装有各种试验设备、照相摄影设备和科学实验设备。“礼炮”1号空间站在太空运行6个月，相继与“联盟”10号，“联盟”11号两艘飞船对接组成轨道联合体，完成任务后于同年10月11日在太平洋上空坠毁。宇航员在它上面连续停留的时间最长为63天。    “礼炮2”至“礼炮7”号：苏联的这6个空间站分别于1973年至1982年间发射，最后一个即“礼炮7”号在1991年坠落到地球。“礼炮2”至“礼炮5”号属于第一代空间站，它们每个重量约19吨，长16米，只有一个对接口，可与“联盟”号载人飞船对接。第二代“礼炮6”号及“礼炮7”号空间站对接口增加到两个，可分别与载人和载货用的飞船进行对接。      苏联的第一代空间站包括礼炮1号到5号共5艘。    礼炮1号由3个直径不同的柱形舱段组成，总长约14.5米，总重约18.3吨。主要基本分系统包括主控制系统，它既可自动进行，亦可由宇航员手控或地面遥控进行；方位和运动控制系统，用于对接操纵；发动机姿态与机动控制系统，用于轨道机动和交会操纵；无线电指令与电视控制系统；远距离通信系统；无线电遥测系统，用于探测进步号目标飞船；电源系统；生命保障系统以及生物医学装置。这些基本系统与后继的礼炮号大致相同。礼炮1号于1971年4月19日发射，运行期间只接待了一批宇航员。    礼炮2号属于军用型，1973年4月3日发射升空，但入轨后不久就发生了爆炸。    礼炮3号于1973年5月11日发射了。不知是运载火箭问题还是其他原因，它的初始轨道很低，只运行了11天便于5月22日坠入大气层烧毁。    民用型礼炮4号空间站于1974年12月26日发射。1975年1月10日，联盟17号飞船发射。在同礼炮4号对接后，宇航员开始进站工作，5月24日，联盟18B载两名宇航员进入轨道。他们在礼炮4号上工作了62天。这两组宇航员在礼炮4号上工作生活共计90多天，进行了大量研究和实验活动，取得了很大成功。礼炮4号于1976年2月16日坠入大气层。    4个月后，军用型礼炮5号空间站于6月22日发射入轨。期间它只接纳了两批宇航员。2月26日，礼炮5号的回收舱分离并安全回收。它在轨道上进行了多次调整，最后于1977年8月28日再次进入大气层。      苏联第二代空间站包括礼炮6号和7号。这两座空间站要解决的问题除进一步提高安全性和可靠性外，另两项重大的变化是长寿命和扩展应用领域。如果轨道高度保持在250千米，每年消耗推进剂为4.75吨；如果轨道提高到350千米，则推进剂消耗只有600千克。礼炮6号和7号正是采用这种较高的轨道。    另外，为更大限度地提高轨道运行寿命，第二代空间站具有两个对接窗口，一个用于联盟号载人飞船对接，另一个用于不载人货运飞船对接，用于轨道加油和往返运送试验设备、试验物品。    礼炮6号1977年9月29日由质子号运载火箭送入轨道。礼炮6号在轨运行共达58个月。在宇航员进站工作期间，完成了大量科学观测、地球资源观测、人体生物医学研究和技术实验。更具有应用意义的工作则是进行了大量半导体、晶体生长实验和用结晶炉及合金炉进行了金属冶炼实验。宇航员还首次熔化了玻璃，这使苏联科学家十分兴奋。这项工作对于制造高性能的光导纤维有重大意义。    1982年4月19日，礼炮7号空间站发射入轨道。5月13日，联盟T-5号飞船载宇航员别列祖瓦和列别多夫进入轨道并于14日与礼炮7号对接成功，开始了新空间站的运行和使用。它在运行期间，取得了许多重大成绩。宇航员基茨姆、索洛维耶夫和阿特科夫创造了在轨时间的新纪录237天。宇航员进行了6次舱外活动，累计时间近23小时。另外重要的活动还有：联盟6号的宇航员通过气闸舱释放了两颗重28千克的业余无线电爱好者卫星，联盟13号的宇航员在舱外对礼炮7号的对接口进行了修理，空间站内宇航员最多时有6人。其他活动包括继续进行礼炮6号的任务。宇航员共进行了涉及各个方面的120多项实验，拍摄了1万张地球和天空照片，极大地丰富了空间科学宝库，取得了非凡的成就。    1971年，前苏联首开先河，把世界上第一个空间站——“礼炮一号”送上了轨道。不甘示弱的美国也于两年后发射了“天空实验室”空间站。
 
    与早期的有人驾驶的飞船相比，空间站的体积更大，更精密。“联盟”号飞船往返于地球和空间站之间，送去所需的货物，运回科学试验成果。苏联在这座空间站里，进行了大量的科学试验，并积累许多太空飞行的经验。
几年后，苏联第二代空间站投入了使用。这种新型的空间站有两个泊位，可以接纳更多的飞船。由于供给的货物增多，航天员可以在站上工作更长的时间。 
 
    1986年2月20日，前苏联建造“和平”号空间站的工程开始了。从“和平”号空间站的核心舱发射入轨，到1996年4月26日对接上最后一个舱段，历时10年，5次对接，终于完成了“和平”号的建造，形成了包括核心舱、量子1号舱、量子2号舱、晶体舱、光谱舱、自然舱在内的6个舱，以及由“进步号”货运飞船，联盟号载人飞船组成，可与6艘飞行器对接的庞大的轨道复合体。舱段式结构的“和平”号全长87米，总重达124吨，有效容积472立方米。在晶体舱的末端还设有专门迎接航天飞机的对接口。      “和平”号空间站是20世纪技术最先进、重量最重、寿命最长、载人最多、贡献最大的航天器。14年来，先后有12个国家、28个宇航组、137名宇航员在站上工作过。“和平”号还创造了俄罗斯男宇航员波利亚科夫和美国女宇航员露西德在太空中连续生活439天和188天的记录。美国4架航天飞机先后9次与“和平”号对接，创下了最重的航天器(223吨)和最多的航天员(10名)一次聚会的记录。站上载有11．5吨科学研究设施，共进行了16500项科学实验，其中完成了23项国际科学考察计划。这座人造“天宫”不仅为人类提供了广泛的科学和技术实验场所，取得了一系列令人瞩目的成果，还进行了多次大型空中对接、更换和维修活动，为建造更大型空间站积累了丰富的经验。
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    从1971年迄今，世界上共发射成功10个空间站，已发展到第三代，前苏联 “礼炮1号”～“礼炮5号”共5 个空间站和美国的“天空试验室”为第一代空间站，“礼炮6号”和“礼炮7号”为第二代空间站，“和平”号为第三代空间站。目前，这些空间站，除国际空间站正在建设和在轨工作外，其余8个在大气的作用下陨落，“和平”号空间站被人工销毁。  国际空间站
空间站是人类在太空进行各项科学研究活动的重要场所，1983年，欧洲空间局发射了“空间实验室”，它是一座随航天飞机一同飞行的空间站。                                   它由美国和俄罗斯牵头，联合欧洲空间局11个成员国和日本、加拿大、巴西等16国共同建造运行。空间站从1994年开始分多个步骤建设安装，至2006年全部建成。建成后空间站将长110米，宽88米，质量超过400吨，将是有史以来规模最庞大、设施最先进的人造天体。可供6至7名宇航员同时在轨工作。 1981年全世界第一颗红外天文卫星发射升空。而对于天文学上有重要意义的事件是1990年4月25日由美国“发现”号航天飞机送入太空的哈勃空间望远镜(HST)。它的目的是探测宇宙深空，了解宇宙起源和各种天体的性质和演化。HST耗资21亿美元，对天文学特别是天体物理学的推动是巨大的。在空间放置望远镜可以摆脱大气的干扰，没有大气消光的问题，同时因为没有大气，设计的望远镜可以达到衍射极限。它的镜面不受重力的影响，不会变形，望远镜有极高的分辨率。它是人类的千里眼，探索宇宙奥秘的利器。此后美国和欧空局又相继发射了“钱德拉”空间X射线望远镜和XMM空间天文台等。 联盟号飞船       联盟号飞船相对联盟T进行了更多的改进，是俄罗斯航天部门现在拥有的唯一一种可载人航天器，也是可向国际空间站输送宇航员的仅有2种工具之一（另一种是美国的航天飞机）。其他衍生物包括进步号货运飞船，这是一种设计的十分成功的无人货物运输飞船，在维持和平号空间站和国际空间站的正常运转中发挥了巨大的作用。　　联盟号飞船在1967~1981年共发射40艘。联合1~10号，载1~3人，射入地球轨道。其余30次飞行大部分是“联合号”太空舱与在轨道上的“沙礼特号”太空站相连；交换1名“联合号”乘员进入太空实验室，进行较长时间的科学实验。　　　“联盟号”飞船首次发射是在1967年，这个阶段约4年的时间。自1965年3月“上升2号”飞船飞行之后，足有2年多。之所以苏联没有进行任何载人宇宙航行，是因为苏联正在研制一个推力更大的运载工具——“联盟号”飞船。


 　　“联盟号”宇宙飞船是一种多座位飞船，内有1个指挥舱和1个供科学实验和宇航员休息的舱房。“联盟号”第一次发射是在1967年4月23日，飞行目的是演练这种新的宇宙飞船各个系统的工作情况。不幸的是它酿成了一场悲剧。
       1967年4月3日，原苏联第一艘载人的联盟号飞船顺利发射，而且完成了第13圈的轨道飞行，飞船宇航员向地面报告工作顺利。在飞到第18圈时，操纵和稳定飞船明显发生了困难，即在从地面起飞26小时45分后，航天员开始做再入大气层的定向操纵和启动反推火箭的时候。事故发生了……当飞船以644km/h的速度撞到地面时，宇航员弗拉基米尔·科马罗夫上校当即死亡。　　可以这样设想：由于轨道机动或者在再入大气层过程中出现的旋转，使回收降落伞的吊伞索缠在一起，因而在打开降落伞时不能展开，降落伞变成了一条“飘带”，造成了悲剧的发生。　　“联盟1号”在发射前曾使用计算机有系统地检查了火箭的每一个部件。为谨慎起见，第一次飞行只选了1名宇航员，他就是弗拉基米尔·科马罗夫。他是苏联宇航员中技术最好的人之一，也是第一个2次进入外层空间的人，可是在这第二次飞行即将结束时，他却丧了命。对于科马罗夫的死因，苏联的官方报道极其简单，只是说宇宙飞船在飞行24小时之后按原计划进入大气层，但在7000米高空，因主要降落伞未能张开，于是飞船和宇航员一起船毁人亡。不过对这种说法持怀疑态度的大有人在。       “联盟1号”失事使苏联的载人宇航推迟了18个月，直到1968年10月26日苏联才发射了1艘新的“联盟号”飞船。“联盟3号”宇宙飞船由宇航员别列戈沃伊驾驶在轨道上飞行了4个昼夜，然后平安返回地球。在这次飞行中，别列戈沃伊取得的最大成绩是在空间轨道，试图和1架无人驾驶的“联盟2号”飞船对接。别列戈沃伊让他的飞船和“联盟2号”自动接近到相距200米处，然后改用手动操纵系统，使2个飞船靠近到仅数米的距离。苏联的第一次飞船对接是在1969年1月完成的。弗拉基米尔·沙塔洛夫驾驶的“联盟4号”飞船同“联盟5号”飞船实行了接近和对接。“联盟5号”上的宇航员阿列克谢·叶利谢耶夫和叶夫根尼·赫鲁诺夫穿上宇宙服进入了“联盟4号”。苏联人把对接后的组合飞船称为“世界上第一个宇宙空间站”。　　1969年10月11日、12日、13日，苏联接连3天发射了“联盟6号”、“联盟7号”和“联盟8号”3艘飞船，在轨道上进行了广泛的科学考察，其中包括在真空和失重情况下进行金属焊接的操作试验。此外，这3艘飞船还实行了协调动作的编队飞行。这3艘飞船的发射倾角是一样的，它表明它们是从同一个地点接连3天发射的，这在当时，是在空间技术方面的一个重大突破。苏联频繁发射“联盟号”宇宙飞船的时候，正是美国实现“阿波罗” 登月计划的时候。可以明显感到，苏联正致力于建立太空实验站的试验，太空站的问世已为期不远了。 礼炮号”轨道站阶段。这个阶段从1971年4月19号“礼炮1号”上天起，到1977年9月改进的“礼炮6号”轨道站发射止，历时6年多。虽然 这种“礼炮号”系列的太空站仅仅是轨道实验站的低级形式，但它毕竟使人 类能在宇宙空间长期工作和生活一段时间了。　　“礼炮号”太空站比以往苏联发射的任何宇宙飞船都要大，它有3个舱室，仅密封压力舱的容积就有100立方米。在这长20米，直径超过4米的圆柱形舱内，贮有各种食品和饮用水，以及许许多多科学实验设备、仪器和工具。　　“礼炮1号”发射时，苏联没有公布太多的情况。　　4天以后，当载有3名宇航员的“联盟10号”宇宙飞船于莫斯科时间1971年4月23日下午2:54发射后，塔斯社正式公布了4条飞行目的：　　——与4月19日进入轨道的“礼炮号”轨道科学站进行联合实验。　　——综合检验改进了的飞船系统。　　——进一步演练手操纵和自动操纵系统以及飞船在各种飞行状态下的定向和稳定。　　——进行医学、生物学考察来研究宇宙飞行因素对人机体的影响。　　4月24日莫斯科时间4:47，“联盟10号”和“礼炮1号”实行了对接。连成一体的“礼炮-联盟”共同飞行了5小时半，在完成预定任务后，“联盟10号”于4月25日返回地面。这次对接试验的成功，是苏联在建立太空站这条道路上迈出的关键一步。         1971年6月6日莫斯科时间7:55，苏联又发射了“联盟11号”宇宙飞船，并在轨道上与“礼炮1号”对接成功。第二天，“联盟11号”飞船上的3名宇航员于莫斯科时间10:45进入“礼炮号”太空站的舱室，使之成为世界上第一个有人居住的太空站。美国1973年5月发射的第一个太空站虽然比“礼炮1号”要大得多，但它毕竟晚了2年。　　“礼炮-联盟”号总重25吨以上，太阳能电池和化学电池供给它充足的电能。在密封舱里的宇航员共在太空站里度过了23个昼夜，进行了天文观测、生物医学试验、远距离摄影等科学考察和实验活动。当“联盟11号”飞船结束考察奉命脱离“礼炮号”太空站，返回地面后，人们打开舱盖后简直大吃一惊：3名宇航员都安详地死在自己的座位上，死前却一点预兆都没有。　　1971年6月30日早上8:13，莫斯科电台中断了它预定的国内新闻节目，宣读了这3位宇航员罹难的公告，他们是：指令长格奥尔基·多勃罗沃利斯基中校，宇航员弗拉基斯拉夫·沃尔科夫和维克多·帕查耶夫。　　自从人类跨入宇航时代，到1971年6月，一共有7名美、苏宇航员献出 了自己的生命。“联盟11号”飞船上的3名宇航员是献身宇航事业的第5、6、7名太空人，人类将永远怀念他们。　　“联盟11号”飞船上3名宇航员是突然去世的。3名宇航员去世的前一天——6月29日，“礼炮-联盟”的一切工作依然严格按程序进行。他们在和地面飞行控制中心的无线电通信中，报告了他们的考察情况，并说“全体宇航员自我感觉良好”。在接到返回地面的着陆指令后，“联盟11号”和太空站顺利脱开，单独飞行。此时飞船上的所有系统仍然一切正常。1971年6月30日凌晨1:35，“联盟11号”飞船的制动发动机开始工作，然而当它工作结束后，地面控制中心与宇航员的联系突然中断了。　　据苏联劳动报报道：“在哈萨克斯坦的上空，飞机和直升飞机迎接了宇宙飞船。”　　“飞船实行了软着陆。一架直升飞机降落在它旁边，接着另一架直升飞 机也降落在它旁边。还没等旋翼停稳，医生就跳到了陆地上，向飞船跑去。“打开了舱口盖，舱内有3名宇航员，他们坐在自己的工作位置上，这里整齐地放着收集到的许多实验资料、电影胶卷、磁带、航行日志、装有生物标本的容器，很难想象多勃罗沃利斯基、沃尔科夫和帕查耶夫已经死去了。”　　按照惯例，苏联对这起事故派出了调查组。7月12日，塔斯社发表了政府调查委员会的正式公告：“在对‘联盟11号’宇宙飞船的飞行参数记录进行研究后确定，在下降段之前，飞船的飞行一直正常。”　　“在直到着陆为止的历时30分钟的飞船下降段内，下降装置内的气压迅速下降，导致宇航员突然死亡。医学和病理解剖学检查证明了这一点。“气压下降的原因是飞船的密封性受到破坏。对完成了软着陆的下降装置的检查表明，飞船的结构没有破损处。”　　“技术分析推断出造成漏气的一系列推测原因。对于这些原因的分析研究正在继续中。”　　根据这份公告，3名宇航员的死因是清清楚楚的，座舱密封出了问题，气压突然下降，宇航员因缺氧，人体内血压致命地升高，血液突然冲入大脑，引起血栓而死亡。但西方对造成座舱不密封的原因则作了种种猜测和推断。        苏联当局对3位宇航员牺牲一事极为重视，宣传规模很大，葬礼规格也较高。7月1日12点至20点，在莫斯科的苏军中央之家举行了全市性的与遗体告别仪式。2日下午2点至3点，在红场举行了追悼大会，勃列日涅夫等15名政治局和书记处成员出席了追悼会，会后，将骨灰盒放进克里姆林宫墙内。　　这次事故后，苏联又发射了4个“礼炮号”系列的太空站。      这些太空站都有不同程度的改进；并多次和“联盟号”宇宙飞船实行对接；宇航员在轨道站上逗留的最长时间已达到63天；完成了许许多多科研项目，比如试验改进后的飞船的控制系统和生命保障系统，进行金属冶炼和晶体生长实验等。     航天飞机
    
    航天飞机是世界上第一种可以再重复使用的太空船，也是历史上第一种可携带大型卫星进入轨道和离开轨道的太空船。航天飞机的发射像火箭，在地球轨道上运行像太空船，而着陆又像飞机。目前美国仅剩的三架航天飞机“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号，每一架按设计都需要执行至少100次太空飞行任务。到目前为止，它们加起来执行的任务总和还不到四分之一。
　　“哥伦比亚”号航天飞机于1979年交付美国宇航局在佛罗里达州的肯尼迪航天中心，它也是该中心接管的首架航天飞机。2003年2月1日，“哥伦比亚”号航天飞机在返回地球时失事，机上执行STS-107任务的7名宇航员全部遇难。“挑战者”号航天飞机于1982年7月交付肯尼迪航天中心。1986年1月，在发射升空后不久发生爆炸。“发现”号航天飞机于1983年11月交付肯尼迪航天中心，“亚特兰蒂斯”号航天飞机于1985年交付肯尼迪航天中心。“奋进”号是在“挑战者”号发生事故后建造的，用来代替“挑战者”号，于1991年5月交付肯尼迪航天中心。早期的“企业”号航天飞机从来没有进入过太空，只是在上世纪70年代后期在德赖登飞行研究中心进行用作进场和着陆试验以及数次发射架研究。
　　航天飞机由三个主要部分组成：乘载机组成员的轨道器、为主发动机提供燃油的大型外燃料箱和在起飞的最初两分钟里为航天飞机提供大部分升力的两个固体燃料火箭助推器。除了外燃料箱外，另外两个组成部分都可以重复利用，每一次发射后，外燃料箱都会在大气层中烧毁。
　　航天飞机单次任务在太空呆得时间最长的是1996年11月的STS-80飞行任务，在太空连续飞行了17.5天。通常情况下，每次任务按计划可在太空飞行5天至16天。在最初的几次任务中航天飞机的机组成员数量最少，只有两名，最多的机组可达8人。一般情况下，每个机组有5至7人。航天飞机的设计可以让其在185公里至643公里(115至400英里)高的轨道上运行。
　　航天飞机保持着目前正在使用的所有火箭中最可靠的发射纪录，自1981年以来，美国宇航局利用宇航飞机将136万公斤(300万磅)货物、600多名宇航员送入太空。尽管航天飞机已经使用了近20年，也一直在不断地发展改进，今天的航天飞机与第一架航天飞机已经有很大的不同了。美国宇航局对最初的设计进行了大大小小的数千次改进，使得今天的航天飞机比以前的任何一架航天飞机都更加安全、可靠和有效。单是自1992年以来，美国宇航局对发动机和主要系统进行了改进，便使得航天飞机的飞行安全系数提高了三倍，而飞行中可能遇到的问题则减少了70%，同时，航天飞机的花费每年节省12.5亿美元，花费减少了40%以上。由于重量减轻和其它的改进，航天飞机可以携带的货物重量增加了7.3公吨(8吨)。 美国第一架航天飞机：哥伦比亚号  
　　1981年初，经过十年的研制开发，“哥伦比亚”号终于建造成功，它是第一架用于在太空和地面之间往返运送宇航员和设备的航天飞机。它第一次飞行的任务只是测试它的轨道飞行和着陆能力。在太空飞行54小时，环绕地球飞行36周之后航天飞机安全着陆。“哥伦比亚”号是以18世纪初第一艘环绕地球航行的美国轮船的名字命名的，在下一架航天飞机，“挑战者”号建成之前，“哥伦比亚”号又进行了四次飞行。2003年返回地球时失事。
 美国第二架航天飞机：挑战者号  
　　1982年，“挑战者”号成为美国宇航局的第二架航天飞机。航天飞机(正式名称为空间运输系统)由轨道飞行器、固体燃料火箭推进器和外燃烧箱共同构成。轨道飞行器是一种用来在太空和地面之间往返运送宇航员和设备的带有机翼的太空飞机。由于它悲惨的结局，“挑战者”号这个名字在全世界的知名度可能比其他航天飞机都要大。“挑战者”号进行了10次飞行，第一次是1983年4月，最后一次(飞机失事)是在1986年。
 美国第三架航天飞机：发现号 
　　发现号航天飞机轨道飞行器是以18世纪美国探险家詹姆斯·库克的小船的名字命名的。他驾驶着这艘小船在南太平洋航行，成为第一个踏上夏威夷群岛的非土著居民。“发现”号航天飞机是美国建造的第三架航天飞机，前两架是“哥伦比亚”号和“挑战者”号。“发现”号航天飞机的第一次飞行是在1984年8月，总计飞行了21次，比任何其它航天飞机飞行次数都多。
美国第四架航天飞机：亚特兰蒂斯号  
　　1985年，“亚特兰蒂斯”号成为美国宇航局的第四架航天飞机。“亚特兰蒂斯”号是以美国第一艘远洋船舶的名字命名的，这艘轮船从1930年到1966年在马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所被用来进行研究。“亚特兰蒂斯”号航天飞机重77.7吨，它在1985年10月和1996年3月之间进行了16次飞行。
美国第五架航天飞机：奋进号      
　　“奋进”号是美国宇航局最新建造的一家航天飞机轨道飞行器。它是由美国宇航局于1991年建造，用来替代1986年在爆炸中被毁坏的“挑战者”号。“奋进”号是以18世纪英国探险家詹姆斯·库克的考察船的名字命名的。“奋进”号高36.6米，宽23.4米，重71吨，造价超过20亿美元。它是美国宇航局建造的四架航天飞机之一，也是还在使用当中的航天飞机之一。其它两架分别是“发现”号和“亚特兰蒂斯”号。