天地往返穿梭器——航天飛機
1969年4月，美國宇航局提出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，即由可回收重復使用的固體火箭助推器，不回收的兩個外掛燃料貯箱和可多次使用的軌道器三個部分組成。經過5年時間，1977年2月研制出一架創業號航天飛機軌道器，由波音747飛機馱著進行了機載試驗。1977年6月18日，首次載人用飛機背上天空試飛，參加試飛的是宇航員海斯（C·F·Haise）和富勒頓（G·Fullerton）兩人。8月12日，載人在飛機上飛行試驗圓滿完成。又經過4年，第一架載人航天飛機終于出現在太空舞臺，這是航天技術發展史上的又一個里程碑。1981年4月12日，在卡納維拉爾角肯尼迪航天中心聚集著上百萬人，參觀第一架航天飛機哥倫比亞號發射。宇航員翰·楊（John W·Young）和克里平（Robert L·Crippen）揭開了航天史上新的一頁。這架航天飛機總長約56米，翼展約24米，起飛重量約2040噸，起飛總推力達2800噸，最大有效載荷29.5噸。它的核心部分軌道器長37.2米，大體上與一架DC—9客機的大小相仿。每次飛行最多可載8名宇航員，飛行時間7至30天，軌道器可重復使用100次。航天飛機集火箭，衛星和飛機的技術特點于一身，能像火箭那樣垂直發射進入空間軌道，又能像衛星那樣在太空軌道飛行，還能像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸，是一種新型的多功能航天飛行器。
從1981年至1993年底，美國一共有5架航天飛機進行了59次飛行，其中哥倫比亞號15次，挑戰者號10次，發現號17次，亞特蘭蒂斯號12次，奮進號5次。每次載宇航員2至8名，飛行時間從2天到14天。在12年中，已有301人次參加航天飛機飛行，其中包括18名女宇航員。航天飛機的59次飛行中，在太空施放衛星50多顆，載2座空間站到太空軌道，發射了3個宇宙探測器，1個空間望遠鏡和1個γ射線探測器，進行了衛星空間回收和空間修理，開展了一系列科學實驗活動，取得了豐碩的探測實驗成果。
美國航天飛機創造了許多航天新紀錄。航天飛機首航指令長約翰·楊6次飛上太空，是世界上參加航天次數最多的宇航員。1983年6月18日女宇航員莎麗·賴德（Sally K·Ride）乘挑戰者號上天飛行，名列美國婦女航天的榜首。1983年8月30日，挑戰者號把美國第一個黑人宇航員布魯福德（Guion S·Bluford）送上太空飛行。1984年2月3日乘挑戰者號上天的麥坎德利斯（B·McCandless），成為世界上第一位不系安全帶到太空行走的宇航員。1984年4月6日挑戰者號上天后，宇航員首次抓獲和修理軌道上的衛星成功。1984年10月5日參加挑戰者號飛行的莎麗文（Kathryn D·Sullivan）成為美國第一位到太空行走的女宇航員。1985年1月24日發現號升空，首次執行秘密的軍事任務。1985年4月29日，第一位華裔宇航員王贛駿（Tayler Wang）乘挑戰者號上天參加科學實驗活動。1985年11月26日，亞特蘭蒂斯載宇航員上天第一次進行搭載空間站試驗。1992年5月7日奮進號首次飛行，宇航員在太空第一次用手工操作搶救回收衛星成功。7月31日亞特蘭蒂斯號上天，首次進行繩系衛得發電試驗。9月12日奮進號將第一位黑人女宇航員，第一位日本記者和第一對宇航員夫婦載入太空飛行。◆