作为世界行航天史上的一个重要里程碑，航天飞机的发明实现了人类进入太空的梦想。航天飞机是集火箭、卫星和飞机技术特点于一身，既能像火箭那样可以垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道中飞行，还能像飞机一样再入大气层滑翔着陆。可以说，航天飞机是一种新型、多功能的航天飞行器。
* 航天飞机的结构及性能
航天飞机是一种载人航天器，垂直起飞、水平降落，以火箭发动机为动力发射到太空，并能在轨道上运行，还可以往返于地球表面和近地轨道之间，可部分重复使用。
航天飞机主要由三大部分组成：轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱。固体燃料助推火箭共两枚，它们与轨道器的三台主发动机发射时同时点火。当航天飞机上升到50千米高空时，两枚助推火箭就会停止工作并与轨道器分离，回收后经过修理可重复使用20次。外储箱内部装有供轨道器主发动机使用的推进剂，是一个巨大的壳体。主发动机在航天飞机进入地球轨道之前会熄火，外储箱与轨道器分离，从而进入大气层烧毁，所以它也是航天飞机组件中唯一不能回收的部分。
航天飞机载人的部分是轨道器。它具有宽大的机舱，并可以根据航天任务的需要分成若干个“房间”。有一个可容纳大型设备的大的货舱。轨道器中可以乘载3名如指令长或机长、驾驶员、任务专家等职业航天员和4名非职业航天员。舱内的大气为氮氧混合气体。航天飞机在太空轨道完成飞行任务后，轨道器会下降返航，如同一架滑翔机一样，在预定的跑道上水平着陆。轨道器一般可重复用100次左右。
航天飞机作为往返于地球与外层空间的交通工具，结合了飞机与航天器的特性，外形像飞机，又像有翅膀的太空船。航天飞机的翼在回到地球时，会提供空气煞车作用，以及在降跑道时提供升力。航天飞机升入太空时，与其他单次使用的载具一样，是用火箭动力垂直升入。航天飞机因为机翼的关系酬载比例较低。
* 航天飞机的出现及发展
美国宇航局在1969年4月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，美国正式在计划中列入航天飞机空间运输系统的研制，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3部分组成。
1977年2月，经过5年时间，美国研制出了一架创业号航天飞机轨道器，波音747飞机驮着它进行了机载试验。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（C·F·Haise）和富勒顿（G·Fullerton）两人。8月12日，载人在飞机上飞行试验圆满完成。又过了4年，第一架载人航天飞机终于出现在太空，从而成为航天技术发展史上的又一个里程碑。
虽然有许多国家都在对航天飞机进行研发，但成功地发射并回收过这种交通工具的只有美国与前苏联。然而由于苏联瓦解，相关的设备哈萨克接收，因为受限于没有足够经费维持运作，只能将整个太空计划暂时搁浅。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。
1981年4月12日，卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心，上百万人观看了第一架航天飞机“哥伦比亚号”航天飞机发射，宇航员是翰·杨（John W·Young）和克里平（Robert L·Crippen）。两天后，航天飞机安全返回。这也揭开了航天史上新的一页。
这架总长约56米，翼展约24米的航天飞机，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客机大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员，飞行时间7～30天，轨道器可重复使用100次。
美国从1981年至1993年底一共有5架航天飞机飞行了59次，其中“哥伦比亚号”航天飞机飞行15次，“挑战者号”飞行10次，“发现号”飞行17次，“亚特兰蒂斯号”飞行12次，“奋进号”飞行5次。每次载宇航员2～8名，飞行时间2～14天。在这12年中，有301人次（包括18名女宇航员）参加了航天飞机的飞行。在这59次飞行中，航天人员共在太空施放卫星50多颗，载两座空间站到太空轨道，发射了三个宇宙探测器，一个空间望远镜和一个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，当然也取得了丰硕的探测实验成果。
美国航天事业进入21世纪后发展也相当红火。2003年又一次发射了“哥伦比亚号”。但不幸的是，航天飞机在返回地面过程中突然在空中解体，7名宇航员全部罹难。
2005年8月9日，在美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地，美国“发现号”航天飞机安全降落，结束了长达14天的太空之旅。这是美国航天飞机自“哥伦比亚号”航天飞机失事后，首次顺利地重返太空，并且平安回家。
2006年，“发现号”航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心成功着陆。“发现号” 此次顺利完成了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5月11日，在佛罗里达州肯尼迪航天中心，美国“亚特兰蒂斯号”航天飞机发射升空，机上7名宇航员将对哈勃太空望远镜进行最后一次维护。24日，“亚特兰蒂斯号”航天飞机载着7名宇航员安全降落，并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，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。
相关链接——“黑匣子”的由来
1958年，一位墨尔本工程师发明了“黑匣子”。1908年，美国在发生了第一起军用飞机事故后，飞行事故不断发生，一种追忆事故发生过程原因的仪器就应运而生。
飞行记录装备仪器二战期间在军用飞机上开始应用，后来又发展到民航飞机上。这种飞行记录仪就被称为“黑匣子”。之所以这样称呼，是因为为了保证设备在飞机出事故后不被破坏，将这种飞行记录仪装进了坚固的匣子里。这种匣子坚固，是用耐高温（600～1100℃）、承重压（1吨重的压力）、耐腐蚀的金属材料做成的。不过 “黑匣子”并非黑色，并不是根据它的外表颜色命名，之所以这样叫，是因为当事故发生后很多人们需要了解的数据具有神秘色彩。此后，人们把各种事后追忆现场数据记录的仪器引申统称为黑匣子。而“黑匣子”作为人们概念中可靠的宝贵证据的代名词也逐渐流行开来。
大多数客机和军用飞机上目前安装有2种黑匣子。一种被称为飞机数据记录器（FDR），专门记录飞行中的如飞行的时间、速度、高度、飞机舵面的偏度、发动机的转速、温度等各种数据，共有30多种，并可累计记录25小时。飞机起飞前，只要打开黑匣子，黑匣子就会收录飞行时的上述种种数据。一旦出现空难，人们便能从黑匣子中找到整个事故过程中的飞行参数，知道飞机失事的原因。
另一种黑匣子（CVR）被称为飞行员语言记录器，它通过安放在驾驶舱及座舱内的扬声器就像录音机一样录下飞行员与飞行员之间，以及座舱内乘客、劫机者与空中小姐的讲话声，记录的时间为30分钟，超过30分钟录音又会重新开始。因此，这个黑匣子保存的是空难30分钟前的机内信息。
黑匣子随着科技的迅速发展也在不断更新换代。20世纪60年代的黑匣子（FDR）误差较大，只能记录5个参数。70年代开始使用能记下100多种参数的数字记录磁带，保存最后25小时的飞行数据。90年代后出现了集成电路存贮器，类似于电脑中的内存条，可记录两小时的CVR声音和25小时的FDR飞行数据，这样就使使空难分析的准确度大大提高。
