航天飞机（英语：Space Shuttle），是一种为穿越大气层和太空的界线（高度100公里的卡门线）而设计的火箭动力飞机。航天飞机结合了飞机与航天器的性质，像有翅膀的航天器。

迄今只有美国与前苏联曾经制造能进入近地轨道的航天飞机，并曾实际成功发射并回收，而美国是唯一曾以航天飞机成功进行载人任务的国家。其他国家发展的类似计划则尚未有实际发射并进入轨道的纪录。由于人类开始将太空探索的目光投向火星，对于服务于近地轨道的航天飞机来说已经没用武之地。但此技术继续用作猎户座计划、太空发射系统、空天飞机、宇宙飞船等。

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月研制出一架企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（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。

航天飞机是集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。

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)。

航天飞机是一种借助外挂助推器垂直起飞、自身可以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，其外表为铁锈颜色，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，又要有承受载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。

航天飞机是一种为穿越大气层和太空的界线（高度100公里的卡门线）而设计的火箭动力航天器。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，像有固定机翼的太空船，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。

航天飞机除了可以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。

航天飞机的飞行过程大致有上升、轨道飞行、返回三个阶段。起飞命令下达后，航天飞机在助推火箭的推动下垂直上升，直至进入预定轨道，完成上升。进入轨道后，航天飞机的主发动机熄火，由两台小型火箭发动机控制飞行。到达预定地点后，航天飞机开始工作。航天飞机完成任务后，便开始重新启动发动机，向着地球飞行。进入大气层后，航天飞机速度开始放慢，并像普通滑翔机一样滑翔着陆。

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）计划的支援。

正式编号绕地机载具105号（Orbiter 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，并由乔治·赫伯特·沃克·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。

“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5架航天飞机（哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号、奋进号)之一。目前所有存在的航天飞机都已经全部退役，取代他们角色的暂时还未出现。

从某个角度来说，奋进号是一艘“拼装航天飞机”，它是以发现号和亚特兰蒂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逊色一截，事实上因为是最后才开始建造，奋进号在建造过程中汲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，才在稍后趁着停飞维修的期间，改装追加到其他几架航天飞机上。

奋进号的改良方案

1. 一具直径40呎的新型减速伞，能够缩短航天飞机落地后的减速滑行距离约1,000呎（近300公尺），而成为2,000呎的滑行总长。

2. 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。

3.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。

4.一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。

奋进号的研发历程

1987年7月31日 - 建造合约签署

1982年2月15日 - 开始乘员模组的结构组装（因为奋进号的主结构本是为了作为其他航天飞机的备用零件而造，因此反而比建造合约签署还早实行）

1987年9月28日 - 开始后段机身的结构组装1987年12月22日 - 机翼自格鲁曼（Grumman）公司处送抵棕榈谷(Palmdale）的组装地点

1987年8月1日 - 开始最后组装

1990年7月6日 - 完成最后组装

1991年4月25日 - 自棕榈谷完工出厂

1991年5月7日 - 运送至肯尼迪太空中心

1992年4月6日 - 进行飞行转备点火

1992年5月7日 - 首次升空（STS-49）

2011年5月16日，奋进号航天飞机在肯尼迪航天中心成功发射升空，开始其19年职业生涯的最后一次太空使命，同时也是美国航天局30年的航天飞机发射计划倒数第二次航行。2012年9月21日，奋进号航天飞机抵达加利福利亚州洛杉矶市洛杉矶国际机场，完成最后一次空中飞行。

退役的“奋进”号航天飞机“趴”在一架经过改装的波音747客机的背上，飞回到它的出生地洛杉矶。“入住”位于洛杉矶的加利福尼亚科学中心，于2012年10月30日开始向公众展出。

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