航天飞机的发展可以追溯到早期的科学幻想和本世纪初火箭先驱者们的宏伟计划。 １９８１年８月１２日，美国“哥伦比亚”号航天飞机首航成功，极大地鼓舞了人们 开发宇宙、利用宇宙的信心。随后，航天飞机得到了快速的发展，人类开发宇宙的梦 想正逐步变成现实。
不懈的努力
第二次世界大战后，火箭技术的突破为航天飞机的研制提供了可能。１９４７年 １０月１４日，美国贝尔飞机公司研制的贝尔X１飞机，飞行速度达到了１.０６马 赫。它不仅有普通飞机的驾驶设备，而且装有火箭控制装置，因此，能在极高的稀薄 空气中操纵自如。随后，这种以火箭作动力的研究性飞机又产生了几种改进型。
１９５１年，美国贝尔飞机公司又制订了一个发展可重复使用的空间飞机的方案， 这个被称为贝尔·波米的飞行器共分为两部分：第一部分是带翼的助推器，装有５台 大型火箭发动机；第二部分体积不大，有３台火箭发动机。在空中，这架笨重的火箭 飞机两部分分离，带翼助推器滑翔返回基地，第二部分则依靠本身贮箱中的推进剂继 续飞行。
１９５９年１１月，美国波音公司与空军签订了研制一种载人空间滑翔机的合同。 这是一种三角翼滑翔机，也即有人驾驶的火箭助推滑翔飞机。它既有大气层中使用的 普通气动控制装置，也有空间飞行用的喷气发动机，称做“戴纳—索尔”。这种飞机 在大气层边缘靠空气反弹飞行，可以绕地球飞行几圈。考虑到它再入大气层时要经受 极严酷的气动加热环境，因此，它的壳体将采用超级耐高温合金、陶瓷和石墨材料。 以后，美国又准备使“戴纳—索尔”具备航天飞机的能力。
“戴纳—索尔”的代号改成了 X—２０，贝尔公司准备在１９６５年进行空中分 离试验。为了使它进入预定的空间航道，它将装在大力神３C火箭的头锥上发射， 但由于成本逐渐上升，“戴纳—索尔”的重量问题难以解决。１９６３年１２月１０ 日，刚刚开始组装的“戴纳—索尔”被断然取消了，它的成果和设备转用于“双子星 座”计划。
与此同时，６０年代的 X—１５计划也正在执行之中，该计划也研究航天飞机同 样所遇到的难题。１９５９年，第一架 X—１５飞机开始了探索性飞行，它从一架改 型的 B—５２轰炸机上脱落起飞。试验中，飞机在空气稀薄的高空进行，在那里，气 动面已完全不起作用，因此，驾驶员左手持操纵杆，利用飞机头部的火箭推进器控制 俯仰和偏航，利用机翼中的推进器控制滚动，飞机的航速超过了６倍音速。
１９６２年７月，罗伯特·M·怀特驾驶X—１５飞机升到了１０３２６９米的高 空，创造了新纪录。１０月，X—１５带２个外挂燃料箱，时速达到了７２７２公里。 但是，X—１５计划随后也遭到了挫折，在同年的１１月１５日，美国空军少校丁· 亚当斯在他的第７次飞行中，在侧滑时可能看错了滚动指示器的读数，致使飞机再入 大气层时偏离航向而造成不稳定和失速，在１８２８８米的高空，飞机终于碎裂，他 本人丧生。
当“戴纳—索尔”计划正在执行的同时，还有一种新一代的小型试验飞行器在兰 利研究中心通过了高超音速风洞试验。这种外形短粗的飞行器被称作升力飞行器。第 一架升力飞行器是M２—F１，它看上去是圆筒状，外面贴有胶合板，只能用来在低速 条件下试验。
１９６３年３月，M２—F１第一次试飞，它由一辆卡车牵引着，在爱德华空军基 地的干涸湖床上飞驶，达到了飞行速度，但由于摆动剧烈，因而只飞行了极短的时间。 ４月，第二次试飞，它顺利升空，航速达到了每小时１９５公里。这种小型的M２—F１ 飞行器共进行了９０次试飞，基本上获得了成功。１９６４年，M２—F2和 HL—１０ 两种重型试验机开始制造。
这两种飞行器同X—１５一样，都是在１３.７万米的高空中，从一架航速为每小 时７２０公里的改进型 B—５２轰炸机上发射的。１９６６年３月，一架不带发动机 的 M２—F２固定在B—５２轰炸机的机翼下，开始了首次不分离的试飞。４个月后， 它在１３７０米的高空第一次与母机分离，以每小时３２０公里的滑翔速度在干涸的 湖床上着陆。
１９６７年５月，M２—F２飞行器由于遇到了轻微的侧向风，曾经受了一次最严 重的考验，它在最后将要对准干湖跑道飞行时，突然发生了严重的“横滚”，驾驶员 奋力操纵，虽然使飞行器恢复了控制，但此时却已偏离了航向。由于看不到跑道的标 志，因而驾驶员不能判断自己的飞行高度，而发送无线电信号的跟踪飞机也与他的相 对位置发生了变化，担任营救的直升机则因为离得太近而来不及提供援助。
情况变得更加不妙 !由于高度不明，又来不及飞回正确的航向，驾驶员不得不开 始紧急着陆。拉平动作刚完成，起落架已伸出一半儿的M２—F２就重重地撞在了湖床 上，它弹出了２５米远，接着，又一次重重地撞在地面上。
它翻倒在地上，主起落架、驾驶舱、舱盖和右舱都被撞毁脱落，驾驶员也身负重 伤，幸而没有生命危险。
相比之下，HL—１０火箭推进飞行器则取得了成功。１９７０年８月，它的飞行 高度达到了２３０００米，时速达到了１６３０公里。 X—２４是贝尔公司X系列火箭推进试验飞机中最后的一种，它最初的形状像个圆 形的楔子，上部呈拱状，底部平坦，尾部有斜角，以后进行了改进。X —２４试验计 划的最终目的是要用普通的飞机跑道进行降落，而不是用宽广的干湖床。X —２４的 试飞相当成功，它着陆时只偏离预定的着陆点１.５米。
对航天飞机感兴趣的不只是美国一家，欧洲一些国家同样也下了本钱，设想了许 多航天飞机方案。英国皇家飞机研究中心、布列斯托尔·西德利公司和罗尔斯·罗伊 斯公司都有许多详细的研究报告，它们研究了利用喷气发动机飞行返回基地的可重复 使用助推器的发展前景。但是，欧洲各国的航天飞机设想最终一个也没有被采纳或研 制。
只有美国，对航天飞机表示出极大的兴趣，并付诸实践。
１９６８年８月，美国航宇局负责载人航天的助理局长乔治·米勒，出席了在英 国召开的行星际协会的会议。会上，他向报界透露，美国航宇局对制造航天飞机怀有 浓厚的兴趣，他说：
“我想预先告诉诸位，航天活动的下一次冲刺，是要研制一种经济的、能在地球 和空间运行的设施之间往返飞行的运载器。”
艰难的创业
１９６９年初，美国着手研究空间发展计划的各种可能性。２月，以副总统阿格 纽为首成立了一个“空间任务小组”，制订了一个“阿波罗”计划完成以后的协调的 空间计划。９月，该小组提出了一份报告，建议发展可重复使用的航天飞机系统：“ ……发展空间运转的新技术系统，首先需要通过一项发展新型空间运输能力的计划… …”１０月１６日，在华盛顿召开的航天飞机会议上，宣布投资８０亿美元，正式开 展航天飞机具体方案的研制工作，预计在２０年内收回成本。这从根本上改变了过去 运载火箭研制资金不能回收的状况。
１９７０年３月７日，尼克松总统发表了关于美国空间探索计划的声明，其中说：
“……我们目前正在更加细致地研究可以重复使用的空间往返飞船的可能性……”
１９７２年１月５日，尼克松总统把航宇局的航天计划提交美国国会，很快，国 会通过了这个计划，航天飞机计划从此正式实施。
航天飞机的各个部件是分别生产的。１９７４年６月，洛克韦尔国际公司航天分 公司，在加利福尼亚州莫哈维沙漠的棕榈谷中开始组装乘员舱。同年８月，开始组装 机身后段。到１９７５年，美国各地的有关部件开始不断地向加利福尼亚的棕榈谷汇 集，被送进空军的４２号车间。
１９７５年秋季，第一架全尺寸的航天飞机样机终于在洛克韦尔公司的组装车间 里完成总装。这架航天飞机的代号是轨道器—１０１号，这表明它是轨道器总家族中 的老大。当轨道器１９７６年接近最后定型时，美国立即面临怎样给它命名的问题， 航宇局自然想沿袭历来航天器命名的惯例，起个能表达出爱国热忱的名称—“建设” 号，但此时，美国著名电视系列片《星际航行》的狂热观众们采取了一致行动，向美 国政府施加压力，要求以《星际航行》中担任主角的航天飞机—“创业”号来命名。 福特总统面对１０万封热切的来信，最后同意了他们的要求。
１９７６年９月１７日，正好在航天飞机正式批准继续研制的４年零９个月后， １０１号轨道器在一个管乐队的伴奏下，随着电视片《星际航行》主题音乐的旋律缓 缓驶出，展现在公众的面前。这是一架敦实的三角翼式飞机，它的外表似乎不像航天 器，至少不像美国电视观众们所熟悉的那种航天器，但实际上它确确实实是航天器， 而且可能是当时最令人兴奋的空间飞行工具—航天飞机。
１９７７年８月１２日上午，时钟刚指到９点，一架敦实的三角翼式飞机低低掠 过加利福尼亚沙漠的上空，平稳地降落在干透了的湖床上。这架革命性的航天飞机的 机身上，镶有著名的美国航宇局NASA字样，还有众所周知的星条旗。２名驾驶员是航 天老手弗雷德·海斯和戈登·富勒顿。以后，它又进行了多次着陆等一系列试验。１ ９７８年底，它按计划作完全部试验后，作为一个永久性的开路先锋，完成了它在航 天飞机计划中的全部使命而退出历史舞台。
“哥伦比亚”号一鸣惊人
为了充分体现出航天飞机的冒险精神，美国航宇局决定对将要建成的４架航天飞 机用绘制世界海图的４艘著名航海船来命名。轨道器１０２号被称为“哥伦比亚”号， 这是１７９２年到哥伦比亚河口探险的一艘单桅帆船的名称。轨道器１０３号被命名 为“发现”号，这是１６１０年亨利·赫德森为了探寻大西洋和太平洋之间的西北通 道而乘坐的一艘小船。轨道器１０４号和０９９号分别被命名为“大西洲”号和“挑 战者”号，它们是远涉重洋、探险数百万公里的两艘著名航船的名称。
第一架真正的航天飞机是“哥伦比亚”号，它长约５６米，高为２３米多，起飞 重量约２０００吨，由上下两部分组成。上部是轨道器，长约３７米，翼展宽约２３ 米，自重６８吨，其体积与大型喷气式客机相似；驮着轨道器的是两台固体助推器和 一个外贮箱，处于两台固体助推器之间的外贮箱也是一个庞然大物，它长４７米，直 径约８米，内部装有上千吨燃料—液氢和液氧，这些液氢和液氧也是作为轨道器上主 发动机的推进剂。
“哥伦比亚”号航天飞机的最后组装吸引了成千上万的老百姓，许多人不辞辛苦， 从遥远的地方赶来，就是为了先睹为快。年方３３岁的艾特·法克莱尔是瑞典的计算 机专家，也是一个“航天迷”，他从斯德哥尔摩乘上一架标价低廉的喷气飞机，远涉 大西洋，航行９６００公里，赶到了美国的洛杉矶，接着，他又驱车赶到棕榈谷，从 头至尾看完了“哥伦比亚”号航天飞机的最后组装。次日清晨，他驾车回到洛杉矶， 登上返回瑞典的航程。
“此趟真不虚行啊 !”他感慨地说。“这是世界上最了不起的计划，航天飞机意 味着人类的一切，而我摸到了它……真是我毕生最美好的一天!”
“哥伦比亚”组装完毕后，下一步就要开始其震惊世界的处女航。
１９８１年４月１２日凌晨２点多，“哥伦比亚”号航天飞机静静地矗立在美国 肯尼迪航天中心的３９ A号发射阵地上。黎明前的黑暗还拥抱着这个迷人而令人神往 的航天港，但来自美国和世界各地的成千上万的人群在这里已川流不息，熙熙攘攘地 聚集在观看席上。来自世界各地的记者们把手中的各种现代化采访工具都准备就绪， 等待着记录下这一举世瞩目的历史性镜头。人们都在焦急地等待着发射时刻的到来。 ７时整，“哥伦比亚”号航天飞机的尾部发出闷雷般的巨响，冒出一股强烈的浓 烟，航天飞机的２台火箭发动机与３台液体火箭主发动机同时点火。上万双眼睛，在 ４束探照灯的强光照射下，紧紧地盯着脱离发射台上的“哥伦比亚”号航天飞机。
对于众人来说，这是一幅奇异的画面，航天飞机腾空而起的速度比人们所想象的 还要快得多，从两个固体燃料助推器尾部喷出的桔黄色火舌有１８０米长、６０米宽， 它烤得外挂燃料箱后部发出了耀眼的白色光泽，长长的灰白色塔柱形烟雾拖在后面， 一直可以延伸到发射架……景色实在太壮观了。
航天飞机在飞离了固定服务塔之后，就按照预置的程序进行侧滚和倾斜的动作。 航天老将约翰·杨和克里平身穿缝有NASA徽记和 STS１字样的蓝色专用太空服，沉 着冷静，神态自然。
大约在５０公里的高空，固体燃料助推器燃烧完毕，助推器借助６支分离小火箭 与航天飞机分离，空壳用降落伞减速，溅落在海上。那里，美国的“自由”号和“自 主”号回收船早已恭候多时。
“哥伦比亚”号扔掉了助推器之后，在主发动机推动之下继续上升，进入预定的 太空轨道。在进入轨道之前，又将外贮箱抛掉，分离后的外贮箱进入大气层后自行坠 毁。航天飞机入轨后，主发动机就熄灭了，只启用２台小型火箭发动机来控制机动飞 行，调整它的姿态，直到它进入准确的飞行状态为止。这一切，“哥伦比亚”号都做 得完美无缺。
有惊无险
约翰·杨和克里平开始工作了，他们首先要进行的是打开载荷舱大门的试验。克 里平在密闭的飞行舱后部进行遥控操作，将右大门的各个门栓一个接一个地打开了， 顿时，明亮的地球反射光照进了载荷舱里，“哥伦比亚”号这时仍然机腹向上飞行着， 下方转动着的地球十分清楚地显现在宇航员们的面前。 “真可惜，你们看不到这儿的绝妙景色，外面可真是漂亮啊!”克里平喊道。
试验成功了，航天飞机２个大门都能开关，没有变形，开关自如。当时，“哥伦 比亚”号航天飞机正处于马德里站接收区，实况图像通过海底电缆送到了美洲大陆， 并传到了休斯顿飞行控制中心。这些图像极为清晰，它们是由载荷舱里的３架远距离 控制摄像机拍摄的。
正当摄像机在载荷舱里平推时，地面监视人员吃了一惊，他们惊奇地发现，在两 个轨道调整系统发动机突起的外蒙皮上，出现了几个近似方形的黑点。要知道，航天 飞机根本不允许出现任何异常的情况。
地面控制中心的人员立即指示：“查清这些黑点的情况。”
克里平受命后，立刻控制摄像机向轨道器尾部靠近，然后，他平静地分析道：
“每个发动机外部都有几块防热瓦脱落，右舷的一个基本上可以确定掉了３块， 另外还有一些较小的缺损；左边的那个据我看只有一块完全脱落，另有一些小的三角 形缺损。现在我来把摄像机移到最佳位置上……”
这个消息立即传到了每个关心航天情况的人。虽然克里平不惊不慌，但人们仍为 航天飞机和宇航员的命运担心。不知是哪个人传出了消息，说只要有一块防热瓦脱离， 就会使“哥伦比亚”号在返回时焚毁。
但是，实际情况并不是那么严重，因为在“哥伦比亚”号重返大气层时，轨道调 整系统发动机的外蒙皮所受的热量比起机腹以及机翼迎风面来要小得多。
轨道器的腹部情况如何呢 ?这是比较重要的，如果腹部的防热瓦也有脱落，问题 就严重了。宇航员们无法看到航天飞机的腹部，不过，杨还是试图透过舷窗尽可能地 看看机腹部的情况，他报告说：
“依我们的观察，两个机翼以及它们的迎风面全部完好无损。”
可靠吗 ?航宇局不敢轻信，于是，决定在“哥伦比亚”号通过头顶时，用美国国 防部的高分辨率照相机对它进行拍摄。
防热瓦脱落的情况立即抢去了马德里站电视里的大部分镜头，同时，也无形中把 很多重大的成功给冲淡了。其实，真正重要的是，载荷舱大门能顺利地开关，散热器 也工作得十分正常，这就无需担心机舱内部过热，无需紧急返航，可以按计划在空间 正常地活动。
美国国防部的高分辨率照相机拍出了十分清晰的照片，它足以分辨出每片防热瓦 的细节。情况表明，一切都不必担心。休斯顿飞行控制中心发出了继续“干下去”的 指令。
更加激动人心的时刻
１９８１年４月１４日，可以说是美国举国狂欢的日子，教师停止了授课，学生 早已坐等在电视机前。在曼哈顿的一家西服店里，一位顾客正对着穿衣镜试穿衣服。 他刚想对裁缝的手艺发出评论和感慨，却发现自己周围根本就没有服务人员，往日殷 勤而周到的裁缝为了观看电视实况转播，竟然把自己的顾客孤零零地留在了穿衣镜前。
是什么使这些美国人如此神魂颠倒呢 ?原来，再过十几分钟，２天以前从美国卡 纳维拉尔角发射的航天飞机“哥伦比亚”号，就要在加利福尼亚州的爱德华空军基地 着陆了!
在爱德华空军基地，４架 T３８歼击机整装待发，准备以一个同步方阵飞行５ 分钟，这样就便于在１.２万米的高空与“哥伦比亚”号会合，并跟踪它到降落为止。 它的任务是在航天飞机下降时向航天员提供最准确的高度和速度信息，并在“哥伦比 亚”号着陆之前拍摄到所有的飞行情景。
转眼间，经过５０多个小时的飞行之后，“哥伦比亚”号航天飞机开始重返大气 层，它已环绕地球３６圈。
“哥伦比亚”号预定在１７点４９分１秒到达 １２.２万米高处的大气层顶部。 １７点４７分，“哥伦比亚”号飞出了关岛站接收区，它将在 ５.８万米高度飞进加 利福尼亚海滨上空，在这之前一切通信联系都将暂时中断，然后，全要靠约翰·杨和 克里平他们自己了。
航天飞机终于飞进了１２.２万米这个航宇局定义的大气屏障，它现在正以24.6 倍的地面音速飞行着，在此之前，世界上没有一个人曾经驾驶飞机达到过这样的速度。
１８时５分，“哥伦比亚”号已经度过了最严峻的时刻，并且即将与休斯敦恢复 联系，约翰·杨和克里平已经清楚地看到了加利福尼亚海滨。
看来一切顺利!
此时，在加利福尼亚州南方被太阳晒得滚烫的莫哈维沙漠里，突然响起一片欢呼 声，在遥远的孤山上空，出现了一颗微小的银色亮点—“哥伦比亚”号从天外归来了!
当“哥伦比亚”号在１０７００米高空进入校准圆的时候，麦克布赖德和奈尔森 驾驶的第一组飞机正好就在附近，而第二组的迪克·格雷和皮特·斯坦利在它的正后 方，这一切，都是按计划进行的。刹那间，壮观的“哥伦比亚”号特写镜头跃上了控 制中心的电视屏幕。
乔恩·麦克布赖德立即把他的飞机飞到“哥伦比亚”号的下方，以便观察它的机 腹部位，由于没有看到防热瓦脱落，他立即通知宇航员：
“机腹看上去非常完好。”
头戴镶有老光眼镜的头盔、全神贯注地操纵着航天飞机的机长约翰·杨，熟练地 把飞机缓缓地拐了一个弯，在９.６公里外笔直地对准了罗杰斯湖干涸湖床中的跑道。 他把操纵杆渐渐推向前，以比普通客机陡６倍的俯冲角和大１倍的速度进行着着陆飞 行。
轨道器正迅速降落，它的下滑坡度看上去非常惊险，地面上的人们都为它捏着一 把汗。到了５３３米的高空刚刚跨进湖床区域时，约翰·杨立即把机头拉升起来，因 为这样可以把速度很快地降到每小时３５２公里。
着陆前９秒，约翰·杨放下了机轮，一架在一旁低飞的跟踪飞机通过无线电报告 说：
“起落架已经放下，高度：……５０……４０……４，３，２，１——接地了!”
地面控制人员兴奋地大叫：“大功告成了，大功告成了!”
电视记者们一阵欢呼，一切都很顺利。电视记者们开始向他们的观众报告说：
“真是令人难以置信，一切就好像是在洛杉矶民用机场那样简单，要知道他们是 从空间飞回来的啊!”
“哥伦比亚”号航天飞机在干湖床跑道上滑行了２７００多米后停了下来，在它 的后面扬起了一阵浓厚的尘土。这架远途归来的航天飞机看上去有些旧了，可是却仍 然威风凛凛地停在干湖床坚硬的地面上。
由２０辆各类车辆组成的回收车队立即飞速向航天飞机驶去。时间是非常紧迫的， 因为刚刚返回飞行，现在仍然带着高温。按照安全条例规定，在航天飞机着陆后１５ 分钟内，必须接上大型空调机和其他地面辅助设备，以便保证舱内温度不受余热的影 响，否则，舱内的电子设备就很可能被损坏。
地勤人员立即用电风扇吹散了航天飞机上有毒的气体。着陆后６３分钟，在确信 没有任何危险之后，舱口盖打开了，约翰·杨出现在舱门口。由于穿着弹射服，这位 指令长几乎是跳跃着下来的。他疾步走到飞行运行主任乔治·阿贝面前，激动地握住 了他的手。
约翰·杨围着他的航天飞机绕了一圈，边走边挥动着手臂向周围的人们不停地说 着，几乎不能抑制兴奋的心情。他检查了机身上的防热瓷瓦和起落架之后，兴高采烈 地在空中挥动着手，庆祝这次首航的成功。
这是一次意料外的成功，航天飞机机身上的３１００块防热瓷瓦中，只有１０多 块因为在起飞时往上直冲的剧烈震动而松脱，但却没有一块从机腹上掉下来，少数几 块瓷瓦上有伤痕，显然是因为着陆时被弹起来的石块和其他碎石击伤的。
这次飞行，几乎是相当准确地按预定日程表进行的，整个飞行程序事先已在美国 报纸上发表，机上的航天员还不断地将机舱内的活动实时地拍成电视录像，通过全美 各地的电视台的新闻节目传到家家户户，因此，坐在家里电视机旁的亿万男女老少， 如亲临其境一样，目睹了航天员的生活……。这一切有力地说明，航天飞机首次试飞 是相当成功的，不仅实现了轨道器和航天员的安全入轨和返回，也使航天飞机的空气 动力特性、机械特性等经受了实际考验。
明天更辉煌
“哥伦比亚”号航天飞机试航成功了 !关心人类科学技术进步的人们对这一空间 探索中的历史性胜利无不感到欢欣鼓舞，世界各国的贺电纷至沓来，各地报纸也竞相 载文，继“阿波罗”登月成功后，在世界范围内又一次掀起了“空间热”。
发展航天飞机的目的在一开始就十分明确。早在１９７５年７月，航天飞机计划 主任米隆·马尔金博士在肯尼迪航天中心的一次记者招待会上，对这种形势作了最扼 要的说明，他说：
“我相信设计航天飞机，是要让它作为一种大型的航天运载器，定期把大量的有 效载荷送入空间。我们十分希望能实现定期的飞行，因为人们对航天技术的应用正在 提出日益迫切的要求，就像人们越来越需要电视和航空旅行一样，问题的关键是要大 大地降低每磅有效载荷的发射费用……”
航天飞机在太空中有极大的潜力和重要的作用，它成本低廉，能够垂直起飞，又 可在一般机场降落，这就降低了很多发射费用，每架至少可重复使用１００多次，因 而可以使航天活动经常化。
今天，航天飞机正发挥着重要的作用，一次又一次地创造出令人瞠目的奇迹。１ ９８２年１１月１１日，“哥伦比亚”号航天飞机在它的第１１次飞行中，把２颗总 重量为６吨多的商业性卫星送入轨道，一颗是美国卫星商业系统公司的“ SBS３” 卫星，另一颗是加拿大的“安尼克C”卫星。每一颗的发射费用约为９００万美元， 而一般从地面用火箭发射１颗通信卫星，则需花３２００～３４００万美元，比较起 来，用航天飞机发射卫星既便宜又方便。
１９８３年４月４日，美国第二架航天飞机“挑战者”号，首次在卡纳维拉尔角 肯尼迪航天中心发射上天，成功地进入预定轨道。４月７日晚上，“挑战者”号在经 过４个小时的追逐后，赶上了数千里之外出现故障的“跟踪与数据中继卫星”。当航 天飞机驶到距这颗带故障的卫星６０米远处，航天员马斯格雷夫和彼得森经过努力， 终于将它拖入航天飞机敞开的货舱内，固定在修理台上。４月１２日，他们对修复的 卫星作了各种测试后，航天飞机上的机械手又把卫星重新送回轨道上去。修复这颗卫 星花费了４５００万美元，但如果再制造发射这样一颗卫星，就需要花费 23500万美 元。
１９８４年８月３０日至９月５日，美国第三架航天飞机“发现”号又腾空而起， 开始了它的处女航。“发现”号在历时６天的飞行中，环球巡天９６圈，行程约 400 万公里。在头３天的飞行中，每天成功地发射了一颗通信卫星，创造了三发三中的记 录和在一次飞行中连续发射３颗卫星的新记录。随后，他们试验了一种长３２米、宽 ４米的大型太阳能帆板，它用轻质塑料制成。当航天飞机发射时，它被折叠后放进一 个１８厘米高的长方形盒子里，进入轨道后能自动展开。帆板上可嵌装８４块太阳能 电池，这次试验只装上其中一块，它一旦研制成功，就可使航天飞机的电源增加１倍。
１９９２年５月７日，美国发射了“奋进”号航天飞机，它的主要任务之一是回 收和修复“国际通信卫星”６号，这是美国航空和航天局的第７次太空修复计划， 也是美国航天飞机的第４７次飞行。“奋进”号航天飞机进入太空后，便开始追赶这 颗卫星。１３日，３名航天员飘出货舱慢慢接近了卫星，这时卫星正以每秒 ０.２周 的速度旋转着。他们脚上系着安全绳，互成１２０度排开，几乎同时抓住了卫星。经 过１个多小时的努力，３名航天员终于稳住了卫星，并将身体调整到合适的位置。希 布一只手托住卫星，另一手举起“捕获杆”，索特抓住这根杆，然后将它卡在卫星底 座上，整个过程用了１小时４７分。２５分钟后，在座舱内的布鲁斯·梅尔尼克用机 械手抓住捕获杆的一头，慢慢地把它抓回航天飞机的有效载荷舱里，然后为其更换了
上面级火箭，任务完成得十分圆满。
航天飞机一旦投入商业应用，“空间实验室”就势必会成为它的“老顾客”和“ 大主顾”。航天飞机可以把更大的载荷送上太空，组装成太空站，最后形成一个航天 飞机太空站系统。这个重要的系统一旦建立，航天飞机就可以根据需要随时发射并 停靠在太空站上，为太空站输送人员和各种设备。１９８３年１１月２８日，“哥伦 比亚”号航天飞机升空，进行了长达１０天零８小时的飞行，它首次把欧洲“空间实 验室”送入轨道，完成了７０多个试验项目。
“空间实验室”是科学家们理想、奇妙的实验场所，是令人瞩目的成就：“高能 天体物理天文台”用来研究太阳和其他星体的活动周期、太阳系的演化、物质的起源 ……；太阳物理空间实验室，通过对太阳风和高能粒子的研究来考察太阳和地球的相 互作用……；“大气层、磁层和空间等离子体计划”，研究地球的电磁场体系、质点 和波的相互作用，以及与物体在极稀薄的等离子中运动有关的各种物理特性……；生 命科学生物学空间实验室，将研究空间环境对动物组织、植物组织、细菌和细胞的 作用，并且探讨生物学和医学在空间环境中发展的趋向和潜力……
在众多的空间实验室计划中，最令人瞩目的是材料科学实验室，因为空间环境对 于新的材料工艺具有令人难以置信的优越条件，主要一点就是在空间中几乎没有重力， 重力的消失将会带来完全崭新的情况。在地球上，密度大的物质往下沉，密度小的物 质向上浮，重力把分子拉开，因而造成杂质缺陷和裂纹，使材料的强度降低，电性能 变坏。但是，到了空间，这个问题不再存在，高强度的材料就很容易制取，效率更高、 寿命更长的涡轮叶片；不消耗电能的永久磁铁；不用模具而固化、性能极为奇妙的新 型陶瓷和玻璃，这些都将在材料科学实验室里制备出来。
没有人能够预言，当重力从物质性质的方程式消失的时候，最后将会出现什么样 的奇迹；更没有人能够预言，在航天飞机出现后的明天，会出现什么难以想象的奇迹。
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