为了降低发射成本、缩短发射周期、增强运载能力、提高安全性和舒适性，1969年4月，美国航空航天局提出了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，即由两个固体火箭助推器、一个外挂推进剂贮箱和可多次重复使用的轨道器三部分组成。  

轨道器是航天飞机的核心部分，也是整个系统唯一可以载人、真正在地球轨道上飞行的部件，很像一架大型三角翼飞机。轨道器长37.24米、高17.27米、翼展23.97米、自重68吨，可以乘坐7人、搭载20～30吨的货物。

1981年4月12日，在世界第一位航天员加加林飞天20周年之际，美国发射了世界上第一架航天飞机——哥伦比亚号。之后，又有4架航天飞机投入运营，分别是挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。5架航天飞机在30年的时间里，共发射了135架次。2011年7月8日，亚特兰蒂斯号航天飞机进行最后一次发射，完成飞行任务后，于7月21日在肯尼迪航天中心安全着陆，结束了其谢幕之旅，美国航天飞机时代宣告结束。

即将发射升空的哥伦比亚号航天飞机

美国航空航天局在制定航天飞机计划时，预想其有五大优越性，包括发射便宜、功能强大、更加安全、乘坐舒适和发射周期短。实践证明，航天飞机实现了两大优越性，即功能强大和乘坐舒适。其他三项正好相反：一是发射费用十分昂贵，每次发射费用高达4～5亿美元，主要是返回地面以后要进行大量的维修；二是发射周期很长，由于维修工作量大，每年只能发射5～6次；三是并不安全，5架航天飞机损失了2架（挑战者号于1986年1月28日升空时发生爆炸，哥伦比亚号于2003年2月1日再入大气层时解体），牺牲了14名航天员。

虽然航天飞机退出了历史舞台，但它在发射卫星、太空维修，特别是建造国际空间站方面做出了巨大贡献，创造了许多航天新纪录，成为世界航天史上一座重要的里程碑。

航天飞机是航天技术的一个创举，其经验和教训是人类继续发展航天技术的宝贵财富，它所使用的很多先进技术在未来还将继续发挥重要作用，它将激励人类在探索太空的征程中勇往直前。