人類到大氣層以外去開發宇宙，已成了當代最輝煌的現實。但到目前為止，環繞地球的飛行器(人造地球衛星和載人宇宙飛船)都是依靠火箭發射上去的，這很不方便。因此，能不能設計一種飛行器，使它在升空階段起火箭作用，環繞地球執行時起宇宙飛船的作用，下降(回收)階段又起航空飛機的作用呢？能！這就是美國科學探險家們於1981年研製成的“太空梭”。人們習慣於把大氣層以內的飛行叫“航空”；大氣層以外，環繞地球的飛行叫“航天”。太空梭，顧名思義，是專供大氣層以外、環繞地球飛行的飛行器。太空梭由一個軌道飛行器、一個外貯箱和兩個助推器組成。起飛時，兩個助推器的火箭發動機和軌道飛行器的3臺主發動機，同時點火，垂直髮射，總重2000多噸的太空梭，在近3000噸的巨大推力下，像一般宇宙火箭那樣，帶著轟然巨響，吐著長長的火舌，向藍天竄去！兩分鐘後，太空梭升到45千米的高度，助推器完成任務，與軌道飛行器分離，空殼子由降落傘護送，濺落到海面上進行回收，以便下次飛行使用。軌道飛行器靠外貯箱提供的燃料，繼續向上空飛行。約8分鐘後，外貯箱的燃料耗盡後，由反向力將它推入大氣層燒燬。軌道飛行器繼續由兩臺主發動機提供推力，5分鐘後即可進入繞地球執行的最後軌道。目前，太空梭可把幾十至幾百噸重的負荷送到280千米以上的高空軌道上去。這時太空梭依靠慣性飛行，機上人員便開始宇宙作業。在靈巧的機械手的協助下，將裝載的貨物“釋放”到宇宙軌道上去，或將軌道上需帶回的東西“抓”到貨艙內。這項工作只需1～4名普通專家，並不需專門的宇航員。完成宇宙作業後，太空梭利用發動機反向推進，重新進入大氣層，像飛機那樣操縱飛行舵，滑翔降落到地面上。經過兩個星期的地勤維修，就可以與助推器、外貯箱重新組裝，進行下次宇宙飛行了。它著陸時速為每小時350千米。1981年，世界上第一架太空梭由美國研製成功，稱為“哥倫比亞”號。在正式投入使用前，進行了6次飛行，攜帶2～4名宇航員，在200～400千米的5種軌道上，分別飛行了2～7天，全面試驗了太空梭的技術特點和使用效能。如今，美國先後研製成功了5架太空梭，即“哥倫比亞”號、“挑戰者”號、“發現者”號、“亞特蘭蒂斯”號、“奮進”號。其中，“挑戰者”號於1986年1月的第二次飛行時，升空數秒鐘後爆炸而造成機毀人亡的悲慘事件，其他太空梭仍在使用中。這些太空梭承擔了發射各種衛星、對衛星進行維修和重新定位、太空行走、發射哈勃望遠鏡以及進行其他科學實驗任務，截止現在，已進行了100多次飛行，參加宇宙航行的宇航員已達130多人。今後，太空梭最有前途的一項工作是：擔任未來大型空間站工業體系和居民生活體系的建設與運輸任務。採用太空梭往返運輸，已經變成了現實。