航天飞机

航天飞机是一种“垂直起飞，水平着陆”的太空飛機。航天飞机具有飞机的外形，使用时搭乘运载火箭发射，通过垂直起飞进入太空轨道，返回再入大气层后如飞机一般水平着陆^[1]。它不应该与空天飞机混淆，后者是另一种“水平起飞，水平着陆”的太空飞机。根据不同设计，航天飞机发射时可以使用自身动力（但仍需额外火箭助推器推进），兼具发射载具与有效载荷的身份；也可以不使用自身动力，此时仅作为有效载荷。航天飞机都可以多次使用，因此属于可重复使用航天器。

航天飞机可以是无人航天器，也可以设计为载人航天器。无人航天飞机有两款现役型号，即美国的X-37B、中国的可重复使用试验航天器；载人航天飞机有两款退役型号，即美国航天飞机与苏联的暴风雪号航天飞机。历史上曾经有多款未研制成功的航天飞机，包括欧洲的赫耳墨斯号和日本的希望号。目前仍有研制中的航天飞机，如美国的追梦者号、中国的昊龙号、欧洲的太空骑士号等。

与其他飞船类航天器和普通飞机相比，航天飞机有很多独特的设计。载人航天飞机的乘员居住在机头，中部则用来设置货舱（无人航天飞机同样如此），可以运输自身不具备机动能力的有效载荷、卫星或实验室，尾部可以安装起飞时使用的发动机。为了在太空机动，航天飞机四周安装有反作用控制系统。为了安全完成再入，航天飞机底部和飞船返回舱一样需要进行热防护，如使用隔熱系統。返回进入大气层后，航天飞机特有的机翼能够产生升力，使得航天飞机能够滑翔水平着陆，而无需像返回舱一样使用降落伞或反推火箭垂直着陆。

定义与设计理念

航天飞机结合了垂直起飞、人造卫星的轨道运行能力以及滑翔机的水平降落特性。其核心设计目标是通过重复使用轨道器、固体助推器等组件，降低进入太空的成本。

美国：航天飞机计划

由美国国家航空航天局（NASA）主导，是世界上首个实现轨道飞行并投入使用的航天飞机系统。

历史发展

起源：1969年，阿波罗计划尚未结束时，NASA便提出了建设“太空运输系统”（STS）的构想。
首飞：1981年4月12日，哥伦比亚号航天飞机执行STS-1任务，标志着航天飞机时代的开启。
退役：2011年7月21日，亚特兰蒂斯号航天飞机完成最后一次任务（STS-135），该计划正式宣告终结。

机队组成

企业号航天飞机（Enterprise）：仅用于大气层内滑翔测试。
哥伦比亚号航天飞机（Columbia）：首架进入轨道的航天飞机，2003年发生哥伦比亚号航天飞机灾难。
挑战者号航天飞机（Challenger）：1986年发生挑战者号航天飞机灾难。
发现号航天飞机（Discovery）：服役时间最长、执行任务次数最多的轨道器。
亚特兰蒂斯号航天飞机（Atlantis）：曾多次执行对接和平号空间站及建设国际空间站的任务。
奋进号航天飞机（Endeavour）：用于替代失事的挑战者号。

苏联：暴风雪计划

苏联为了在军事上抗衡美国的航天飞机，于20世纪70年代开始研制。

技术特点：与美国航天飞机不同，暴风雪号本身不带主发动机，由强大的能源号运载火箭推举升空，因此航天飞机仅作为有效载荷。
首飞：1988年11月15日，暴风雪号完成了人类历史上首次航天飞机全自动无人驾驶轨道飛行。
计划中止：由于苏联解体导致经费枯竭，该计划于1993年正式取消。

欧洲与亚洲的探索

多个国家和地区曾提出过航天飞机或空天飞机的研发方案：

各国主要航天飞机项目对比

国家/地区	项目名称	首次飞行	状态	备注
美国	STS (航天飞机)	1981年	退役	历史上首个且唯一大规模投入实战的载人航天飞机机队。
苏联	暴风雪号	1988年	取消	成功完成一次无人全自动轨道飞行，后因苏联解体停止。
欧盟	赫尔墨斯号	--	取消	由法国主导，原定由阿里安5号发射，1992年中止。
日本	希望号	--	取消	实验性航天飞机，后因经费缩减转为技术储备。
美国	X-37B	2010年	现役	无人驾驶，由美国空军/太空军运作的高机密轨道飞行器。
中国	可重复使用试验航天器	2020年	现役
美国	追梦者号	待定	研制	私营企业内华达山脉公司研制，原计划执行ISS货运任务。
中国	昊龙货运航天飞机	待定	研制