1981年以前，美国的载人航天是通过“水星”、“双子”、“阿波罗”和“天空实验室”计划进行的。这些计划的完成，促进了载人航天技术的发展，然而却耗资巨大。航天飞机的出现使载人航天变得相对方便和经济，从而大大增加了此后人类进入太空的频率，加快了人类进军太空的步伐。 过去，用火箭发射载人航天器一次，就要消耗一枚巨大的火箭。一些卫星发射后也无法回收，这是航天活动代价高昂的原因之一。为了解决这个问题，美国在“阿波罗”登月计划后，就着手研制一种经济的、可以重复使用的航天器，这种航天器既能象火箭那样冲向太空，也能象飞船那样在轨道上运行，还能象飞机那样在大气里滑行并自行安全返回地球。这就是航天飞机。 发射航天飞机是美国继“阿波罗”登月计划后的又一大规模的载人航天活动。美国自1972年开始投巨资进行研究，历时9年，花费约100亿美元，终于使第一架航天飞机“哥伦比亚”号飞上太空。据宇航局的官员介绍，一架航天飞机可以反复使用75到100次。美国从1981年到1992年先后共制造了5架航天飞机，他们分别是“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“阿特兰蒂斯”号和“奋进”号。其中，“挑战者”号已在1986年1月28日起飞后爆炸。 如今，美国航天飞机的老化问题日益明显，最新的航天飞机也已服役10年，研制新一代航天飞机已成为美国载人航天计划的首要任务之一。美国多年前就已着手研制新一代替代航天飞机的空天飞机。它比航天飞机更高一筹的地方在于能够在普通的机场上像普通的飞机一样水平起飞，并能直接飞入太空，并在地球轨道上运行，还能从环球低轨道上自行飞回地面，在普通机场安全降落。 美国洛克希德－马丁公司在1996年建议并开始实施空天飞机研制计划。他们把研制的样机叫做X33，它长23米，不设任何窗口，样机不携带宇航员，可垂直升空，但着陆时则类似于一架自动驾驶飞机，其设计飞行速度是音速的13倍。X33的最终成品将是比它大一倍、能够载人和载货的空天飞机“冒险之星”。美国宇航局希望用“冒险之星”来替代逐渐老化的航天飞机，由它承担为国际空间站运送物资和宇航员的任务，并实现商业性载人航天。但是，由于研制经费拮据，美国宇航局于2001年决定暂时搁置X33的发展计划。据专家分析，“哥伦比亚”号失事，以及日益突出的航天飞机老化问题可能促使美宇航局决定重新上马X33研制计划。 航天飞机集火箭，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。它的结构主要由三大部分组成。①轨道飞行器，包括三副引擎火箭、驾驶员舱、乘务员舱和载货舱。②用作提供推进的外贮箱。③火箭助推器，共有两枚，使用固体燃料。航天飞机的主要用处是空间运输、卫星服务，它可以靠近其他航天器，为其输送物品及修理等服务项目。还可以进行星际观测，军事、地理观察及拍照。由于其本身体积较大（高20多米，长50多米），也可以做为大型空间建筑。航天飞机起飞时可以像火箭那样垂直发射，在运行过程中，为了减轻负担，可以把工作完毕后的固体燃料火箭助推器和推进外贮箱抛掉。航天飞机的主要机械在返回地面后经过整修还可以继续使用。 美国于1972年开始研制与实施航天飞机的计划。第一架航天飞机“企业号”1977年开始在各种复杂的地面上和大气层中试验。1981年首次用“哥伦比亚号”航天飞机在太空试验飞行，飞行三天后成功地返回地面。从此以后，载人的航天飞机开始进入太空。 “美国的航天飞机原来计划一年飞80次，现在的几架飞机一般只能飞三四次，每次要花五亿美元。在经济上完全是个灾难。”在两架航天飞机失事后，都出现了长时间的停飞。