在1961年4月12日世界上第一艘宇宙飛船發射升空,將太空人加加林送上地球軌道,拉開了我們載人航天的序幕。當然,最初的飛船是一次性的,也就是說完成一次太空飛行以後就不會再次飛行了,所以載人航天的成本非常高。不過現在越來越多可重複利用的飛船出現,進一步降低了太空飛行的成本。而說到可重複飛行的飛船,除了現在經常看到的SpaceX公司的龍飛船以外,NASA還有一款已經退役的飛船,即太空梭。和其它飛船相比,太空梭更大,飛行能力更強。
雖然美國一開始在航天領域的競賽中處於下風,但是後來憑藉阿波羅載人登月一舉反超蘇聯,隨後在阿波羅登月項目即將拉下帷幕之際,NASA就準備開始研製一種可以重複使用的飛船,在1972年確定了太空梭的設計方案。這個時間節點,其實剛剛好是與阿波羅登月項目是銜接到一起的,因為最後一艘阿波羅17號飛船就是在1972年發射的。
和其他的飛船相比,太空梭使用了可回收重複使用的固體火箭助推器、可多次使用的軌道飛船,還有2個不可回收的外掛燃料貯箱。從外形來看,這3個主要的部件都很顯眼,因為一般的飛船都是放在火箭的整流罩內,我們是看不到火箭內的飛船的,但是太空梭直接「掛」在燃料罐和助推器旁邊,一眼就可以看得到。1977年第一架太空梭企業號原型機誕生,隨後在1981年4月12日,第一架載人太空梭「哥倫比亞」號發射升空,在它的飛行生涯內,一共完成了28次太空飛行任務。在1993年11月1日,哥倫比亞號太空梭在軌飛行時間長達14天13分,創下了它的一個飛行紀錄。
太空梭的長度達到56米,翼展達到24米,起飛重量達到2040噸,起飛推力達到2800噸,有效載荷達到29.5噸,每一次飛行最多可以搭載8名太空人,單次在軌飛行時間可以長達1個月。按照設計壽命,這一種太空梭可以重複使用100次。在發射階段,太空梭需要用運載火箭垂直發射升空,但是在完成太空飛行任務以後,卻像飛機那樣滑翔在飛機跑道上著陸,而不是採用降落傘、反推裝置進行軟著陸。由於太空梭的運載能力很強,所以可以發射一些很大型的太空飛行器,如哈勃望遠鏡、國際空間站艙段等都由太空梭發射升空。
雖然太空梭的運載能力強悍,但是出現了2次嚴重的事故,其中一個是1986年「挑戰者」號太空梭在發射階段發生爆炸,另一個則是哥倫比亞號太空梭。在2004年2月1日,哥倫比亞號太空梭完成了太空飛行任務返回地球時,在空中解體墜毀,在大氣層中劇烈摩擦產生的溫度高達1400℃,這些高溫的空氣席捲機艙,導致機體融化,飛船內的7名太空人無一生還。
根據後續的研究,哥倫比亞號太空梭之所以在返回地球出現解體,是因為在發射階段就已經埋下了伏筆。因為太空梭在發射升空後不久,燃料箱脫落了一塊泡沫碎片,這些碎片擊中了太空梭左翼前緣的隔熱材料,留下了安全隱患。可能有一些朋友並不怎麼理解,為什麼一塊泡沫碎片能夠導致這樣的事故?因為飛船在發射升空以後,已經達到相當快的速度,這些小碎片的碰撞,都可能會導致出現機體出現損傷。當太空梭高速進入大氣層返回地球時,隔熱層出現了問題的情況下,就導致了機體的融化,最後釀成了事故。
雖然太空梭的運載能力很強,飛船也可以重複使用,但是最後還是全部退役了。而這些太空梭退役的原因有很多,其中一個就是安全係數相對較低,太空梭一共有5架,其中2架都出現了嚴重的事故。除此之外,雖然可以重複使用,但是它的發射成本卻相當高昂,飛行一次就需要5億美元。而且,由於太空梭的運載能力太強了,在國際空間站建設完成以後,就沒有其他的大型太空飛行器需要發射了,總不能用運載能力近30噸的飛船將一些數百公斤、數噸的衛星發射升空吧,這樣是不是有點浪費了?還不如直接用火箭將衛星打上天更直接便捷。所以,綜合多方面的因素,NASA就讓太空梭在2011年退役了。
也是因為太空梭的退役,讓NASA在過去近9年時間內陷入了窘境,因為他們當時除了太空梭以外,並沒有其他的載人飛船,所以NASA的太空人往返地球與國際空間站之間,都需要乘坐俄羅斯的聯盟號飛船。NASA沒有載人飛船?這顯然不符合航天強國的身份,不過現在NASA已經可以擺脫這樣的局面了,因為現在SpaceX公司的龍飛船已經能夠完成將太空人送上國際空間站的任務。