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航天飞机的飞行轨道通常是近地轨道，高度在1000千米以下。各种有效载荷可由航天飞机直接送入近地轨道。需要在高轨道运行的有效载荷，可由航天飞机送上近地轨道后，再从这个轨道发射进入高轨道。航天飞机的主要组成部分有：轨道飞行器、燃料箱和固体燃料火箭推进器等。轨道飞行器是航空航天飞机的中心部分，外形像一架带翼的飞机，有机身、机翼、尾翼、操纵舵面和起落架等。机身内有驾驶舱、货舱和主发动机舱。装有3台液体推进剂的主发动机，用以把航空航天飞机送入轨道。燃料箱内分装液态氧和液态氢推进剂，向主发动机供给燃料。燃料用完后抛掉，自行烧毁。两台巨大的固体燃料集束式火箭推进器，将航天飞机送入高空。

航天飞机是现代科学技术成就的综合产物。在研制中需要解决一系列关于火箭、载人飞船、空气动力学、材料学和再次进入大气层时的抗高温高热，以及回收等许多复杂的技术问题。航天飞机发射方式有垂直发射和水平起飞两种。垂直发射的航天飞机安装有火箭发动机，以火箭传统的发射方式垂直发射。水平起飞的航天飞机、安装有涡轮喷气发动机或组合发动机，在跑道上滑跑起飞，把航天飞机送到10多千米的高空后，再用航天飞机上的火箭发动机继续推进。水平起飞可以利用大气层中的氧气，使航天飞机少带氧化剂、减少起飞重量。

航天飞机减速进入大气层，首先遇到气动加热问题，因此要解决机身防热技术。进入大气层后，航天飞机寻找机场、对准跑道、下滑、放襟翼和放起落架，像普通飞机那样降落在机场。

美国航天飞机概况：在美国航空航天局拥有的５架航天飞机中，“哥伦比亚”号服役时间最久，重量最大，自从１９８１年４月１２日首航之后共重新整修过３次。以下是５架航天飞机的资本资料：

“哥伦比亚”号

　　美国“哥伦比亚”号航天飞机１９８１年４月１２日首次发射，是美国最老的航天飞机。今年１月１６日，“哥伦比亚”号进行了它的第２８次飞行，这也是美国航天飞机２２年来的第１１３ “哥伦比亚”号机舱长１８米，能装运３６吨重的货物。航天飞机外形象一架大型三角翼飞机，机尾装有三个主发动机，和一个巨大的推进剂外贮箱，里面装着几百吨重的液氧、液氢燃料。它附在机身腹部，供给航天飞机燃料进入太空轨道；外贮箱两边各有一枚固体燃料助推火箭。整个组合装置重约２０００吨。

“挑战者”号

　　重量：约７．８８万千克

　　首航时间：１９８３年４月４日

　　飞行次数：１０次（１９８６年１月２８日起飞后爆炸）

　“发现”号

　　重量：约７．７万千克

　　首航时间：１９８４年８月３０日

　　飞行次数：３０次

“阿特兰蒂斯”号

　　重量：约７．７万千克

　　首航时间：１９８５年１０月３日

　　飞行次数：２６次

“奋进”号

　　重量：大约７．７４万千克

　　首航时间：１９９２年５月７日（接替“挑战者”号）

　　飞行次数：１９次

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