航天飞机与人类太空行走
目前世界上最先进的专门用于探测太阳活动的卫星是 “太阳峰年” 卫星，但令人遗憾的是，1980年2月发射后不到一年即告失灵。要是能在太空中对它修理，比重新制造和发射一颗同样的卫星，所耗费用要少得多。对这一特殊任务，运载火箭是无能为力的。而美国的 “挑战者” 号航天飞机在1984年4月6日至13日进行第5次太空飞行时，出色地完成了这项任务。利用航天飞机首次在太空中捕捉并维修好了一颗失灵3年的卫星，确实具有很大的科学和经济意义。自从1981年4月美国首架航天飞机—— “哥伦比亚号” 试验成功以来，即揭开了人类征服太空史新的一页。必将引起航天技术的巨大变革。
航天飞机实际上是将航空航天技术有机地结合在一起的新型飞行机器，是航天技术中一种载人往返于地球轨道和地面间的多次使用的运载工具。它既能象运载火箭那样垂直地起飞，又能象飞机那样在返回大气层后在机场着落。与导弹或运载火箭相比，具有以下优点：
❶由于能重复使用，可以大幅度降低航天飞机运输费用。经一次飞行后，只需一周维修就可以再次投入使用。
❷推进效率高，燃料消耗量低，飞行时间短 (从纽约到东京只需2小时)。
❸维修方便，发射程序简化，有利于空间活动经常化。执行任务较灵活。
❹可使卫星设计简化，可靠性提高，工作寿命延长，从而减少卫星研制的总费用。如果再配上各种上面级 （携带卫星的末级火箭），就可满足发射各种低、中、高轨道卫星和星际探测器的要求。在大气层内，和普通飞机一样，以高超音速度飞行。在30—100公里高空的飞行速度达12—25倍音速，并可直接加速进入地球轨道，成为航天器。基于这些独特的性能，它势必在未来的航天活动中发挥其巨大的潜在作用。
航天飞机由轨道器、外贮箱和固体助推器组成。以美国航天飞机为例介绍它的总体指标和各部分的结构特点。机身全长54.14米，高23.34米，最大翼面宽度23.79米。起飞推力为3,141吨，起飞总重2,042.787吨。近地轨道最大有效载荷能力29.5吨，乘员3—7人。在轨道工作时间7—30天。轨道器是航天飞机的核心部分，它的外形和着落方式都与飞机相似。它分为前、中、后三段，前段是乘员舱，容纳大部分电子仪器； 中段是承载结构，由机翼和有效载荷组成，有效载荷可容纳外形尺寸18×4.5米、重量为29.5吨的货物； 后段由发动机架和方向舵组成，装有3台主发动机、轨道机动系统和仅用作控制系统的发动机，重复使用寿命100次以上。外贮箱为主发动机提供液氢和液氧推进剂，采用可抛结构。2台固体助推器各有一台固体火箭发动机、一个固体推进剂箱、一个鼻锥、一组发动机控制系统、以及分离和安全装置。它可重复使用20次以上。美国对航天飞机已进行了10余年的研究，成功地完成了几千次飞行任务，如部署了近地轨道卫星，机载上面级发射了地球同步轨道卫星，回收和修理了太阳峰年卫星，以及其它科学研究任务等等。美、俄、法、日、西欧都拨出巨款，研制航天飞机，参与正在开发和应用的空间技术市场的竞争。
21世纪的航天飞机将能满足下列要求： 商业性航天活动，长期空间探索，激烈的国际竞争和不断增长的军事航天活动。设计人员将会把研制目标集中在下列各种性能指标上：
❶有效载荷与空重比约1/4;
❷寿命15年，飞行500次；
❸地面周转时间一星期左右；
❹空间飞行时间约2天；
❺飞行器每年飞行40次左右；
❻大修间隔时间——飞行100次；
❼全天候工作。根据这些指标，人们估计一种单级入轨道航天飞机能满足要求，但两级运载设计也会成为与之竞争的一种方案。可以预料为人类提供去空间站旅行、工业生产等活动的定期航班的日子即将到来。
人类在太空行走是指宇航人员离开航天飞机，在宇宙空间行动。1984年2月8日，美国宇航员布鲁斯·麦坎德利和罗伯特·斯图尔特，以每小时28500公里的速度，在离地球285公里的高空，走出航天飞机，“自由行走” 了一个多小时。两个月后，航天飞机 “挑战者号” 再次升空，由宇航员纳尔逊在太空中将已失灵报废的“太阳峰值考察卫星”“稳住”，经航天飞机的机械手将其抓人飞船的货舱内修复并重新送入轨道。修复的太阳峰值考察卫星出色地记录了4月21日太阳表面的一次爆发活动的壮观场面，显示了太空行走和太空修理技术的巨大成功。以此，废弃卫星可以修复使用，这将使人们步入 “廉价” 的空间技术时代。