《人類探索太空史》講述了二戰期間德國在1942年首次發射了世界上第一枚彈道導彈V－2火箭，在工程上實現了航太理論先驅者們的技術設想的歷史。
二戰後，美國和前蘇聯在德國的研究基礎上繼續從事火箭及其他航太技術的研究工作。到20世紀50年代，美國和前蘇聯研製的各種類型導彈武器相繼問世，形成了導彈武器系統，同時也積累了研製運載火箭的經驗，建立了與之配套且初具規模的工業設施。
1957年10月4日，前蘇聯採用改裝的P－7洲際導彈把世界上第一顆人造地球衛星送入太空。
人類要實現上天的願望必須滿足三個條件：第一要有強大的運載工具，第二要有乘坐宇航員的先進的航天器，第三必須弄清高空環境和飛行環境對人體的影響，並找到防護措施。到20世紀50年代，美國和前蘇聯在這幾方面都取得了長足的進步，為載人航太奠定了堅實的技術基礎。
1961年4月12日，前蘇聯首先將載有世界上第一名宇航員尤裏·加加林的“東方1號”太空船送入離地面181～327千米的空間軌道。尤裏·加加林的航太飛行，實現了人類夢寐以求的飛天願望，開創了載人航太的新時代。
美國也緊隨其後，1969年7月20日，“阿波羅Ⅱ號”登月艙在月球“靜海”區安全著陸，美國宇航員N·A·阿姆斯壯和E·E·奧爾德林登上月球，實現了人類幾千年的夢想，使嫦娥奔月的神話變成了現實，人類探索太空的成就達到了新的高峰。
自第一顆人造衛星成功發射後，在短短不到半個世紀的時間裏，人類對太空的探索已取得了飛速發展。從人造衛星的應用到星際探索，從月球探險到火星、土星勘探計畫再到彗星“深度撞擊”。截至2004年底，世界各國共進行了航太發射4000多次，把5500多個各類航天器送入太空，目前，仍在軌道上或宇宙中運行的航天器大約有1300多個。
迄今為止，人類已經研製成功了載人飛船、空間站、太空梭等三種不同的載人航天器，將500多人送入太空，有12人登上月球，並已開始建造永久性載人空間站。
第一艘載人飛船
1961年4月12日，蘇聯成功地發射了世界上第一艘載人飛船“東方”1號，乘坐這艘飛船的太空人是加加林。飛船環繞地球飛行時，軌道的近地點為169公里，遠地點為315公里，軌道週期是89.3分鐘，從發射到返回歷時108分鐘。在“東方”號載人飛船發射之前，蘇聯曾進行多次不載人飛行試驗。在第三次飛行試驗時，飛船載2只狗和50只老鼠，並成功返回。 但專家發現，在飛船繞地球飛行到第四圈時，1只狗嚴重嘔吐，因此決定第一次載人飛行只繞地球一圈就返回。
第一次太空行走
1965年3月18日，蘇聯發射了“上升2號”飛船，該飛船有兩名太空人，別列亞耶夫空軍上校和列昂諾夫空軍中校。列昂諾夫在艙外空間環境中行走了12分鐘，成為太空行走第一人。第一次太空行走並不順利，出艙後不久，由於航太服的充氣膨脹，他感到彎曲胳膊和腿都困難。當他回艙時，慌亂中顛倒了進入程式，先進頭後進腳，不能在圓筒形的氣閘艙中將身體轉過來關閉身後的艙門。後來不得不冒著患減壓病的風險，調低航太服內的壓力，才轉過身來，將氣閘艙門關閉。這時他已經大汗淋漓，航太服裏面全是汗水，體重減了5.4公斤。
第一次太空對接
1966年3月16日，美國宇航員阿姆斯壯（Neil Armstrong）和斯科特（Dave Scott）乘坐“雙子星座”飛船，手動操作交會過程，與無人“阿金納”目標飛行器對接，實現了兩個航天器之間的首次交會對接。
飛行時間最長的飛船
1970年6月1日，蘇聯發射了聯盟9號飛船，機組人員2名，目的是研究長期無重力飛行對機組的效應。該飛船在太空飛行17天16小時58分55秒，於6月19日返回地面，成為在太空飛行時間最長的飛船。
第一座空間站
1971年4月19日，蘇聯發射了世界上第一座空間站“禮炮”1號，開闢了載人航太的新領域。“禮炮”1號重18425公斤，運行到1971年10月11日。 運行時間
飛行時間最長的空間站
1986年2月20日，蘇聯成功地發射了“和平”號空間站的核心艙，從此開始了新型空間站的建設。在“和平”號空間站運行的15年期間，共有31艘載人飛船、62艘貨運飛船與其對接，28個長期考察組和16個短期考察組先後訪問過“和平”號空間站，共進行了16500次科學試驗，完成了23項國際科學考察計畫。2001年3月23日，“和平”號空間站墜落於南太平洋預定海域，成為人類歷史上飛行時間最長的空間站。
第一次進入月球軌道
1968年12月21日，美國的土星5號火箭發射升空，它攜帶的阿波羅8號飛船乘坐著3名太空人。在12月24日上午，機組抵達了月球軌道並進入環繞月球的軌道運動。這是人類第一次環繞月球飛行。
人類第一次登月
1969年7月16日，美國阿波羅11號飛船離開地球，飛往月球。7月20日，美國東部時間晚上10點56分，在著陸約6小時後，太空人阿姆斯壯鑽出登月艙，下到月球表面。
最長的單次飛行
俄羅斯太空人波利亞科夫(Polyakov)於1994年1月8日乘聯盟TM-18到達“和平”號空間站，於1995年3月22日乘聯盟TM-20飛船返回地面。在這期間，他在空間站中連續停留437天17小時58分4秒，圍繞地球運行7075圈，移動300765000公里，創下了世界上最長的單次太空飛行紀錄。
太空停留時間最長
2005年8月16日，在國際空間站工作的俄羅斯宇航員謝爾蓋·克裏卡列夫打破了他的同胞謝爾蓋·阿夫傑耶夫創造的747天14小時14分11秒的太空停留紀錄，成為累計在太空停留時間最長的人。
太空飛行最遠紀錄
阿波羅13號機組在1970年4月15日到達月球的遠邊，距離月球表面254公里，距離地球400171公里，創下了太空人太空飛行最遠的紀錄。
載人太空飛行最快紀錄
1989年5月26日，阿波羅10號飛船從月球返回地球時，創下了載人太空飛行最快的紀錄，速度為11.1公里/秒。
第一個獻身的太空人
1967年4月24日，蘇聯太空人科馬羅夫(Komarov)因飛船在載過程中降落傘失靈，飛船墜毀而身亡，成為世界上第一位在執行太空飛行任務時獻身的太空人。一名在伊斯坦布爾的美國安全局工作人員監聽到，就在撞擊到地面之前，蘇聯的總理科希金告訴科馬羅夫，國家為他而自豪，但這位特工沒有聽到科馬羅夫的回答。科馬羅夫後來被授予“蘇聯英雄”和“列寧勳章”。一顆在1971年發現的小行星命名為1836科馬羅夫，以表示對他的紀念。
最大的空間站
國際空間站於2010年建成後，總重量423噸，長108米，寬88米。有6個實驗室，33個標準有效載荷櫃，可載6至7人。這將是最大的空間站。
第一名女太空人
世界上第一位女太空人是蘇聯的捷列什科娃，她生於1937年3月6日，是一位拖拉機手，曾參加跳傘俱樂部，後被選為太空人。1963年6月16日乘“東方”6號進入太空，在軌道上運行了70小時50分鐘，繞地球48圈。2003年捷列什科娃訪問了中國。
第一位太空行走女太空人
1984年7月25日，蘇聯女太空人薩維茨卡婭走出“禮炮”7號空間站的艙門，進行了3小時35分鐘的太空行走，成為世界上第一位進行太空行走的女太空人。薩維茨卡婭出生於1948年8月8日，在1982年乘聯盟T7飛船飛行，成為蘇聯第二位女太空人。
宇航員編組人數最多紀錄
1997年2月11日，美國“發現”號太空梭進行編號為STS-82的飛行，機組7人，目的是對哈勃望遠鏡進行第二次維修，於1997年2月21日返回地面。
1997年2月10日，蘇聯發射聯盟TM-25飛船，與“和平”號空間站對接，並於1997年8月14日返回地面，機組3人。
1997年2月11日到1997年2月21日期間，在太空飛行的太空人共有13人，創下了同時在太空飛行的宇航員最多的紀錄。
太空對接時太空人最多紀錄
1995年6月27日，美國亞特蘭蒂斯號太空梭執行STS-71飛行，在6月29日與“和平”號空間站對接。亞特蘭蒂斯號機組5人，“和平”號空間站內機組5人。這次對接創下了在太空對接時太空人最多的紀錄。
太空飛行時間最長的國家
到2004年10月24日，蘇聯/俄羅斯的太空人在太空共飛行了16858.71人/天。
第一架太空梭
1981年4月12日，第一架太空梭“哥倫比亞”號在卡納維拉爾角甘迺迪航太中心發射成功，揭開了航太史上新的一頁。這架太空梭總長約56米，翼展約24米，最大有效載荷29.5噸。它的核心部分軌道器長37.2米。每次飛行最多可載8名宇航員，飛行時間7至30天，軌道器可重複使用100次。
太空梭集火箭，衛星和飛機的技術特點於一身，能像火箭那樣垂直發射進入太空，又能像衛星那樣在太空飛行，還能像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸，是一種新型的多功能航天器。
從1981年4月至2005年8月，美國一共有5架太空梭進行了114次飛行，其中哥倫比亞號28次，挑戰者號10次，發現號31次，亞特蘭蒂斯號26次，奮進號19次。
飛行最遠的探測器
旅行者1號（Voyager 1）是一艘無人外太陽系太空探測器，重815千克，於1977年9月5日發射。它曾到訪過木星及土星，第一次提供了它們衛星的高解析度清晰照片。它是離地球最遠和飛行速度最快的人造飛行器，真正意義上飛出了太陽系，首次進入星系空間。
旅行者1號與其姊妹船旅行者2號攜帶的鈈電池（核動力電池）將持續到2025年。當電池耗盡之後，他們會停止工作，將繼續向著銀河系的中心前進。
2012年6月14日，美國航空航天局(NASA)宣佈，“旅行者”1號探測器在經過長達33年的長途跋涉，飛行約合177億公里之後，目前已經接近太陽系邊緣。
旅行者1號最初計畫屬於水手計畫裏的水手11號太空船，它的設計利用了屬於當時的新技術引力加速。
水手計畫
“水手計畫”，又稱“水手號計畫”，為是20世紀60-70年代，由美國航空航天局所主導的一項外太空探索計畫。在此計畫中發射了一系列為探索火星、金星、水星等而設計的無人太空船。這個計畫奪得多項第一，包括：第一次跨星系星際飛越、第一個行星探測器以及第一個以重力加速航行的太空船。
“水手計畫”前後一共發射了十個水手號探測器，其中七個成功三個失敗。原本計畫的“水手11號”及“水手12號”演變成“旅行者計畫”中的旅行者1號和旅行者2號，而海盜1號及海盜2號火星探測器則是放大版的水手9號探測器。從旅行者號探測器系列之後，基於水手號設計的太空船還包括前往金星的麥哲倫號、前往木星的伽利略號。而第二代水手號（Mariner Mark II）最終演變成為目前正環繞土星的凱西尼－惠更斯號。發射前往冥王星的新地平線號，雖然大致基於簡化的先驅者10號、先驅者11號，但也有部份特徵源自水手號系列，包括三軸穩定器及一個旅行者號、凱西尼號式的通訊碟型天線
所有水手號太空船皆基於八角型匯流排設計，可放置所有電器設備，例如天線、相機、推進劑及電源。在水手4號之後所有水手號太空船都有四個太陽能板做電源，除了水手10號有兩個太陽能板，以及設計源自於遊擊兵球探測船計畫的水手2號。此外，除了水手2號及水手5號的所有水手號太空船都有電視相機。前五艘水手號太空船以“宇宙神—愛琴納”火箭發射，而後五艘則用“宇宙神—半人馬”火箭發射。而所有在水手10號發射、基於水手號的探測船都用大力神三E型火箭、大力神4號運載火箭或是用固態燃料做為慣性上層節。
水手系列探測器基於”徘徊者計畫“的探月徘徊者號探測器發展而來，基座是1.04米直徑、0.36米厚的六邊形。基座背面是48釐米直徑的碟狀定位天線，正面為金字塔型的金屬框架。兩側為長5.05米，寬0.76米的太陽能電池板。除此以外還有備用的水銀電池為系統供電。動力系統則是一個225牛推力的聯氨和4台控制姿態的氮氣噴氣機。
上個世紀60年代，從美國太空總署發射的“水手”號探測器是美國發射到金星、火星和水星附近的一系列無人探測器。其中“水手2號”是世界上第一隻成功的星際間探測器。
水手1號探測器是美國發射的第一個水手系列探測器，該探測器原計劃探測金星，但因出現故障而被摧毀。水手1號原本企圖飛越金星，嘗試於1962年7月22日發射，但升空後約五分鐘搭載它的阿特拉斯火箭故障偏離軌道，而遭到空軍靶場安全官員(RSO) 摧毀。
“水手二號”探測器於1962年8月27日成功從發射場上發射。 做為“水手1號”太空船備份的“水手2號”（MARINER 2）重量為202.80 kg，其任務在於試圖飛越金星並傳回此行星之大氣、磁場以及品質等資料。 “水手2號”長距離飛行所需之電源，是由兩片183 cm×76 cm以及152 cm×76 cm的太陽能板所供應，並於發射後44 min完全地伸展運作，除了輻射探測器失效外，“水手2號”其他探測儀器於全程之巡航任務中均正常地維持操作功能。“水手2號”于航向金星的過程中曾一度由於太空懸浮粒之撞擊而失去控制，但在11月初包含太陽能吸收板之故障均又回復正常的運作。
在1962年12月14日“水手2號”以距金星34 773 km的距離通過金星，並於1963年1月3日前持續不斷地傳回所偵測之資料，整體而言此行之任務算是極為成功，目前“水手2號”仍然運行於太陽軌道中。
水手三號
1964年，美國先後向火星發射了兩枚探測器：水手3號和水手4號。
水手3號于12月5日發射升空，是美國發射的第一枚火星探測器，然而探測器的保護外殼未能按預定計劃成功與探測器分離，導致探測器偏離軌道，最終導致發射失敗。
水手四號
水手4號于12月28日發射升空，這是有史以來第一枚成功到達火星併發回資料的探測器，水手4號于1965年7月14日在火星表面9800千米上空掠過火星，向地球發回了21張照片，此後又在環繞太陽軌道上花費三年時間對太陽風進行探測。水手4號發回的資料表明火星的大氣密度遠比此前人們認為的稀薄。
第一次成功發往火星的行星探測器是美國1964年11月28日發射的“水手4號”。次年7月，“水手4號”飛近這顆紅色行星，距離表面9,846公里。該探測器攝取了22張火星的特寫照片，它首次確認了火星表面隕石坑的存在。
水手五號
水手5號於1967年6月14日發射前往金星，並且於1967年10月接近金星附近，飛到離金星的距離只有4000千米的地方。它攜帶了全套實驗，以無線電波探測金星大氣、檢測紫外線下的亮度，並取得太陽粒子樣本及磁場變動現象。
任務： 飛越金星
品質： 245 公斤 (540 磅)
感測器：紫外光度計、宇宙塵、太陽等離子、輻射遮版、宇宙線、磁場、無線電掩星和天體力學
狀態： 水手5號 - 故障。陷入日心軌道
水手六、七號
水手6號、水手7號為兩艘相同的火星任務姊妹太空船。水手6號于1969年2月24日發射，水手7號于1969年3月27日發射。它們曾飛越火星赤道及南半球。“水手6號”主要在火星赤道地區，“水手”7號在南半球。兩架飛船都飛過火星，拍取了210張高解析度的照片。這些照片揭示出火星表面受到侵蝕的跡象。
但最後都陷入故障，沒能完成所有任務。
任務： 飛越火星
品質： 413 kg (908 lb)
感測器：配有數位磁帶的廣角和窄視野照相機、紅外光譜儀和輻射計、紫外光譜儀、無線電掩星和天體力學。
狀態：
水手6號 - 故障，陷入日心軌道。
水手7號 - 故障，陷入日心軌道。
水手八、九號
水手8號及水手9號是設計來聯合繪製火星地表地圖的兩艘姐妹船，但水手8號因火箭故障而失敗。它的姐妹船水手9號于1971年5月發射並成為第一個環繞火星的人造衛星。它於1971年11月進入火星軌道並開始拍攝地表照片及以紅外線及紫外線儀器分析火星大氣。
任務：環繞火星
品質：998 公斤 (2,200 磅)
感測器：配有數位磁帶的廣角和窄視野照相機、紅外光譜儀和輻射計、紫外光譜儀、無線電掩星和天體力學。
狀態：
水手8號 - 發射失敗。
水手9號 - 結束。目前在火星的aerocentric軌道上，至少直到2022年才會脫離軌道進入火星大氣。
1971年5月8日，水手8號發射升空，幾分鐘後因火箭故障墜入了大西洋。
1971年5月30日，水手9號發射升空，這是有史以來第一枚成功進入環繞火星軌道的探測器，取得了空前的成功。“水手9號”在經歷了5個半月的飛行之後，於1971年11月13日抵達火星。這是第一次行星際太空船真正圍繞另一行星作軌道運行。數星期內，由於大規模的塵暴將整個行星遮得嚴嚴實實，“水手9號”無法拍攝火星表面的照片。但是，在近一年的努力之中，“水手9號”繪製出了火星的地形，攝得火星的衛星火衛一和火衛二的照片。
“水手9號”發射回來的7,329張照片覆蓋了火星表面超過80%的部分，揭示出一顆寒冷的佈滿塵埃的行星，有著坑坑窪窪的表面，被死火山、大峽谷和極冠所統治著。最令人驚奇的是這樣一個發現：看似乾涸已久的河床在某一時期曾擁有豐富的水源。發向地球的照片反駁了火星上存在運河的觀點，使科學家作出結論，這顆紅色行星上並沒有生命存在的明顯跡象。
水手十號
水手10號太空船於1973年11月3日發射，它是第一個以重力支援軌道(gravity assist trajectory)加速，進入金星重力影響區內，接著金星的重力將它拋至一個稍微不同的軌道以接近水星。它同時也是第一個以近距離接近兩個行星的太空船，還是第一艘近距離拍攝水星照片的太空船。
任務： 飛越金星及水星
品質： 433 公斤 (952 磅)
感測器：一對配有數位磁帶的窄視野照相機、紅外光譜儀和輻射計、紫外光譜儀、帶電粒子、磁場、無線電掩星和天體力學。
狀態： 水手10號 - 不再運作。位於日心軌道水手10號是人類設計的首個執行雙行星探測任務的飛行器，也是第一個裝備圖像系統的探測器，它的設計目標是飛越水星和金星兩大行星。它在1973年11月3日，由美國發射升空。水手10號重503千克，裝備有紫外線分光儀、磁力計、粒子計數器，電視攝像機等儀器。1974年2月5日，水手10號從距金星5760千米的地方飛過，拍攝了幾千張金星雲層的照片。然後它繼續朝水星前進。1974年3月29日，水手10號從離水星表面700公里（435英里）的地方通過，然後進入週期為176天的公轉軌道，環繞太陽運行，其週期正好是兩個水星年，這使它每次回到水星時都是在以前的同一地點，因為水手10號每繞太陽一圈，水星正好繞兩圈。
1974年9月21日，水手10號第二次經過水星；1975年3月6日，它第三次從水星上空330公里（203英里）處經過。此時，水手10號耗盡了使它保持穩定位置的氣體，因此無法再對這顆行星作進一步研究了。不過這3次近距離觀測已拍攝到了超過1萬張圖片，涵蓋了水星表面積的57%。
太空梭計畫
太空梭計畫，美國宇航局官方名稱為Space Transportation System，STS，即“空間運輸系統”，是美國政府於1981年至2011年間的大型太空梭載人航太計畫，由美國宇航局負責並於1972年開展。本計畫的目標是，建造一種可重複使用的大型可載人航太載具，定員3~11人之間，將約23噸的有效載荷送往近地軌道，以火箭發動機進入繞地軌道，再入大氣層以後以飛機滑翔的方式返回至甘迺迪航太中心或愛德華茲空軍基地，經過適當修護後可再次執行飛行任務。
美國太空梭計畫是目前世界上僅有的兩個太空梭計畫中，唯一有載人飛行並安全返回記錄的。儘管前蘇聯也有暴風雪太空梭計畫，但僅一台載具進行了無人在軌飛行任務以後便再無下文。
美國太空梭計畫的正式名稱叫航太運輸系統（Space Transportation System，簡稱STS），所以各項太空梭任務的名稱就是在編號前方加上“STS”。後方的編號起初代表航天器發射升空的順序，STS-7便是如此。受阿波羅13號出現閃失的影響，再加上航空航天局局長詹姆斯·M·貝格斯（James M. Beggs）又因十三恐懼症而不願把即將開展的飛行任務命名為STS-13，從1984年開始，每次太空梭任務都會分配代碼，以STS-41-B為例，其中的數字“41”中“4”代表為項目撥款的聯邦財政年度，即1984財年，如“51-L”則是指原計劃在1985財年撥款的項目，1995財年的第3次任務則會以“151-C”命名；第2位元數字是指太空梭的發射地點，1代表甘迺迪航太中心，2代表範登堡空軍基地的6號太空發射複合體（不過航太飛行從未在6號太空發射複合體升空，最後面的字母則表示計畫發射順序。
NASA於2011年7月，STS-135任務後將將太空梭除役，新一代航天器“獵戶座航天器”（又譯奧賴恩）將成為美國載人宇宙探索的主要工具。
美國總統奧巴馬在2010年2月1日正式提議取消星座計畫，因為這一計畫是“超預算、進度落後而且缺乏新意”。有關法案于同年10月成為法律，包括獵戶座飛船在內的星座計畫宣告終結，但相關技術很可能用於未來的太空探索計畫。NASA員工對此非常失望，愛好者也非常失望。
2011年7月2日的英國《經濟學人》週刊以“太空時代的終結”（The end of the Space Age）作為封面文章，評價此次美國太空梭的退役是人類太空時代的終結。
太空梭的故事─蓋棺論定太空梭─文：趙豐教授
「亞特蘭提斯號」完成了最後一趟太空飛行任務後，太空梭的故事正式畫上句號。太空梭蓋了棺，而它的是非成敗怎麼論定呢？
人類對未知空間的大探索（exploration），不論緣由為何，一再改變了文明的歷史進程。曾經，北亞洲人跋涉茫茫路途成為美洲新大陸的主人；曾經，絲路先民串 聯起了舊大陸的東西文化；曾經，南島民族乘長風破萬里浪殖民了太平洋諸島；曾經，西方帝國文明船堅砲利的地理大征服把世界帶入新紀元；曾經，人類登上了月球遠睇地球。
然而，規模猶有過之，但淨成就往往只落得個「無功而返」的，是對已知世界的大遨翔（expedition）；表面風光輝煌，背地裡勞民傷財，最終多半「無疾而終」。明帝國歷時近30年的鄭和七下西洋是令人浩嘆的歷史案例，美國歷時30年的太空梭計畫則是活生生的現代版。
美國航太總署（NASA）太空梭計畫，可說是東西方後冷戰期的產物。1972年，登月競賽勝負已定，美、蘇雙方都鳴金收兵。獲得絕對勝利的美國，接下來順理成章要打造新一輪的太空載人飛行事業。應運而生的就是太空梭的概念：把人載入飛行器如火箭般垂直發射，太空裡十天半月地翱翔，之後再像飛機那樣返航降落。
飛行器可以一用再用，甚至所有人造衛星、太空船的發射都可以搭載完成；既經濟、又高效率，完全合乎邏輯；各種載人太空科技事業得以更上層樓，太空裡的美麗新世界即將展現。然而現實從來不理會理想。30年太空梭計畫繳出的總成績單訴說了怎樣的現實故事？
美國共建造了六艘太空梭。第一艘「企業號」做了兩次滑翔和降落試驗後就進入陳列館。之後正式服役的前後共五艘，平均建造費用每艘17億美元，設計的預期使用次數是每艘100次。從1981年起，到2011年終，五艘總共出任務僅135次，總投入經費近2000億美元。每一次任務的所費不貲，是太空梭計畫無法自拔的一大罩門。長此以來，即使富強如美國都備感吃力。不禁要問：值得嗎？
太空梭的大本營在弗羅里達州甘迺迪太空中心，會由載運平台送往發射場。太空梭垂直發射，為的是盡快脫離大氣層：頭朝上白色的太空梭，是人員、儀器、設備、酬載的所在；兩側的白色長桶是一開始升空用的固態燃料腔，噴發完後分離、墜入海裡，回收再用； 中間的棕色巨桶則滿盛氫、氧的液態燃料（可達近千噸重），做為第二階段噴發，分離後或墜海或留於軌道成為太空垃圾。
返航時原有的高速動能要靠機身腹面和空氣的摩擦來消耗掉；最後像飛機般在跑道降落。萬一返航時不巧弗州天候不良，必須改降於備用地點：加州沙漠裡的愛德華空軍基地（利用大面積的乾涸古湖面做為天然跑道）；最後再由一輛波音747「扛」回甘迺迪太空中心。
1986年1月28日，太空梭的第25 次任務，「挑戰者號」發射升空後73 秒，在眾目睽睽下爆炸化為灰燼，七位太空人殉職，其中一位其實是位小學女教師，NASA特別安排她上太空，準備為全美國小學生做現場即時的電視教學。
失事原因：發射前晚氣溫過低，致使固態燃料桶內的大橡皮墊圈僵硬而失去密封燃燒的效能。工程師曾經提出警告，希望延後發射時間，作業的主管予以否決，而釀下大禍。
2003年2月1日，太空梭的第107次任務，即將返航降落的「哥倫比亞號」在高空中解體，七位太空人殉職。原因：之前發射時太空梭被掉落的一小塊輕包裝材料擊中，機翼腹面隔熱瓷磚一角破損，以致於返航時大氣摩擦的高熱穿透了機體。這一次工程師掉以輕心，認為那看似輕微的撞擊不至於損壞隔熱瓷磚，而做了後果嚴重 的誤判。
太空梭計畫躲不掉的另一大罩門，是安全的要求。計畫終止時，五艘太空梭僅剩三艘，原因是曾經發生兩次的意外事件。而這兩次的「意外」，其實是「意內」，怎麼說呢？人造衛星或太空船的發射是極其繁複嚴峻的程序，可能發生差池的細節、狀況在所多有。以無人火箭發射而言，經過多年的歷練，已可以達到九成的成功率；那約一成的失敗事件，一般也毋需大驚小怪，再接再勵就是囉。
反觀載人的任務，如有高達一成的失敗率，那是萬萬不可接受的，所以太空梭再怎麼精密複雜，都必須不惜代價設法保證安全、成功。但事實表明，安全性再怎麼提升，也只能做到「百無一失」的程度：在135次任務中仍然有兩次失事紀錄。人命的犧牲，成為全世界的哀悼；每次事件之後進行調查、改進，整個計畫不得不停擺兩年多。更「要命」的是，這種意內往後仍將不斷發生。不得不猶豫：值得嗎？太空梭計畫的科學成績單如何？坦白說其實慘慘澹澹。
最為人津津樂道的成果，當屬哈伯天文望遠鏡——它的發射、五次的維修和系統更新，都由太空梭和太空人完成，讓它發揮功能達25年（預定2014年除役），改寫了天文學。此外在計畫早期曾有一些大型的行星探測太空船由太空梭先送入太空軌道，包括前往金星的麥哲倫號、前往木星的伽利略號，和環繞太陽的尤里西斯號。
然而大量常規性的人造衛星發射，仍舊由傳統火箭擔當重任。太空梭受限於發射軌道傾角、高度，以及相應技術的複雜度，加上令人卻步的價碼，以致於在人造衛星的發射項目上少有用武機會，完全不符當初的期許。騎虎難下之勢在後半期更是凸顯：除了附帶的學生科學實驗，及一些少有突破性的微重力或太空環境裡的生理實驗以外，僅剩的重點任務是為國際太空站服務——成為載運人員、物資、建材的交通工具。
至於國際太空站有哪些偉大的科學意義，卻又是另一個層次的問題。於是還是得深刻檢討：值得嗎？ 終於，老舊的太空梭計畫年限到了。它未竟的國際太空站服務，今後得靠俄羅斯的載人火箭來進行。對美國而言，當初競爭的手下敗將成了今日仰賴的合作夥伴，歷史進程永遠是那麼的反諷！
NASA載人飛行計畫的下一步怎麼走？發展新一代的載具、太空艙？等待民間企業界進場、合作？如何銜接國際太空站任務，以至更久遠的月球、火星探索？載人翱翔太空，是美麗新世界還是食之無味棄之可惜的雞肋？當年鄭和下西洋壯舉的戛然而止，讓中國痛失稱霸世界海權的機會，美國會擷取教訓嗎？
內憂外患、巨債纏身的美國舉棋不定；國會則責成NASA，已於2010年取消了新一代載人飛行的「星座」計畫，一面靜觀後效，一面休養生息，好準備再出發。 三艘除役的太空梭，以及模擬訓練太空人的大型設備，已準備分別運往美國各大航空博物館；大批工程、技術人員面臨解職、遣散。世人對太空梭的驚歎、憧憬，受它的鼓舞、振奮，俱往矣。曲終人散了。
《簡介》：趙豐（Benjamin Fong Chao，1951年－）是一位臺灣知名地球物理學家，花蓮縣人，曾任美國航太總署哥達德太空飛行中心的太空測地實驗室主任、中央大學地球科學院院長，現任中央研究院地球科學研究所所長；研究專長為地球與行星動力學、重力學、地球物理與地震學等。
趙豐1951年生於臺灣花蓮縣，原籍江蘇鎮江，曾祖父是曾任教於北平清華大學的詩人趙醉侯（趙玉森），父親趙同是紅學家。就讀臺北靜心小學、北一女中分部（今新北市新店區五峰國民中學）、臺北市立建國高級中學、國立臺灣大學物理學系學士（1973年）。就讀大學期間因為地球物理學家、中央研究院院士鄧大量的課程而激發他對地球物理學的興趣。後於1981年獲得加州大學聖地牙哥分校斯克利普斯海洋研究所地球科學博士。
獲得博士後進入美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心擔任博士後研究員，1983年成為正式編制科學家，1997年始任該中心太空測地學實驗室主任。2006年離開NASA到臺灣任國立中央大學地球科學學院院長、講座教授。2010年轉任中央研究院地球科學研究所所長至2013年，並在國立臺灣大學物理系及國立中央大學地球科學系擔任合聘教授。
趙豐的研究領域有地球與行星自轉動力學和重力場變化、地球物理學和地震學、資料分析和逆推理論。趙豐是臺灣中文版《科學人》雜誌專欄作家。並有多篇科學普及文章發表於《科學月刊》等雜誌。趙豐已婚，育有二名子女。
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