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航天飛機是可以重復使用的、往返于地球表面和近地軌道之間運送人員和貨物的飛行器。它在軌道上運行時，可在機載有效載荷和乘員的配合下完成多種任務。航天飛機通常設計成火箭推進的飛機，返回地面時能像滑翔飛機或飛機那樣下滑和著陸。航天飛機為人類自由進出太空提供了很好的工具，是航天史上的一個重要里程碑。
航天飛機的飛行軌道通常是近地軌道，高度在1000公里以下。需要在高軌道運行的有效載荷，也可以由航天飛機送上近地軌道后再從這個軌道發(fā)射進入高軌道。航天飛機的運載能力較大，往往采用多級組合的形式，可以串聯(lián)或并聯(lián)，也可以串、并聯(lián)結(jié)合。
航天飛機進入軌道的部分叫做軌道器。它具有一般航天器所具有的各種分系統(tǒng)，可以完成多種功能，包括人造地球衛(wèi)星、貨運飛船、載人飛船甚至小型太空站的許多功能。它還可以完成一般航天器所沒有的功能，如向近地軌道施放衛(wèi)星，向高軌道發(fā)射衛(wèi)星，從軌道上捕捉、維修和回收衛(wèi)星等。
到目前為止，世界上真正投入使用的航天飛機只有美國航天飛機一種。但美國航天飛機計劃也有過慘痛的教訓，1986年1月28日發(fā)生了震驚世界的“挑戰(zhàn)者”號爆炸事件。當時因固體火箭助推器一現(xiàn)場連接處的O形密封環(huán)被燒穿，造成外貯箱破損，引起爆炸，7名航天精英在人們的注視之中踏上了不歸之路。隨后航天飛機停飛了32個月，一些系統(tǒng)進行了重新設計和改進。1991年4月出廠的“奮進”號是為代替失事的“挑戰(zhàn)者”號而制造的。
宇宙飛船 ：載人飛船是能保障宇航員在外層空間生活和工作以執(zhí)行航天任務并返回地面的航天器，又稱宇宙飛船。它的運行時間有限，是僅能一次使用的返回型載人航天器。載人飛船可以獨立進行航天活動，也可作為往返于地面和太空站之間的“渡船”，還能與太空站或其他航天器對接后進行聯(lián)合飛行。載人飛船容積較小，受到所載消耗性物資數(shù)量的限制，不具備再補給的能力，而且不能重復合作。
載人飛船具有多種用途，主要有：(1)進行近地軌道飛行，試驗各種載人航天技術，如軌道交會和對接及宇航員在軌道上出艙，進入太空活動等；(2)考察軌道上失重和空間輻射等因素對人體的影響，發(fā)展航天醫(yī)學；(3)進行載人登月飛行；(4)為太空站接送人員和運送物資；(5)進行軍事偵察和地球資源勘測；(6)進行臨時性的天文觀測。
載人飛船一般由乘員返回座艙、軌道艙、服務艙、對接艙和應急救生裝置等部分組成，登月飛船還具有登月艙。返回座艙是載人飛船的核心艙段，也是整個飛船的控制中心。返回座艙不僅和其它艙段一樣要承受起飛、上升和軌道運行階段的各種應力和環(huán)境條件，而且還要禁受再入大氣層和返回地面階段的減速過載和氣動加熱。軌道艙是宇航員在軌道上的工作場所，里面裝有各種實驗儀器和設備。服務艙通常安裝推進系統(tǒng)、電源和氣源等設備，對飛船起服務保障作用。對接艙是用來與太空站或其它航天器對接的艙段。
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