设计初衷：重复使用以降低运营成本

上世纪七八十年代正是美国载人航天事业发展如火如荼的时代。送人登陆月球的阿波罗登月活动让美国坐上全球太空竞赛的头把交椅后，也刺激了美国的太空探测野心，加大了此后人类进入太空的频率。密集的太空探测项目让NASA觉得不够经济，因为用火箭发射载人航天器需要的是巨大火箭，并且都是一次性的不可回收重复利用。出于对经费的考虑制造一种新的航天器成为时代的新要求。NASA第三任局长托马斯·佩奇曾认为，航天飞机因可重复利用从而可以降低成本，不用每执行一次任务就要造一个新的火箭出来；而且当时他还认为一架航天飞机的发射准备时间仅需要两周远比火箭反应快。

航天飞机曾是先进航天技术的象征，是阿波罗登月之后美国航天事业的里程碑，担负着在载人航天领域与前苏联的空间站分庭抗礼的政治宣传功能。航天飞机的概念曾让不少航天大国心动，比如欧空局和日本都设计过自己的航天飞机。前苏联更是造出了有“自主知识产权”的“暴风雪”号航天飞机，但“巧合”的是，其外形几乎与美国的航天飞机如出一撤。

太空运载能力无人能及 衍生科技影响人类三十年

当时NASA为说服美国当局发展航天飞机，表示航天飞机拥有很多优点，除可以多次往返重复使用外，还能送7人外加将近30吨货物进入太空，在返回时可把14.5吨的有效载荷从轨道上运回。这样的载重量可以保证航天飞机能够直接将中国的“神舟”号或者俄罗斯的“联盟”号太空船直接运上太空，运载量是其他航天器的数十倍；它可以捕获太空中的其他飞行器如卫星，还可以通过航天员的太空行走对飞行器进行检修，也可将其带回地球。

航天飞机为太空探测增加了动力，过去近30年的探空行动中衍生的技术以及相关的科学发现，都对地球上人类的生活产生了至关重要的影响。无论是国际空间站还是预想中的人类月球前进基地，都需要航天飞机这样大载重量的太空货仓来支持——否则根本无法将用于基建的大型太空施工机械或者有关物资送上去。美国共有6架航天飞机，除首架测试用的“企业”号测试之后被收藏到博物馆中，其余的5架航天飞机“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号以及“奋进”号，都参与了太空运输任务。“亚特兰蒂斯”号共执行了32次任务，是执行国际合作任务最多的一架航天飞机；而“发现”号航天飞机是美国历史上参与飞行任务次数最多的，功勋显著成为美航天飞机最为著名的代表。

安全系数低：5架航天飞机2架爆炸，14名宇航员因此丧命

航天飞机由于重复使用，因此其技术难度大、系统设计复杂、零部件更容易耗损，从起飞、上升、轨道运行，再入大气层直到返回着陆过程中，需要经受各类极度严酷的环境。航天飞机的弱点是在使用中逐渐暴露出来的，它的系统远不止将载人飞船和运载火箭两者单纯相加那么简单。单次运行成本过高时，风险也不容忽视，发射频率从计划中的每年24次下降到5次。而航天飞机的事故率非常高，美国的5架航天飞机中，有2架在执行任务时候发生了爆炸、解体，有14位宇航员为此丧命。而与火箭、飞船等一次性飞行器不同，航天飞机的火箭发动机需要多次重复使用，寿命期间的总工作时间累计长达数小时之久，这也为其执行任务带来安全隐患：随着飞行任务的增加势必有更多的潜在危险。                  

发射成本高：飞行一次耗费5亿美元，超过设计预期近百倍

美国共研制并投入使用五架航天飞机，每架研发费用20亿美元，总共发射一百多次，每飞行一次费用高达5亿美元，返回后还要进行大量费时费力的检修，这让美航天局的财政不堪重负。尽管提出航天飞机的初衷是为了降低整个载人航天研制和发射过程中的花销，但是美国人在执行这一计划的过程中却发现真实情况并非如此。早先有数据显示从1985年到1988年10月间，航天飞机的发射价格增加了85%，即每次发射费用飙升到9000万美元。这笔花费完全违背了NASA最初设计航天飞机的预算。NASA在确定航天飞机的结构布局时，曾估计航天飞机发射费用为每斤100美元，每次发射费用不超过600万美元。

尽管NASA采取了种种措施节约开支，但研制费用还是连年超支。1978年9月，NASA宣布航天飞机的研制费用可能比原计划增加8%-9%。1980年4月，NASA透露整个航天飞机计划费用将增加到89亿美元。这种情况下NASA只得一再向国会申请继续增加拨款，而当时的卡特政府考虑航天飞机对国家安全有利，对科学研究和商业开发也有很高价值，因此对追加经费基本不持异议，所以航天飞机计划的费用才得以解决。此外，航天飞机的着陆场与发射场相距甚远，每次降落后要用大型客机运回发射场检修，额外增加了成本。这些情况都超出了NASA最初的美好预期，这表明航天飞机经济效益大打折扣。                

航天飞机老化速度远超预期，飞行任务被迫大幅缩水

同时在航天飞机的使用中，NASA发现同研制和发射费用一样，航天飞机的维护和运行费用也在直线飙升。比如1984年航天飞机一次飞行的花费为1.5-2亿美元，而在商业发射中可以得到的最高补偿仅为7100万美元。最重要的是NASA发现，用航天飞机发射卫星，比使用火箭发射卫星的费用还要多。因此，1988年之后，NASA决定不再承揽商业载荷的发射任务，每年航天飞机飞行次数减为9次左右。按照计划美国的航天飞机寿命最多为20年，每架应飞行100次。而截至到今天，5架航天飞机加起来飞行了才132次，其中2架在飞行中爆炸，2架已严重超期限服役。

而且航天飞机的老化程度比预期的要快，尽管执行任务的次数比预期减少了近1/4但航天飞机破损、老化加剧，每次的维修费用也非常昂贵。特别是“哥伦比亚”号航天飞机坠毁事故（2003年）发生后，对防热瓦的检查费用增加了。而“发现”号自1984年首飞以来小状况频发，燃料箱隔热泡沫脱落、外部燃料箱的液态氢传输管泄露等，都导致每次执行任务前加强检查和维护，以至于任务一拖再拖。