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航天飞机计划（英语：Space Shuttle program）是美国国家航空航天局（NASA）于1981年至2011年间实行的大型载人航天计划，于1972年开始筹备。本计划的目标是建造一种可重复使用的大型载人航天器，以运载人员和物资穿梭往返地面和近地轨道。
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| 国家 |  美国 |
|---|---|
| 组织 | 美国国家航空航天局 |
| 目标 | 载人轨道飞行 |
| 状态 | 已完成 |
| 网站 | https://www.nasa.gov/space-shuttle/ |
| 航天计划信息 | |
| 花费 | 1960亿美元（2011） |
| 持续时间 | |
| 首次航天飞行 |
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| 首次载人航天飞行 | |
| 最近一次航天飞行 | |
| 成功次数 | 133 |
| 失败次数 | 2（STS-51-L挑战者号灾难及STS-107哥伦比亚号灾难） |
| 故障次数 | 1（STS-83因技术问题提早返航） |
| 发射地点 | 肯尼迪航天中心39号发射台（LC-39A及LC-39B） |
| 航天器信息 | |
| 载人航天器 | 航天飞机轨道器 |
| 运载火箭 | 航天飞机 |
美国航天飞机计划是目前世界上仅有的两个航天飞机计划中，唯一有载人飞行并安全返回记录的。尽管苏联也有暴风雪航天飞机计划，但仅一台载具进行了无人在轨飞行任务以后便再无下文。
美国航天飞机计划用到的航天器为航天飞机系统，正式名称为“太空运输系统”（Space Transportation System, STS），取自1969年的同名太空计划，该旧计划并未通过拨款实行，航天飞机是当中唯一有跟进落实的部分。系统的主要部件是可载8名宇航员和高达23吨有效载荷的航天飞机轨道器，以及橙色的外储燃料箱和两个固体火箭助推器。航天飞机以火箭发动机起飞进入轨道，再入地球大气层以后以滑翔的方式降落返回至肯尼迪航天中心或爱德华兹空军基地，经过适当修护后可再次执行飞行任务。
本计划的任务在30年间进行了135次，共接载来自16个国家的355名宇航员。其任务包括将大型有效载荷送至不同轨道，如国际空间站的不同组件，亦有少数任务从太空将人造卫星或空间站的有效载荷带返地球。其他任务包括进行空间站的人员轮换，以及将哈勃空间望远镜送至轨道，并参与后续维护工作。
每台航天飞机轨道器的设计寿命为100次发射，或10年的使用。计划最初的卖点为航天飞机有150次发射或15年的寿命，而高峰期时可每月发射一次，但由于国际空间站发展的的各种延期，并未有任务需求该预期的发射频率。美国共制造了六台轨道器，包括用作测试平台，没有执行太空任务功能的企业号，以及共执行百余次任务的哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。其中挑战者号和哥伦比亚号先后于1986年和2003年执行任务时因事故爆炸和解体，因此现时仅存四台美国航天飞机，全部于博物馆展出。
美国航天飞机计划的正式名称叫航天运输系统（Space Transportation System，简称STS），所以各项航天飞机任务的名称就是在编号前方加上“STS”。后方的编号起初代表航天器发射升空的顺序，STS-7便是如此。受阿波罗13号出现闪失的影响，再加上国家航空航天局署长詹姆斯·M·贝格斯又因十三恐惧症而不愿把即将开展的飞行任务命名为STS-13[1][2][3][4]，从1984年开始，每次航天飞机任务都会分配代码，以STS-41-B为例，其中的数字“41”中“4”代表为项目拨款的联邦财政年度，即1984财年，如“51-L”则是指原计划在1985财年拨款的项目，1995财年的第3次任务则会以“151-C”命名；第2位数字是指航天飞机的发射地点，1代表肯尼迪航天中心，2代表范登堡空军基地的6号太空发射台（不过航天飞机从未在6号太空发射台升空），最后面的字母则表示计划发射顺序[5]。
NASA于2011年7月，STS-135任务后将将航天飞机除役，新一代航天器“猎户座飞船”（又译奥赖恩）将成为美国载人太空探索的主要工具。
美国总统奥巴马在2010年2月1日正式提议取消星座计划，因为这一计划是“超预算、进度落后而且缺乏新意”[6][7]。有关法案于同年10月成为法律，包括猎户座飞船在内的星座计划宣告终结，但相关技术很可能用于未来的太空探索计划。[8]NASA员工对此非常失望，爱好者也非常失望。
2011年7月2日的英国《经济学人》周刊以“太空时代的终结”（The end of the Space Age）作为封面文章，评价此次美国航天飞机的退役是人类太空时代的终结。[9]
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