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亚特兰提斯号太空梭（英语：STS Atlantis OV-104）是美国国家航空暨太空总署（NASA）甘迺迪太空中心（KSC）旗下，第四架实际执行太空飞行任务的太空梭。它与发现号是姊妹机，属于NASA第二批制造的太空梭。由于发现号与亚特兰蒂斯号制造的过程中也同时生产了一批备用零件，稍后NASA决定利用这些多馀的零件，进而组装成美国太空梭计划中最后一架太空梭——奋进号。
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亚特兰提斯号首次飞行于1985年10月3日，代号STS-51-J的该任务之主要酬载是来自美国国防部的委托，因此任务内容是国防机密，没有对外公开。
亚特兰提斯号在2011年7月9日午夜前执行最后一次代号为STS-135的任务，前往国际太空站，并于7月21日返航后正式除役。这也是太空梭计画进行30年的最后一趟任务。
亚特兰提斯号是太空梭计画中现存的四架太空梭之一，于甘迺迪太空中心参观者中心展出。
如同其他美国太空梭都是以早年的调查船等科学船只作为命名由来的作法，亚特兰提斯号的命名，是源自于一艘1930年到1966年间，隶属于麻省伍兹霍尔海洋科学研究所的亚特兰提斯号双桅帆船。这艘双桅帆船是第一艘被用于海洋科学研究的美国船只，也是帆船时代末期最后几艘活跃在海上的范例，因为那年代以蒸汽涡轮发动机或柴油引擎作为动力的船只已经渐渐占据水面，鲜少见得到帆船还在服役的。亚特兰提斯号是艘140呎（42.7公尺）长、29呎（8.8公尺）宽的铁壳海洋研究船，船身设计首重稳定性，船上设有实验室可以随时分析化验利用两具大型绞盘所采得的海水与海洋生物样本，甚至还配置有最早期的电子化声纳设备，用以进行海床地貌的调查。
 | 此条目需要扩充。 (2011年7月11日) |
阿特兰蒂斯号于2011年7月21日结束了为期13天的太空任务，结束了美国航天飞机的服役历史。
| 日期 | 任务代号 | 任务简介 |
|---|---|---|
| 1985年10月3日 | STS-51-J | 首次任务；美国国防部任务 |
| 1985年11月26日 | STS-61-B | 部署三颗通讯卫星：MORELOS-B，AUSSAT-2，与SATCOM KU-2 |
| 1988年12月2日 | STS-27 | 美国国防部任务 |
| 1989年5月4日 | STS-30 | 发射麦哲伦号金星探测器 |
| 1989年10月18日 | STS-34 | 发射伽利略号木星探测器 |
| 1990年2月28日 | STS-36 | 美国国防部任务 |
| 1990年11月15日 | STS-38 | 美国国防部任务 |
| 1991年4月5日 | STS-37 | 部署康普顿伽玛射线太空观测站（Compton Gamma Ray Observatory） |
| 1991年8月2日 | STS-43 | 部署TDRS-5 |
| 1991年11月24日 | STS-44 | 美国国防部任务 |
| 1992年2月24日 | STS-45 | 携带ATLAS（Atmospheric Laboratory for Applications and Science，应用与科学大气实验室），第一次任务 |
| 1992年7月31日 | STS-46 | 部署欧洲太空总署所开发的欧洲可回收载具（EUropean REtrievable CArrier, EURECA）与NASA的系链卫星系统（Tethered Satellite System, TSS） |
| 1994年11月3日 | STS-66 | 携带ATLAS，第三次任务 |
| 1995年6月29日 | STS-71 | 第一次太空穿梭机与和平号太空站会合 |
| 1995年11月12日 | STS-74 | 运送接驳模组至和平号太空站并泊靠在Kristall模组上。在三天的太空梭-和平号太空站连结任务中机组人员将水、补给品、设备与两套用来升级太空站的太阳能发电阵列搬至太空站中 |
| 1996年3月22日 | STS-76 | 与和平号太空站会合，并移转组员Shannon Lucid |
| 1996年9月16日 | STS-79 | 与和平号太空站会合，并进行组员Shannon Lucid与John Blaha的交换 |
| 1997年1月12日 | STS-81 | 与和平号太空站会合，并进行组员John Blaha与Jerry Linenger的交换 |
| 1997年5月15日 | STS-84 | 与和平号太空站会合，并进行组员Jerry Linenger与Michael Foale的交换 |
| 1997年9月25日 | STS-86 | 与和平号太空站会合，并进行组员Michael Foale与David A. Wolf的交换 |
| 2000年5月19日 | STS-101 | 国际太空站装配任务（补给国际太空站） |
| 2000年9月8日 | STS-106 | 国际太空站装配任务（补给国际太空站） |
| 2001年2月7日 | STS-98 | 国际太空站装配任务（运送以及装配命运号实验舱） |
| 2001年7月12日 | STS-104 | 国际太空站装配任务（运送以及装配寻求号气密舱） |
| 2002年4月8日 | STS-110 | 国际太空站装配任务（运送以及装配S0桁架组件） |
| 2002年10月7日 | STS-112 | 国际太空站装配任务（运送以及装配S1桁架组件） |
| 2006年9月9日 | STS-115 | 国际太空站补给和建设（P3、P4桁架及太阳能电池板组件） |
| 2007年6月8日 | STS-117 | 国际太空站补给和建设（P3、P4桁架及太阳能电池板组件）[1] |
| 2008年2月7日 | STS-122 | 国际太空站建设（哥伦布实验舱） |
| 2009年5月11日 | STS-125 | 维修哈勃太空望远镜 |
| 2009年11月16日 | STS-129 | 国际太空站建设 |
| 2010年5月14日 | STS-132 | 国际太空站建设 |
| 2011年7月9日 | STS-135 | 国际太空站补给物资 |
| 亚特兰蒂斯号的飞行任务徽章 | ||||||
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