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亞特蘭提斯號太空梭（英語：STS Atlantis OV-104）是美國國家航空暨太空總署（NASA）甘迺迪太空中心（KSC）旗下，第四架實際執行太空飛行任務的太空梭。它與發現號是姊妹機，屬於NASA第二批製造的太空梭。由於發現號與亞特蘭蒂斯號製造的過程中也同時生產了一批備用零件，稍後NASA決定利用這些多餘的零件，進而組裝成美國太空梭計劃中最後一架太空梭——奮進號。
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亞特蘭提斯號首次飛行於1985年10月3日，代號STS-51-J的該任務之主要酬載是來自美國國防部的委託，因此任務內容是國防機密，沒有對外公開。
亞特蘭提斯號在2011年7月9日午夜前執行最後一次代號為STS-135的任務，前往國際太空站，並於7月21日返航後正式除役。這也是太空梭計畫進行30年的最後一趟任務。
亞特蘭提斯號是太空梭計畫中現存的四架太空梭之一，於甘迺迪太空中心參觀者中心展出。
如同其他美國太空梭都是以早年的調查船等科學船隻作為命名由來的作法，亞特蘭提斯號的命名，是源自於一艘1930年到1966年間，隸屬於麻省伍茲霍爾海洋科學研究所的亞特蘭提斯號雙桅帆船。這艘雙桅帆船是第一艘被用於海洋科學研究的美國船隻，也是帆船時代末期最後幾艘活躍在海上的範例，因為那年代以蒸汽渦輪發動機或柴油引擎作為動力的船隻已經漸漸佔據水面，鮮少見得到帆船還在服役的。亞特蘭提斯號是艘140呎（42.7公尺）長、29呎（8.8公尺）寬的鐵殼海洋研究船，船身設計首重穩定性，船上設有實驗室可以隨時分析化驗利用兩具大型絞盤所採得的海水與海洋生物樣本，甚至還配置有最早期的電子化聲納設備，用以進行海床地貌的調查。
 | 此條目需要擴充。 (2011年7月11日) |
阿特蘭蒂斯號於2011年7月21日結束了為期13天的太空任務，結束了美國航天飛機的服役歷史。
| 日期 | 任務代號 | 任務簡介 |
|---|---|---|
| 1985年10月3日 | STS-51-J | 首次任務；美國國防部任務 |
| 1985年11月26日 | STS-61-B | 部署三顆通訊衛星：MORELOS-B，AUSSAT-2，與SATCOM KU-2 |
| 1988年12月2日 | STS-27 | 美國國防部任務 |
| 1989年5月4日 | STS-30 | 發射麥哲倫號金星探測器 |
| 1989年10月18日 | STS-34 | 發射伽利略號木星探測器 |
| 1990年2月28日 | STS-36 | 美國國防部任務 |
| 1990年11月15日 | STS-38 | 美國國防部任務 |
| 1991年4月5日 | STS-37 | 部署康普頓伽瑪射線太空觀測站（Compton Gamma Ray Observatory） |
| 1991年8月2日 | STS-43 | 部署TDRS-5 |
| 1991年11月24日 | STS-44 | 美國國防部任務 |
| 1992年2月24日 | STS-45 | 攜帶ATLAS（Atmospheric Laboratory for Applications and Science，應用與科學大氣實驗室），第一次任務 |
| 1992年7月31日 | STS-46 | 部署歐洲太空總署所開發的歐洲可回收載具（EUropean REtrievable CArrier, EURECA）與NASA的繫鏈衛星系統（Tethered Satellite System, TSS） |
| 1994年11月3日 | STS-66 | 攜帶ATLAS，第三次任務 |
| 1995年6月29日 | STS-71 | 第一次太空穿梭機與和平號太空站會合 |
| 1995年11月12日 | STS-74 | 運送接駁模組至和平號太空站並泊靠在Kristall模組上。在三天的太空梭-和平號太空站連結任務中機組人員將水、補給品、設備與兩套用來升級太空站的太陽能發電陣列搬至太空站中 |
| 1996年3月22日 | STS-76 | 與和平號太空站會合，並移轉組員Shannon Lucid |
| 1996年9月16日 | STS-79 | 與和平號太空站會合，並進行組員Shannon Lucid與John Blaha的交換 |
| 1997年1月12日 | STS-81 | 與和平號太空站會合，並進行組員John Blaha與Jerry Linenger的交換 |
| 1997年5月15日 | STS-84 | 與和平號太空站會合，並進行組員Jerry Linenger與Michael Foale的交換 |
| 1997年9月25日 | STS-86 | 與和平號太空站會合，並進行組員Michael Foale與David A. Wolf的交換 |
| 2000年5月19日 | STS-101 | 國際太空站裝配任務（補給國際太空站） |
| 2000年9月8日 | STS-106 | 國際太空站裝配任務（補給國際太空站） |
| 2001年2月7日 | STS-98 | 國際太空站裝配任務（運送以及裝配命運號實驗艙） |
| 2001年7月12日 | STS-104 | 國際太空站裝配任務（運送以及裝配尋求號氣密艙） |
| 2002年4月8日 | STS-110 | 國際太空站裝配任務（運送以及裝配S0桁架組件） |
| 2002年10月7日 | STS-112 | 國際太空站裝配任務（運送以及裝配S1桁架組件） |
| 2006年9月9日 | STS-115 | 國際太空站補給和建設（P3、P4桁架及太陽能電池板組件） |
| 2007年6月8日 | STS-117 | 國際太空站補給和建設（P3、P4桁架及太陽能電池板組件）[1] |
| 2008年2月7日 | STS-122 | 國際太空站建設（哥倫布實驗艙） |
| 2009年5月11日 | STS-125 | 維修哈勃太空望遠鏡 |
| 2009年11月16日 | STS-129 | 國際太空站建設 |
| 2010年5月14日 | STS-132 | 國際太空站建設 |
| 2011年7月9日 | STS-135 | 國際太空站補給物資 |
| 亞特蘭蒂斯號的飛行任務徽章 | ||||||
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