2、助推火箭分离：在发射升空大约120秒后，航天飞机已经飞到40公里的高度，这时候助推器的燃料基本上都已经耗尽，便与航天飞机分离，而主发动机则继续运行，将航天飞机送上更高的飞行轨道；

3、外挂燃料箱脱落：在发射升空大约500秒后，航天飞机到达100多公里高度，飞行速度以及达到7.8公里每秒，这时候外挂燃料箱推进剂基本上也已经耗尽并自动与轨道器分离；

4、轨道器入轨：航天飞机轨道器以接近8公里每秒的速度飞行，依靠自身的轨道机动动力系统调整到达预定轨道；

5、返航：完成飞行任务后，航天飞机启动轨道机动动力系统进入椭圆形轨道，宇航员向计算机输入重返地球大气层的执行程序，航天飞机的飞行姿态进行调整，形成形成机尾向前、机腹向地面的姿势，随后启动发动机逆向喷射进行减速，当航天飞机下降到一定的高度后又会调整飞行姿态，再次将机头调整向前，以40度俯冲角进入大气层，经过一系列的减速后，航天飞机像普通滑翔机一样滑翔着陆，以340公里每小时的速度降落到机场跑道。

航天飞机的出现，确实是人类航天史上的一个里程碑，说明可以重复使用的飞船是可行的，不过，航天飞机在使用过程中并没有达到设计的预期。当时之所以想要设计一种能够重复使用的飞船，是因为不可重复使用的飞船、火箭制造、发射成本都太高了，所以美国就想研发重复使用的飞船，希望飞船的重复使用能够降低发射成本。在确定航天飞机的设计结构布局时，NASA的科学家曾经估算了使用成本，一开始任务发射的飞船大概就是100美元1公斤，每次发射的成本不会超过600万美元。

实际上，由于航天飞机整个系统实在是太复杂了，仅仅航天飞机的机身就有超过250万个零件，每次完成飞行任务返回地球以后，都需要花费大量的人力物力来对航天飞机进行维护，再加上研制成本后，每次飞行任务的成本都远超最初的预算。美国一共有5架航天飞机投入使用，5架航天飞机的发射次数加起来有100多次，平摊下来，每次飞船的费用高达5亿美元。使用成本远超预算，是航天飞机退役的原因之一，还有一个更大的原因就是安全性的问题。

发射后突然爆炸

挑战者号航天飞机原本是用作高拟真结构测试体，但是在完成初期的测试任务后，挑战者号航天飞机被改装成正式的轨道载具，是美国正式投入使用的第2架航天飞机，在1983年4月4日进行了飞行任务首航。在前面的几次飞行任务中，挑战者号航天飞机都出色地完成了飞行任务，但是在1986年1月28日进行的第10次飞行任务时却发生了爆炸，航天飞机内的7名宇航员全部遇难。

一开始，挑战者号航天飞机的发射还是比较顺利，在飞行了73秒后，高度为16600米，这时候航天飞机突然出现了一团亮光，航天飞机的外挂燃料箱发生了爆炸，直接将航天飞机炸得粉碎，化作一团大火。另外2枚固体助推火箭失去了控制，即将坠落到人口密集区，航天中心的工作人员通过遥控装置将其引爆。在这次飞行任务中，价值高达12亿美元的挑战者号航天飞机在顷刻间化为乌有，1400℃热空气席卷机舱，7名宇航员无一幸免，全世界为之震惊。

意外或本可以避免？

到底是什么原因导致挑战者号航天飞机发生爆炸？在发射前的一天晚上，工程师罗杰·博伊斯乔利和他的顶头上司鲍勃·埃比林曾经试图力劝NASA推迟挑战者号航天飞机的发射任务，因为他们俩被告知佛罗里达州的气温已经下降到0℃以下，这样的气温条件会对火箭助推器的性能产生重大的影响，于是他们希望能够延迟航天飞机的发射，但是他们的建议并没有得到认可。

后来的调查结果显示，本次意外原本确实是可以避免的。因为发射当天的气温过低，连发射台都已经结冰了，导致固定右副燃料舱的O形环硬化而失效。当火箭点火发射升空时，这个O形环需要及时膨胀，但是由于已经硬化、失效，所以当航天飞机发射后火焰往外冒，不断冒出黑烟。在爆炸前1秒钟，O形环因为火焰的灼烧而脱落，助推器也撞到了住燃料箱的顶部，最终发生了爆炸，航天飞机直接被炸成了几千个碎片。