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Das Space Shuttle (auch das Shuttle) war der bislang einzige für bemannte Raumflüge eingesetzte Raumfährentyp. Das System wurde seit den 1970er-Jahren im Auftrag der US-Raumfahrtbehörde NASA entwickelt, die erste Mission STS-1 startete am 12. April 1981. Durch die Wiederverwendung der Teile des Systems sollten die Flüge in den Weltraum deutlich kostengünstiger als mit nicht wiederverwendbaren Trägerraketen werden. Diese Erwartung erfüllte sich wegen hoher Instandsetzungskosten nicht. 2011 fand der letzte Flug statt.
Die Komponenten gliederten sich neben dem Orbiter in den externen Treibstofftank und zwei Feststoffraketen. Dieses System wurde Space Transportation System (kurz STS) genannt. Fachleute nannten stets nur den Orbiter das Space Shuttle. Zunächst wurde zur Erprobung der Flugeigenschaften in der Erdatmosphäre das Test-Shuttle Enterprise gebaut. Danach wurden fünf Orbiter für den Einsatz im Weltraum gebaut, diese hießen Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis und Endeavour. Challenger und Columbia wurden durch Unglücke zerstört. Dabei kamen jeweils alle sieben Besatzungsmitglieder ums Leben.
Eine Raumfähre konnte bis zu acht Astronauten und gleichzeitig 24,5 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn (zwischen etwa 200 und 650 Kilometern Bahnhöhe) bringen. Zudem koppelte das Shuttle mit Hilfe von Andockadaptern mehrfach an Raumstationen (anfangs die russische Mir, später die ISS) an. Durch die Fähigkeit zum gleichzeitigen Transport von Mannschaft und Fracht war das Shuttle sehr vielseitig verwendbar. Es konnten Satelliten ausgesetzt, repariert oder zur Erde zurückgebracht werden, aber auch der Aufbau und die Versorgung von Mir und ISS waren zentraler Bestandteil der Shuttle-Missionen.
Nach dem letzten Flug des Apollo-Raumschiffs 1975 war das Shuttle ab 1981 das Arbeitspferd der NASA. Es wurden insgesamt 135 Flüge durchgeführt. Der letzte Shuttle-Flug STS-135 startete am 8. Juli 2011. Mit der Landung der Atlantis am 21. Juli 2011 ging die Ära der Space Shuttles zu Ende.
Zu den wichtigsten Erfolgen gehören das Aussetzen mehrerer Raumsonden sowie des Hubble-Weltraumteleskops, diverse Flüge mit eingebauten Laboratorien sowie die Flüge zur Mir sowie zur ISS.