A Space Shuttle vagy hivatalos angol nevén: Space Transportation System, (rövidítve: STS, magyarul hivatalosan: Űrszállítási rendszer, a köznyelvben gyakrabban: űrrepülőgép, ritkábban: űrsikló) az Amerikai Egyesült Államok ember szállítására is alkalmas űrprogramja volt. Ez volt a világon az első olyan űrhajó-konstrukció, amelynek a legtöbb elemét több küldetés során lehetett használni. A konstrukciót a NASA üzemeltette 1981 és 2011 között, míg maga az űrprogram 1969-ben kezdődött el a rendszer tervezésével. A program abból a felismerésből született, hogy a kezdeti idők űrrepülési programjai – ezek közül is kiemelkedően az Apollo-program – rendkívül drágák voltak, amelynek okát az amerikai mérnökök a űreszközök (rakéták és űrhajók) egyszeri felhasználhatóságában látták. Így született az a döntés, hogy az űrrepülések költségeit az eszközök többször felhasználhatóságával lehet és kell a töredékére csökkenteni amellett, hogy az így rugalmasabb felhasználhatóságúvá tett eszközök esetleg bevételt is termelhetnek a kereskedelmi hasznosítással (kereskedelmi műholdak felbocsátásával és javításra való visszahozatalával). A koncepció egy, a korábbiaktól merőben eltérő kialakításban öltött testet.

A rendszert három fő elemre választották szét. A központi eleme egy szárnyas űrrepülő – más néven orbiter lett, amely függőleges állásban, űrhajóként startolt és magában hordozta a hordozórakéta egyes elemeit, vagy fokozatait, majd a visszafelé úton siklórepülőgép módjára szállt le. A Föld körüli pályára álláshoz szükséges üzemanyagot pedig egy külső tartályban helyezték el, amelynek nem a tetejére, hanem az oldalára szerelték az orbitert és amely ellátta az orbiterben elhelyezett főhajtóműveket üzemanyaggal és oxidálóanyaggal a felszállás során. Végül a hordozórakéta egy másik fokozata, amely a főhajtóművek tolóerejét egészítette ki annyira, hogy az egész űrszerelvény elérhesse a pályára álláshoz szükséges sebességet, két oldalsó, szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétaként illeszkedett bele a rendszerbe. Az elfogadott koncepció alapján az orbitert a North American Rockwell vállalat készítette el, míg a külső üzemanyagtartályt a NASA Michoud Összeszerelő Üzeme gyártotta a Martin Marietta (később Lockheed Martin) közreműködésével és a gyorsítórakéták tervezését és gyártását a Morton Thiokolra bízták.

A koncepció kialakítása 1969-ben kezdődött, a tervezési fázis 1972-ig, majd a gyártási folyamat végén elkészült egy űrrepülésre alkalmatlan, de a földi és a légköri repülési tesztekre használható példány, az Enterprise űrrepülőgép, valamint egy, már űrrepülésre is megfelelő példány, a Columbia űrrepülőgép. 1977-ben megtörténtek a földi és légköri tesztek, majd a program átválthatott az űrben végzett tesztekre is, amelyekre egyedülálló módon úgy került sor, hogy egyből űrhajósokkal a fedélzeten bocsátották a világűrbe a Columbiát, elhagyva az ilyenkor szokásos automata üzemmódú próbarepüléseket. Az első ilyen tesztrepülésre, az STS–1 jelű repülésen került sor, amelynek startja 1981. április 12-én ment végbe, a Columbia fedélzetén John Young parancsnokkal és Robert Crippen pilótával. Ezt követően még másik 3 tesztrepülés következett, amelyek sikere után a rendszert teljes értékűnek nyilváníthatták és megkezdődhetett a többcélú felhasználása. Ezek során egymást követték az újonnan elkészült űrhajóegységek, mint a Challenger, az Atlantis és a Discovery és álltak szolgálatba.

A program során – időről-időre változó módon – több szerepben is feltűnt az űrrepülőgép. Kezdetben a tudományos munka mellett műholdak pályára állítása és karbantartása, valamint a Föld körüli pályáról való visszahozatala volt, illetve ebben a fázisban próbálták kialakítani az űrrepülőgép kereskedelmi hasznosítását is. Ezek mellett megkezdődött az űrhajó katonai célokra való alkalmazása is, amikor az USA Védelmi Minisztériumának titkos megbízatásait végezték az űrhajósok néhány repülésük során. Az első nagy űrrepülőgép katasztrófát követően egy nagy irányváltás állt be a programban. A NASA kénytelen volt beismerni, hogy a kereskedelmi hasznosítás és ezzel az űrhajórendszer üzemeltetésének rentábilissá tétele lehetetlen, ezért a tudományos feladatok felé fordultak azzal, hogy szinte tisztán költségvetési forrásokból valósult meg az amerikai emberes űrhajózási program. Ennek keretében állított pályára a Space Shuttle jónéhány később nagy tudományos hírnevet magának kivívó űreszközt – mint többek között a Magellan vénuszszondát , a Hubble a Compton és a Chandra űrtávcsővet, a Galileo jupiter- és Ulysses napszondát –. Ebben az időszakban állt szolgálatba a balesetben elpusztult Challenger helyett az Endeavour űrrepülőgép is. Ezt az időszakot követte egy látványosabb korszak, amikor az Amerika és a Szovjetunió közötti enyhülés folyamatos nemzetközi együttműködésbe ment át. Ez a Shuttle–Mir-programban öltött testet, amikor az űrrepülőgépek nemzetközi legénységgel látogatták meg sorban a szovjet/orosz űrállomást. A felek ezt a programot már annak tudatában végezték, hogy egy a jövőben épülő nagy, nemzetközi összefogással épülő űrállomáshoz szükséges műveleteket előre begyakorolhassák, amelynek konfigurációja teljesen megegyezett a Shuttle-Mir repülésekkel: egy nagy, modularizált űrállomást az amerikai űrrepülőgép lát el utánpótlással és személyzettel. Az új típusú űrállomás-repülések mellett megmaradtak az eredeti rendeltetés – műholdak karbantartása – is, amely a Hubble űrtávcső rendszeres karbantartó repüléseiben csúcsosodott ki. Ezek a repülések aztán egy új szinten folytatódtak, amikor megkezdődött a Nemzetközi Űrállomás építése és onnantól az STS rendszerre hárult a szállítóeszköz feladata, amely az űrbe szállította a beépítendő részegységeket és a váltószemélyzeteket. Néhány kivétellel, amikor tudományos, kísérleti repülésekre indulhatott az űrrepülőgép. És pont egy ilyen ritka kivételt jelentő tudományos repülésen történt egy újabb tragédia, egy újabb űrsikló elvesztése. Az ebből a balesetből levont tanulságok jelölték ki a program végső sorsát: az űrrepülőgéppel még felépítik az ISS-t, aztán be kell fejezni a programot és kivonni az űrhajótípust a forgalomból.

A programot két nagy, korszakváltó tragédia árnyékolta be és jelentett irányváltást az idők során. Az első 1986. január 28-án következett be, a Challenger űrrepülőgép startjánál az STS–51–L repülésen. Az űrrepülőgép az emelkedés 73. másodpercében váratlanul felrobbant és az orbiter darabokra tört, a hétfős személyzet – Francis „Dick” Scobee, Michael John Smith, Judith Arlene Resnik, Ellison Shoji Onizuka, Dr. Ronald Ervin McNair, Greg Jarvis, Christa McAuliffe – életét vesztette. A balesetet követő kivizsgálás megállapította, hogy az egyik kritikus alkatrészt (az ún. O-gyűrűt, az oldalsó gyorsítórakétában levő tömítő gumigyűrűt, ami megakadályozza a rakéta lángjának kifúvását máshol, mint a hajtóműharang) olyan körülményeknek engedték kitenni, olyan hidegben engedték startolni a rakétát amely kívül esett annak üzemeltetési tartományán és nem tudta ellátni a feladatát. A hiba folytán a gyorsítórakéta lángja oldalt fújt ki és átégette a nagy tartályt, így a benne levő hajtóanyag és oxidálóanyag kiszabadulhatott és spontán elegyedve elemésztette magát az űreszközt is. A megállapítások itt nem álltak meg, hanem keményen bírálták magát a NASA-t is, amely olyan szervezeti kultúrát és döntéshozatali rendszere alakult ki, amely megágyazott a tragédiának. Ez a programban is és a NASA teljes működésében irányváltásra késztette az űrhivatalt. A második nagy katasztrófa 2003. február 1-jén következett be, amikor a Columbia űrrepülőgép az STS–107 repülésről visszatérőben darabokra szakadt és odaveszett, a hétfős legénység – Rick Husband, William McCool, Michael Anderson, David Brown, Kalpana Chawla, Laurel Clark, Ílán Rámón halálát okozva. A szigorú vizsgálat itt is feltárta a szigorúan vett technikai okokat. Az STS–107 startjakor az emelkedés közben egy aktatáska nagyságú szigetelőhab darab vált le a nagy külső tartályról és aláhullva eltalálta az orbiter bal szárnyát. A NASA elemzése szerint az incidens „nem a repülésbiztonságot érintő esemény” volt, nem kellett rá reagálni semmit. Ám ez az elemzés alapjaiban hibás volt és a később végzett tesztek megállapíthatták, hogy a habdarab beszakíthatta az űrrepülőgép szárnyának belépőélén levő megerősített szén-szén paneleket és a visszatéréskor keletkező óriási hő bejutott a gép szárnyának belsejébe és strukturális károkat okozva az űrrepülő elvesztéséhez vezetett. Emellé döbbenetes módon az is járult, hogy a NASA-nak a Challenger-katasztrófánál bírált folyamatkezelése és szervezeti kultúrája az annak javítására irányuló intézkedések ellenére visszatért a káros gyakorlathoz és ez jelentősen hozzájárult a katasztrófához. A megállapítások ezúttal sokkal súlyosabbak voltak: az űrsiklót még vissza kell engedni a szolgálatba, de csak addig, amíg az ISS építésében szükség van rá, de utána azonnal le kell állítani és kivonni a forgalomból, még akkor is, ha nem áll rendelkezésre váltótípus.

A program végül hivatalosan 2011. július 21-én, az STS–135 repüléssel, az Atlantis utolsó landolásával fejeződött be.

Előzmények

Előfutár projektek

Az 1930-as években a náci Németországban jelent meg először koncepciószinten egy rakétarepülőgép, az ún. Amerika bombázó, vagy más néven Raketenbomber (RaBo – Rakétabombázó) amely egy rakétahajtással a légkör fölé emelkedő és parabola pályán repülő eszköz lett volna és nevéből adódóan az USA bombázását tűzte ki elé célul a hitleri adminisztráció. A terveket Eugene Sänger és Irene Bredt készítette és a koncepció a Silbervogel (Ezüstmadár) fantázianevet kapta, de a tervfázisnál nem jutott tovább.

A következő ugyanilyen jellegű próbálkozás az 1950-es években az Egyesült Államokban került szóba. X–20 Dyna-Soar néven egy részben újrafelhasználható, szárnyas, embervezette rakétahajtású siklórepülőt vettek tervbe, amely felderítésre, műholdak megsemmisítésére és levegő-föld rakéták indítására lett volna alkalmas. A projektet az amerikai légierő vitte, a NASA-val együttműködve és az előkészületek olyan komolyak voltak, hogy már 6 pilótát is kiválasztottak, akik majd a repüléseket elvégzik. A program egyre emelkedő költségei, valamint a párhuzamosan futtatott Gemini-program miatt 1963-ban mégis lemondtak a programról és törölték azt.

A Dyna Soar nem az egyetlen projekt volt az amerikai légierőnél, amely rakétahajtással elérte volna a világűrt, hogy katonai célokat vigyen véghez repülése során. Ez volt az Aerospaceplane (Űrrepülőgép) projekt, amely 1957-ben startolt és egy teljesen újrafelhasználható repülőeszköz megalkotását célozta meg, amely képes a világűr elérésére, ám ez a projekt sem lépett ki a tervasztalról.

Olcsó űrrepülés