第一架真正的航天飞机是“哥伦比亚”号，它长约56米，高为23米多，起飞重量约2000吨，由上下两部分组成。上部是轨道器，长约37米，翼展宽约23米，自重68吨，其体积与大型喷气式客机相似；驮着轨道器的是两台固体助推器和一个外贮箱，处于两台固体助推器之间的外贮箱也是一个庞然大物，它长47米，直径约8米，内部装有上千吨燃料——液氢和液氧，这些液氢和液氧也是作为轨道器上主发动机的推进剂。
1981年4月12日凌晨2点多，“哥伦比亚”号航天飞机静静地矗立在美国肯尼迪航天中心的39A号发射阵地上。黎明前的黑暗还拥抱着这个迷人而令人神往的航天港，但来自美国和世界各地的成千上万的人群在这里已川流不息，熙熙攘攘地聚集在观看席上。来自世界各地的记者们把手中的各种现代化采访工具都准备就绪，等待着记录下这一举世瞩目的历史性镜头。人们都在焦急地等待着发射时刻的到来。
7时整，“哥伦比亚”号航天飞机的尾部发出闷雷般的巨响，冒出一股强烈的浓烟，航天飞机的2台火箭发动机与3台液体火箭主发动机同时点火。上万双眼睛，在4束探照灯的强光照射下，紧紧地盯着脱离发射台的“哥伦比亚”号航天飞机。
对于众人来说，这是一幅奇异的画面，航天飞机腾空而起的速度比人们所想象的还要快得多，从两个固体燃料助推器尾部喷出的桔黄色火舌有180米长、60米宽，它烤得外挂燃料箱后部发出了耀眼的白色光泽，长长的灰白色塔柱形烟雾拖在后面，一直可以延伸到发射架……场面实在太壮观了。
航天飞机在飞离了固定服务塔之后，就按照预置的程序进行侧滚和倾斜的动作。航天老将约翰·杨和克里平身穿缝有NASA徽记和STS-1字样的蓝色专用太空服，沉着冷静，神态自然。
大约在50公里的高空，固体燃料助推器燃料燃烧完毕，助推器借助6支分离小火箭与航天飞机分离，空壳用降落伞减速，溅落在海上。那里，美国的“自由”号和“自主”号回收船早已恭候多时。
“哥伦比亚”号扔掉了助推器之后，在主发动机推动下继续上升，进入预定的太空轨道。在进入轨道之前，又将外贮箱抛掉，分离后的外贮箱进入大气层后自行坠毁。航天飞机入轨后，主发动机就熄灭了，只启用2台小型火箭发动机来控制机动飞行，调整它的姿态，直到它进入准确的飞行状态为止。这一切，“哥伦比亚”号都做得完美无缺。
4.有惊无险的试制试射
约翰·杨和克里平开始工作了，他们首先要进行的是打开载荷舱大门的试验。克里平在密闭的飞行舱后部进行遥控操作，将右大门的各个门拴一个接一个地打开了，顿时，明亮的地球反射光照进了载荷舱里，“哥伦比亚”号这时仍然机腹向上飞行着，下方转动着的地球十分清楚地显现在宇航员们的面前。
“真可惜，你们看不到这儿的绝妙景色，外面可真是漂亮啊！”克里平喊道。
试验成功了，航天飞机两个大门都能开关，没有变形，开关自如。当时，“哥伦比亚”号航天飞机正处于马德里站接收区，实况图像通过海底电缆送到了美洲大陆，并传到了休斯顿飞行控制中心。这些图像极为清晰，它们是由载荷舱里的3架远距离控制摄像机拍摄的。
正当摄像机在载荷舱里平推时，地面监视人员吃了一惊，他们惊奇地发现，在两个轨道调整系统发动机突起的外蒙皮上，出现了几个近似方形的黑点。要知道，航天飞机根本不允许出现任何异常的情况。
地面控制中心的人员立即指示：“查清这些黑点的情况。”
克里平受命后，立刻控制摄像机向轨道器尾部靠近，然后，他平静地分析说：“每个发动机外部都有几块防热瓦脱落，右舷的一个基本上可以确定掉了3块，另外还有一些较小的缺损；左边的那个据我看只有一块完全脱落，另有一些小的三角形缺损。现在我来把摄像机移到最佳位置上……”
这个消息立即传到了每个关心航天情况的人的耳朵里。虽然克里平不惊不慌，但人们仍为航天飞机和宇航员的命运担心。不知是哪个人传出了消息，说只要有一块防热瓦脱离，就会使“哥伦比亚”号在返回时焚毁。
但是，实际情况并不是那么严重，因为在“哥伦比亚”号重返大气层时，轨道调整系统发动机的外蒙皮所受的热量比起机腹以及机翼迎风面来要小得多。
轨道器的腹部情况如何呢？这是比较重要的，如果腹部的防热瓦也有脱落，问题就严重了。宇航员们无法看到航天飞机的腹部，不过，约翰·杨还是试图透过舷窗尽可能地看看机腹部的情况，他报告说：
“依我们的观察，两个机翼以及它们的迎风面全部完好无损。”
可靠吗？宇航局不敢轻信，于是，决定在“哥伦比亚”号通过头顶时，用美国国防部的高分辨率照相机对它进行拍摄。
防热瓦脱落的情况立即抢去了马德里站电视里的大部分镜头，同时，也无形中把很多重大的成功给冲淡了。其实，真正重要的是，载荷舱大门能顺利地开关，散热器也工作得十分正常，这就无须担心机舱内部过热，无须紧急返航，可以按计划在空中正常地活动。
美国国防部的高分辨率照相机拍出了十分清晰的照片，它足以分辨出每片防热瓦的细节。情况表明，一切都不必担心。休斯顿飞行控制中心发出了继续“干下去”的指令。
5.激动人心的时刻
1981年4月14日，可以说是美国举国狂欢的日子，教师停止了授课，学生早已坐等在电视机前。在曼哈顿的一家西服店里，一位顾客正对着穿衣镜试穿衣服。他刚想对裁缝的手艺发出评论和感慨，却发现自己周围根本就没有服务人员，往日殷勤而周到的裁缝为了观看电视实况转播，竟然把自己的顾客孤零零地留在了穿衣镜前。
是什么使这些美国人如此神魂颠倒呢？原来，再过十几分钟，2天以前从美国卡纳维拉尔角发射的航天飞机“哥伦比亚”号，就要在加利福尼亚洲的爱德华空军基地着陆了！
在爱德华空军基地，4架T-38歼击机整装待发，准备以一个同步方阵飞行5分钟，这样就便于在1.2万米的高空与“哥伦比亚”号会合，并跟踪它到降落为止。它的任务是在航天飞机下降时向航天员提供最准确的高度和速度信息，并在“哥伦比亚”号着陆之前拍摄到所有的飞行情景。
转眼间，经过50多个小时的飞行之后，“哥伦比亚”号航天飞机开始重返大气层，它已环绕地球36圈。
“哥伦比亚”号预定在17点49分1秒到达12.2万米高处的大气层顶部。17点47分，“哥伦比亚”号飞出了关岛站接收区，它将在5.8万米高度飞进加利福尼亚海滨上空，在这之前一切通信联系都将暂时中断，然后，全要靠约翰·杨和克里平他们自己了。
航天飞机终于飞进了12.2万米这个宇航局定义的大气屏障，它现在正以24.6倍的地面音速飞行着，在此之前，世界上没有一个人曾经驾驶飞机达到过这样的速度。
18时5分，“哥伦比亚”号已经度过了最严峻的时刻，并且即将与休斯敦恢复联系，约翰·杨和克里平已经清楚地看到了加利福尼亚海滨。
看来一切顺利！
此时，在加利福尼亚洲南方被太阳晒得滚烫的莫哈维沙漠里，突然响起一片欢呼声，在遥远的孤山上空，出现了一颗微小的银色亮点——“哥伦比亚”号从天外归来了！
当“哥伦比亚”号在10700米高空进入校准圆的时候，麦克布赖德和奈尔森驾驶的第一组飞机正好就在附近，而第二组的迪克·格雷和皮特·斯坦利在它的正后方，这一切都是按计划进行的。刹那间，壮观的“哥伦比亚”号特写镜头跃上了控制中心的电视屏幕。
头戴镶有老花眼镜的头盔、全神贯注地操纵着航天飞机的机长约翰·杨，熟练地把飞机缓缓地拐了一个弯，在9.6公里外笔直地对准了罗杰斯湖干涸湖床中的跑道。他把操纵杆渐渐推向前，以比普通客机陡6倍的俯冲角和大1倍的速度进行着着陆飞行。
轨道器正迅速降落，它的下滑坡度看上去非常惊险，地面上的人们都为它捏着一把汗。到了533米的高空刚刚跨进湖床区域时，约翰·杨立即把机头拉升起来，因为这样可以把速度很快地降到每小时352公里。
着陆前9秒，约翰·杨放下了机轮，一架在一旁低飞的跟踪飞机通过无线电报告说：“起落架已经放下，高度：50……40……4，3，2，1——接地了！”
地面控制人员兴奋地大叫：“大功告成了，大功告成了！”
电视记者们一阵欢呼，一切都很顺利。电视记者们开始向他们的观众报告说：“真是令人难以置信，一切就好像是在洛杉矶民用机场那样简单，要知道他们是从空间飞回来的啊！”
“哥伦比亚”号航天飞机在干湖床跑道上滑行了2700多米后停了下来，在它的后面扬起了一阵浓厚的尘土。这架远途归来的航天飞机看上去有些旧了，可是却仍然威风凛凛地停在干湖床坚硬的地面上。
由20辆各类车辆组成的回收车队立即飞速向航天飞机驶去。时间是非常紧迫的，因为刚刚返回飞行，现在仍然带着高温。按照安全条例规定，在航天飞机着陆后15分钟内，必须接上大型空调机和其他地面辅助设备，以便保证舱内温度不受余热的影响，否则，舱内的电子设备就很可能被损坏。
地勤人员立即用电风扇吹散了航天飞机上有毒的气体。着陆后63分钟，在确信没有任何危险之后，舱口盖打开了，约翰·杨出现在舱门口。由于穿着弹射服，这位指令长几乎是跳跃着下来的。他疾步走到飞行运行主任乔治·阿贝面前，激动地握住了他的手。
约翰·杨围着他的航天飞机绕了一圈，边走边挥动着手臂向周围的人们不停地说着，几乎不能抑制兴奋的心情。他检查了机身上的防热瓷瓦和起落架之后，兴高采烈地在空中挥动着手，庆祝这次首航的成功。
这是一次意料外的成功，航天飞机机身上的3100块防热瓷瓦中，只有10多块因为在起飞时往上直冲的剧烈震动而松脱，但却没有一块从机腹上掉下来，少数几块瓷瓦上有伤痕，显然是因为着陆时被弹起来的石块和其他碎石击伤的。
这次飞行，几乎是相当准确地按预定日程表进行的，整个飞行程序事先已在美国报纸上发表，机上的航天员还不断地将机舱内的活动实时地拍成电视录像，通过全美各地的电视台的新闻节目传到家家户户，因此，坐在家里电视机旁的亿万男女老少，如身临其境一样，目睹了航天员的生活……这一切有力地说明，航天飞机首次试飞是相当成功的，不仅实现了轨道器和航天员的安全入轨和返回，也使航天飞机的空气动力特性、机械特性等禁受了实际考验。
6.明天更辉煌的发展未来
“哥伦比亚”号航天飞机试航成功了！关心人类科学技术进步的人们对这一空间探索的历史性胜利无不感到欢欣鼓舞，世界各国的贺电纷至沓来，各地报纸也竞相载文，继“阿波罗”登月成功后，在世界范围内又一次掀起了“空间热”。
航天飞机在太空中有极大的潜力和重要的作用，它成本低廉，能够垂直起飞，又可在一般机场降落，这就降低了很多发射费用，每架至少可重复使用100多次，因而可以使航天活动经常化。
今天，航天飞机正发挥着重要的作用，一次又一次地创造出令人瞠目的奇迹。1982年11月11日，“哥伦比亚”号航天飞机在它的第11次飞行中，把2颗总重量为6吨多的商业性卫星送入轨道，一颗是美国卫星商业系统公司的“SBS-3”卫星，另一颗是加拿大的“安尼克-C”卫星。每一颗的发射费用约为900万美元，而一般从地面用火箭发射1颗通信卫星，则需花3200～3400万美元，比较起来，用航天飞机发射卫星既便宜又方便。
1983年4月4日，美国第二架航天飞机“挑战者”号，首次在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射上天，成功地进入预定轨道。4月7日晚上，“挑战者”号在经过4个小时的追逐后，赶上了数千里之外出现故障的“跟踪与数据中继卫星”。当航天飞机驶到距这颗带故障的卫星60米远处，航天员马斯格雷夫和彼得森经过努力，终于将它拖入航天飞机敞开的货舱内，固定在修理台上。4月12日，他们对修复的卫星进行各种测试后，航天飞机上的机械手又把卫星重新送回轨道上去。修复这颗卫星花费了4500万美元，但如果再制造发射这样一颗卫星，就需要花费23500万美元。
1984年8月30日至9月5日，美国第三架航天飞机“发现”号又腾空而起，开始了它的处女航。“发现”号在历时6天的飞行中，环球巡天96圈，行程约400万公里。在头3天的飞行中，每天成功地发射了一颗通信卫星，创造了三发三中的记录和在一次飞行中连续发射3颗卫星的新记录。随后，他们试验了一种长32米、宽4米的大型太阳能帆板，它用轻质塑料制成。当航天飞机发射时，它被折叠后放进一个18厘米高的长方形盒子里，进入轨道后能自动展开。帆板上可嵌装84块太阳能电池，这次试验只装上其中一块，它一旦研制成功，就可使航天飞机的电源增加1倍。
