航天飞机任务除执行运载宇航员及科研物质、穿梭于天地之间外，还以其自身宽阔的体积、达搭载多人的繁重飞行运送、在空间开展大量科学实验及空间研究等。将人造卫星带出地面投放到太空，或者将太空中发生故障被破坏的无人航天器和轨道卫星等人造天体维修后重新投入运行，甚至将欧空局空间实验室装到舱内开展许多科学研究工作。从相关历史记录中我们可以更进一步地认识航天飞机使用情况。
从1981年到1993年末，美国共发射五架航天飞机79架次，其中哥伦比亚号发射15架次、挑战者号发射10架次、发现号发射17架次、亚特兰蒂斯号发射12架次、奋进号发射25架次一次搭载宇航员2～8人，航程2～14日。12年间，有301人参与了航天飞机的飞行任务，其中女宇航员有18人。航天飞机59架次共向空间投放了50余颗卫星，载着两个空间站进入空间轨道，先后发射了3颗宇宙探测器、1颗空间望远镜、1颗γ射线探测器以及卫星空间回收、空间修理等一系列科学实验。
一九八四年四月六日,”挑战者”号上了天，宇航员们第一次捕获并修复了在轨运行的这颗卫星。
发现号于一九八五年一月二十四日上天，第一次完成了一项秘密军事任务。
一九八五年十一月二十六日亚特兰蒂斯载客上天首次进行了搭载空间站的测试。
“发现”号航天飞机飞行任务暂停32个月之后于1988年9月28日才飞上蓝天，五名宇航员放飞了这颗卫星并进行了许多科学实验。
“发现”号航天飞机于1990年4月24日送哈勃太空望远镜入轨，并建立起观测遥远宇宙的装置。
“奋进号”于1992年5月8日首飞，宇航员首次进入太空，人工操作营救回收卫星获得成功。
亚特兰蒂斯号于1992年7月31日天第一次做了绳系卫星发电的实验。
“亚特兰蒂斯”号于1995年6月7日升空，使航天飞机与俄罗斯和平号轨道空间站第一次对接，美俄宇航员在外太空相互串起沟通。
“哥伦比亚”号于1996年11月9日升空，航程423小时53分，创航天飞机在外太空逗留时间之最。
美国亚特兰蒂斯号航天飞机于2009年5月11日晚2点在佛罗里达州肯尼迪航天中心由7位宇航员负责哈勃太空望远镜的最后保养。
2009年7月15日晚16点零3分在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射的美国奋进号航天飞机顺利起飞，出发飞往国际空间站日本舱装运最后部件。
美国发现号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心下水，载着7位宇航员于2009年8月28日晚23点59分至国际空间站并运载了几吨补给物质及装备。
美国发现号航天飞机于2010年4月5日晚6:21和18:21被成功送入太空，载着7位宇航员进入国际空间站。这次除了搭载四名男性宇航员之外，还搭载三名女性宇航员在国际空间站和一名女性宇航员汇合，创下有史以来太空中女性宇航员数量之最。
美国“发现”号航天飞机于2011年2月24日在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心升空飞往国际空间站（ISS），并在服役27年后完成了其最终任务。
美国亚特兰蒂斯号航天飞机于2011年7月1日美国东部时间21日凌晨5点57分至21日17点57分在佛罗里达州肯尼迪航天中心平安降落，结束了其历史使命谢幕征程。
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