航天飞机计划主任米隆·马尔金博士在1975年7月的一次招待会上说：“我们设计航天飞机，是要让它作为一种大型的航天运载器，定期把大量载荷送入空间。我们十分希望能实现定期的飞行，因为人们对航天技术的应用正在提出日益迫切的要求，就像人们越来越需要电视和航空旅行一样。”他的讲话集中反映了美国当时对发展航天飞机的看法和信心。美国航空航天局计划在80年代航天飞机能每年飞行数十次；到1991年共飞572次，可把投资补偿回来。自航天飞机首航成功，10年实践证明这种期望过高了，航天飞机并没有能取代一次性运载发射。80年代，前苏联利用一次性运载系统，每年平均进行100次航天发射，如果以此来推算美国的航天需要，每年至少应有50次航天飞机的发射，方能实现取代一次性运载发射系统的愿望。但是直至1992年初，航天飞机一共才飞行45次。由于航天飞机未能实际取代一次性运载发射系统，而一次性运载发射系统未能继续进行，使美国的空间计划受到严重影响。
其次是航天飞机的发射费用太高。其费用要比设计者原来设想的高得多。20世纪70年代，根据发射火箭类型，把1千克重的有效载荷送入轨道要消耗1500~2500美元，根据设计数据，航天飞机的费用可减少到400美元。据估计，建造航天飞机共投资约100亿~150亿美元。原计划每次航天飞机发射费用为1000万美元。所有投资和发射费用的补偿回收，共需进行550次发射左右。但根据美国国会预算，航天飞机发射一次的实际费用高达15亿美元，再加上一架航天飞机爆炸造成的经济损失，航天飞机计划的成本效益问题已很难说了。
航天飞机的工艺可靠性还不是很高。在这种情况下，再完全依靠航天飞机作运输工具来推行美国的空间计划，显然是不合适了。
“挑战者”号航天飞机爆炸的阴影还在，也是一个重要因素。1986年1月，“挑战者”号在进行其第11次飞行时，因固体助推器上的圆形密封环失效造成爆炸的悲剧，导致7名航天员身亡，曾使美国举国震惊，给美国的航天计划造成了难以估计的损失，而且给美国人心理上造成的阴影更难驱散。由于近年披露航天飞机的可靠性只有98％，随着飞行次数的增加和每架航天飞机履历表上飞行次数的上升，再次发生1986年那样的悲剧的可能性亦在递增。这样，“挑战者”号爆炸的阴影并没有随时间流逝而在美国人心中消失。
现在，美国终于认识到，当初企图用发展航天飞机来完全取代运载发射系统的航天战略是不适当的。
“挑战者”号失事原因
发射时气温过低，发射台上已经结冰，造成固定右副燃料舱的O型环硬化、失效。在点火时，火焰从上往下烧，O型环要及时膨胀，但O型环已经失效，火焰往外冒。但是由于燃料中添加了铝，燃烧形成的铝渣堵住了裂缝，在明火冲出裂缝前临时替代了O型环的密封作用。在爆炸前十几秒，宇航飞机遭到一股强气流，凝结尾出现了不同寻常的“Z”字尾。接下来的震动让铝渣脱落，移除了阻碍明火从接缝处泄漏出来的最后一个屏障，火焰喷射在主燃料舱上。在爆炸前1秒，火焰烧灼让主燃料舱的O型环脱落，造成了主燃料舱底部脱落。宇航飞机的机鼻也撞上了主燃料舱的顶部。在发射后73秒，“挑战者”号在40000公升燃料的爆炸下，炸成了几千个碎片。
美国的天空实验室计划
前苏联发射世界第一个试验航天站“礼炮1”号后的两年，1973年5月14日，美国成功地发射了它的“天空实验室”，这个实验室就是太空航天站。
“天空实验室”计划是在“阿波罗”登月计划的基础上制定的，主要是利用“阿波罗”登月计划结束后的剩余运载工具和设备以及所积累的技术成果而研制发展的。
“天空实验室”是一个多舱室组合体，其主要结构由轨道工场、太阳望远镜、过渡舱、多用途对接舱和“阿波罗”飞船的指挥服务舱等5个部分组成，轨道全长36米，总重82吨，拥有工作容积316立方米。轨道工场是航天员的主要工作和生活舱室，由“土星5”火箭的第三级改装而成，其中火箭的液氢箱改成为航天员的生活和工作区，并用隔板分成卧室、餐室、观察室和盥洗室。轨道工场内，室温保持在16摄氏度~32摄氏度之间，可以调节；舱内为035个大气压的纯氧大气层，航天员呼出的二氧化碳及水汽由分子筛进行消除。工场外壳厚13厘米，其中6厘米厚铝防护板用于防止粒子辐射对航天员的侵害。太阳望远镜用于对太阳进行观察，利用电视传输系统将太阳图像和数据传往地面进行处理。“阿波罗”飞船指挥服务舱由“阿波罗”飞船改装而成，作为航天员在天地间往返和运输物料的航天渡船。
“天空实验室”的发射分两步进行。第一步用“土星5”运载火箭先将装配好的轨道工场、太阳望远镜、过渡舱和多用途对接舱发射到435千米高的圆形地球轨道；第二步再用“土星lB”运载火箭把乘有3名航天员的“阿波罗”飞船送到空间，入轨后与多用途对接舱对接，构成完整的“天空实验室”。于是“阿波罗”飞船的航天员进入轨道工场，开始空间科学实验工作。工作完成后再返回飞船，接着“阿波罗”飞船再载着3名航天员与多用途对接舱分离，离轨后再入大气层返回地面。先后共有3批9名航天员进入“天空实验室”工作：第一批3名航天员在1973年5月25日乘飞船到“天空实验室”工作28天；接着，7月28日和11月6日又有2批航天员乘飞船进“天空实验室”分别工作了59天和84天，进行了有关生物医学、太阳天文学、地球资源勘测、空间加工等综合观察和实验，特别是着重研究人在长期失重条件下的反应和变化。1974年2月第三批航天员返回地面后，“天空实验室”即停用，并于1979年7月11日坠毁。
这个“天空实验室”坠毁后，美国很长一段时间没有发射过太空航天站，致使此后30多年无法进行长期载人航天飞行和各种空间科学实验，并使美国在这个领域损失了很多时间而远远落在前苏联的后面。这是为什么呢？并不是美国对发展航天站有什么不同于前苏联的看法，更不是美国在技术上有问题，而是由于美国采取了一条不同于前苏联建设航天站的路线。前苏联采取的是从载人航天飞船通过一次性运载发射系统直接走向太空航天站建设；而美国想采取的是从载人航天飞船通过可重复使用的航天飞机作运输再走向航天站建设。美国认为，用一次性运载系统作运输建设它设想的规模巨大的航天站费用太高，经济上不合算；用可以重复使用的航天飞机作运输工具，建设航天站是可取的。可是，事与愿违，由于航天飞机研制计划的拖延，航天站计划也只得延后研究；而且实践已经证明，用航天飞机作运输工具并不比一次性运载工具的成本低。在前苏联连续20多年用航天站进行广泛的空间科学研究的时候，美国在地球轨道上的航天站还是空缺。
1981年4月12日美国航天飞机首次试航成功和1982年6月11日航天飞机正式开始第一次业务飞行之后，1984年1月，美国总统里根宣布要建立长期性空间航天站。美国准备和其他西方国家共同协作来建设一个规模巨大的航天站。1989年9月29日，由美国、日本、加拿大和欧空局的国家共12国正式签订建立长期性航天站协定。这个名叫“自由”号的航天站将主要通过航天飞机作运输工具进行建设，航天站则由12国共同设计、制造和管理。
前苏联人的航天站
据前苏联宣称，它的空间计划的主要目标之一，是建立一个永久性多功能轨道研究复合体，为其国民经济以及空间研究服务。为此，它在1971年4月19日率先在世界上第一次发射“礼炮1”号试验航天站获得成功。1986年2月20日发射入轨的“和平”号航天站，是“礼炮”号航天站系列十多年运行经验基础上新设计的新型结构航天站，有很大的优越性。
前苏联发射的“礼炮1”号到“礼炮5”号航天站系列，是第一代试验性航天站。“礼炮1”号航天站发射之后，先后有“联盟10”号和“11”号载人航天飞船与其对接，大大增加了飞行的时间，使需要较长时间进行空间研究的项目有了可能。第一代试验航天站创下的纪录是63天。
研究人员在第一代“礼炮”号试验航天站的运行中，发现它有一个重大不足处，就是它只有一个对接舱，因此，在太空只能接待一艘飞船。这就限制了航天站的工作以及每个试验项目持续所需的总时间。
在迈向建立永久性多功能轨道研究复合体的努力中，前苏联的科学家和工程师及时在“礼炮”号基础上建立了“礼炮—联盟—进步”号复合体。这种复合体中的“礼炮”号是“礼炮6”号或“礼炮7”号。它们拥有两个对接舱，可以同时与“联盟”号客运飞船和“进步”号货运飞船进行对接，构成轨道研究复合体。它们是第二代航天站，两个对接舱能保证给航天站装满供给，并且如果需要，可以更换部分研究设备，其结果是航天站连续运行周期和空间探索持续时间急剧增加，“礼炮6”号工作了近5年；“礼炮7”号从1982年4月起开始工作，1985年以无人自动方式工作时曾一度失去控制，后来又将其修复，接着工作一段时间后被废弃，直到1991年2月7日坠毁。
第二代航天站运行过程显示出来的弱点是，由于第二代航天站“礼炮6”号和“7”号是在第一代“礼炮”号上改型设计的，扩大了的研究空间范围意味着航天员生活住区变小以及设备超载，航天员的工作生活条件变差了。其次，航天站是按多用途设计的，实验后证明不适于专门研究。例如，为了研究地球，航天员要将航天站放置在他们能看到地球的高度；当有必要进行天文观测时，这个高度又必须改变。此外，当航天员进行动力研究时，推进系统的能源燃料又发生短缺。简言之，应该研制能排除上述不足的新一代航天站。
“和平”号航天站正是针对这些不足而精心设计成的第三代全新航天站。它的设计，采用一种多模舱结构形式。这种结构，其想法实际很简单：中心舱作为生活区，所有的研究设备放在周围可更换的舱内。“和平”号航天站与“礼炮”号的主要区别是它拥有6个对接舱，可以对接上的每个舱能承载21吨的重量；它还拥有更大容量的电站，最大供电力达23千瓦，其太阳能电池帆板的面积有102平方米，而“礼炮”号只有51平方米。“和平”号航天站的6个模舱，按专业分工。每个专业模舱均能自行飞行，离开“和平”号进行专门的空间研究。“和平”号航天站还有一个新设备，在其外壳上安装了一个笔状波束的天线，在飞行中该天线指向中继卫星。当“和平”号航天站超出地面和海上跟踪站无线电接触范围时，它可通过中继卫星和地面测控中心通信。
“和平”号航天站坠毁时间表
莫斯科时间2001年3月23日凌晨3点33分（北京时间3月23日8点33分）俄罗斯科罗尔耶夫飞行控制中心下达第一次制动点火指令，“和平”号空间站发动机点火，开始进入坠落轨道；莫斯科时间5：02（北京时间10：02）飞行控制中心下达第二次制动点火指令，“和平”号空间站进一步调整轨道；“和平”号空间站围绕地球旋转两周；莫斯科时间8：30（北京时间13：30）飞行控制中心下达第三次制动点火指令，“和平”号空间站开始进入大气层；到达90到110公里的高度，“和平”号空间站开始解体；莫斯科时间9：30（北京时间14：30）“和平”号空间站的碎片坠落在南太平洋预定海域。
完备的前苏联载人航天体系
在整个航天科技领域，专家们从宏观角度看，认为前苏联的某些空间技术算不上世界最先进。但是，其建立起来的巨大航天体系是现今世界上最完整的，并且以总体优势体现了高科技目标，奠定了现代航天学的基础。如果不计地面航天员训练中心以及测控中心等服务性机构，这个航天体系包括：“和平”号航天站试验基地、“联盟”号载人航天飞船、“进步”号货运航天飞船、“联盟”号运载火箭和“质子”号运载火箭。依靠这些设备，开动这个天地间的复杂系统，进行广泛的空间科学研究和探索太空奥秘的任务。
“和平”号航天站复合体试验基地
前苏联的载人航天体系“和平”号航天站在1986年2月20日发射入轨，质量为20吨，长135米，最大直径415米，有效容积达90立方米，有太阳帆板2块，总面积达102平方米，共有6个对接舱口。可以与它对接的专用舱和飞船有这样一些种类：大型对接舱，质量为20吨，直径415米，容积50立方米。其中不返回的大型对接舱，长度为65米；而返回的大型对接舱，长度为13米左右，并拥有太阳电池帆板2块，面积40平方米，输出功率3千瓦。可以对接的小型对接舱，质量为7吨，长度7米，最大直径27米，有效容积10立方米。另外可对接的飞船是“联盟号TM”客运和“进步”号货运渡船。