Program Space Shuttle

Space Shuttle bol kozmický program NASA pilotovaných raketoplánov Space Shuttle. Trval od roku 1972, kedy bol zahájený, do roku 2011.
Z technologického hľadiska bol tento program úplne odlišný od všetkých predchádzajúcich amerických pilotovaných kozmických programov (Mercury, Gemini, Apollo). Zatiaľčo kozmické lode v týchto programoch mohli letieť do vesmíru len raz a vynášali ich nosné rakety, space shuttle bol sčasti znovupoužiteľný a pri pravidelnej údržbe a modernizácii mal byť schopný absolvovať až 50 letov. Zároveň je jedinou kozmickou loďou schopnou vynášať posádku aj objemný náklad do vesmíru súčasne. Pôvodné plány počítali so znovupoužiteľnosťou celého stroja, ale náklady na vývoj takéhoto kozmického dopravného prostriedku by boli priveľké. Projekt sa v úvodnej fáze niekoľkokrát menil a konečná realizácia sa dostávala do sklzu najmä pre rozpočtové problémy.
Program Space Shuttle bol tiež najdlhšie trvajúcim americkým kozmickým programom a programom s najväčším množstvom letov. Do jeho ukončenia v júli 2011 sa uskutočnilo 135 letov. Dva lety skončili haváriou, pri ktorej zahynuli v oboch prípadoch sedemčlenné posádky strojov. Napriek tomu program Space Shuttle pretrval a jeho posledným veľkým cieľom bolo dobudovanie Medzinárodnej vesmírnej stanice.

Vývoj predstáv

Problematika viacnásobne použiteľného kozmického prostriedku bola na začiatku histórie pilotovaných letov preberaná len okrajovo. Brzdenie v atmosfére po návrate z kozmu, ktoré by ponúkalo väčšie možnosti manévrovania, boli spočiatku hľadané kvôli nutnosti zlepšiť schopnosť telesa pristáť vo zvolenej oblasti. Prvým projektom kozmického klzáku bol X-20 známy aj ako Dyna-Solar firmy Boeing. Na jeho realizáciu sa vynaložili značné náklady, ale v roku 1963 bol projekt zrušený v prospech vojenskej družicovej stanice MOL (neskôr tiež zrušenej). Tieto výskumy však boli prínosné pre ďalšie návrhy okrídlených kozmických lodí.

Účel

Projekt Space Shuttle nasledoval po programe Apollo, ktoré vyvrcholením sa stali pristátia amerických posádok na Mesiaci. Po tomto úspechu predniesla na prejednávaní budúcej koncepcie americkej kozmonautiky špeciálna komisia STG (Space Task Group) návrh cesty človeka na Mars. Ďalšie návrhy zahŕňali plány na stanicu na zemskej orbite, trvale obývateľnú mesačnú základňu a viacnásobne použiteľný kozmický dopravný prostriedok. Hlavným problémom realizácie týchto návrhov však boli financie. V roku 1971 dostala NASA od svojho založenia po prvýkrát znížený rozpočet. To znamenalo, že musela nielen zamietnuť úvahy o ceste na Mars a ďalších veľkolepých návrhoch, ale zastavený bol aj program Apollo. Jediným návrhom, v ktorom NASA ďalej pokračovala, sa stal vývoj viacnásobne použiteľného kozmického dopravného prostriedku. Podľa slov prezidenta Nixona by sa mal nájsť lacnejší a menej náročný spôsob dopravy telies do kozmu, než akým boli nosné rakety. Projekt vývoja raketoplánu dostal veľkú podporu aj zo stany armády, ktorá chcela dopravu väčšiny budúcich družíc do kozmu previesť na raketoplány. Vývojový program bol schválený v roku 1972. 
Projekt bol však od samotného začiatku poznamenaný nedostatkom financií. Prvé predstavy počítali až so 150 štartmi ročne. V roku 1975 sa počítalo priemerne so 60 letmi za rok (plán bol 725 letov za 12 rokov), v roku 1980 už len zhruba so 40 štartmi za rok (487 letov v priebehu 12 rokov) a v roku 1982, keď už mali raketoplány prvé skúšobné lety za sebou, s 23 štartmi za rok (278 letov za 12 rokov). V skutočnosti prebehlo počas 30-ročnej histórie programu iba 135 štartov, čo je priemerne 4,5 štartu za rok. 
Od raketoplánov sa tiež očakávalo, že zachránia a znovuosídlia prvú a jedinú americkú kozmickú stanicu Skylab. Tá po opustení poslednou posádkou v roku 1974 postupne klesala do zemskej atmosféry. Stanicu mal na vyššiu orbitu presunúť raketoplán pri misii STS-3. Na ňu začali byť v marci 1978 trénovaní astronauti Fred Haise a Jack Lousma. Sklzy vo vývoji a príprave na štart prvého exempláru však spôsobili, že 15. decembra 1978 NASA priznala, že stanicu už nie je možné zachrániť.

Vývoj

Spočiatku existovali dve možnosti, ako by mal viacnásobne využiteľný kozmický dopravný prostriedok vyzerať. Prvá bola dvojstupňový stroj skladajúci sa z dvoch samostatných okrídlených kozmických lodí. Druhý variant predstavoval len jedno okrídlené teleso, ktoré by nieslo dve odhadzovacie nádrže na kvapalný vodík a kyslík. V júni 1970 vypísalo vedenie NASA súťaž na spracovanie predbežného projektu raketoplánu. Vývoj dvojstupňovej varianty raketoplánu sa však ukázal byť neúnosne drahým. NASA preto zostala pri návrhu jeden a polstupňového variantu raketoplánu, čo znamená variantu, v ktorom prvý a druhý raketový stupeň pracujú súčasne, ale druhý omnoho dlhšie ako prvý. Tento návrh podrobne rozpracovávali firmy Grumman a Boeing. Návrh firmy Grumann však počítal s tým, že odhadzovacia nádrž nesúca kvapalný vodík a kyslík sa pri každom lete zničí. Celý stroj tak už nemohol byť viacnásobne použiteľný. Nakoľko však náklady na vývoj takéhoto typu stroja boli menšie, než neúnosne veľké náklady na vývoj kozmickej lode, ktorá by mohla zopakovať let celá, NASA pristúpila na prvú možnosť. To síce zmenšilo náklady na vývoj, ale vzrástli náklady na prevádzku takejto kozmickej lode. 
Vo finálnom návrhu sa space shuttle napokon skladal zo štyroch hlavných častí: z družicového stupňa (orbitera), ktorý bol jeho najzložitejšou súčasťou - niesol krídla, kabínu pre posádku, ako aj všetok náklad, z odhadzovacej nádrže ET (najväčší konštrukčný prvok), z ktorej sa do družicového stupňa počas štartu privádza palivo (kvapalný vodík a kyslík) a z dvojice štartovacích motorov SRB. Zatiaľčo orbiter a motory SRB boli znovupoužiteľné, pretože dokázali po splnení svojho účelu pristáť na Zemi (orbiter kĺzavým letom podobným pristávaniu lietadla;, SRB na padákoch), nádrž ET sa nedala znova použiť a pri každom lete zanikla zhorením v atmosfére. Orbiter bol pri návrate z kozmu chránený originálnym tepelným štítom, ktorý pozostáva z obrovského množstva navzájom veľmi tesne priliehajúcich žiaruvzdorných dlaždíc. Podobne ako počet štartov postupne klesali aj predstavy o počte použití každého orbitera. Pôvodné plány hovorili až o 500 letoch každého družicového stupňa, neskôr, po spresnení technických podmienok, poklesli na sto letov. Skutočnosť bola taká, že najväčší počet letov, ktoré kedy jeden orbiter absolvoval, bol 39.

Dodávatelia

26. júla 1972 NASA oznámila, že hlavným dodávateľom raketoplánu a výrobcom jeho družicového stupňa bude firma North American Avation (dnes North American Rockwell). Prvotný kontrakt počítal s výrobou piatich letuschopných exemplárov orbitera. Prvá misia sa mala uskutočniť v roku 1978, dva roky po dokončení prvého prototypu. North American Avation bola prostredníctvom svojej pobočky Rocketdyne aj dodávateľom hlavných motorov raketoplánu. Zmluvy na výrobu ďalších častí, u ktorých sa nepredpokladal taký zdĺhavý vývoj, NASA uzavrela až neskôr. Výrobu odhadzovacej nádrže s palivom označenej ako External Tank (ET) dostala firma Martin Marietta (dnes Lockheed Martin) a pomocné štartovacie motory vyrobila Morton Thiokol (dnes Alliant Systems). Detaily prvej koncepcie boli dokončené v októbri 1972. Práce na niektorých komponentoch dostali subdodávatelia, napríklad systém orbitálnych motorov Orbital Maneuvering System (OMS) dodal McDonnel Douglas. 
Požiadavka na viacnásobné použitie stroja je v programe Space Shuttle kľúčová. Prvé štúdie podcenili jej náročnosť. Raketoplán musel mať dlhodobo zaručenú mechanickú a tepelnú odolnosť počas namáhania pri štarte a pristátí. Projekt sa stával finančne veľmi náročným. nedarilo sa držať jeho vývojový harmonogram ani rozpočet.

Skúšobné prototypy

Jednotlivé exempláre raketoplánov sa označovali ako OV, čo bola skratka z Orbiter Vehicle, slovensky orbitálny letúň (orbiter). Po tomto označení nasledovala pomlčka a trojmiestne číslo. Prvá číslica označovala sériu: 0 neletuschopné exempláre a 1 letuschopné. Číslo 2 malo byť vyhradené pre raketoplány novej generácie, ktoré mali nahradiť existujúcu flotilu. Na prvý pohľad mali byť podobné orbiterom prvej generácie, ale vo vnútri mali mať celkom novú výbavu. 
Ďalšie dve číslice mali určovať poradové číslo konkrétneho stroja. Keďže však v programe nastávalo veľa zmien, tieto čísla nezodpovedali realite konečného zaradenia orbiterov. Pretože kým pôvodne neletuschopný exemplár OV-099 neskôr prebudovali na letuschopný Challenger, exempláre s označením OV-100 a OV-101 nikdy do kozmu neleteli. Maketa raketoplánu OV-100 dostala dodatočne meno Explorer. Bolo (na rozdiel od predošlej makety) možné vstúpiť do jej interiéru a slúžila na rozmerové testy pri výrobe nádrže ET.
17. septembra 1976 prebehlo slávnostné predstavenie prvého družicového stupňa raketoplánu (orbitera) a zároveň jeho odovzdanie NASA. Mal výrobné číslo OV-101 a dokončili ho v Downey (Kalifornia). Pôvodne mal byť pomenovaný Constitution (Ústava), ale na základe celonárodnej listovej kampane bol na nátlak fanúšikov televízneho seriálu Star Trek nakoniec pomenovaný Enterprise. Enterprise však ešte nebol určený na vesmírne lety, hoci neskôr sa uvažovalo o jeho prestavbe na letuschopný exemplár (ktorá sa ale nikdy neuskutočnila). K tomu mu chýbali niektoré dôležité prvky, napríklad motory SSME. Slúžil len na atmosférické skúšky pristávania, ktoré prebiehali tak, že ho špeciálne upravené lietadlo Shuttle Carrier Aircraft (STA) vynieslo do výšky okolo 10 km a potom sám kĺzavým letom pristával. Spočiatku, pri sledovaní základných aerodynamických vlastností, bol raketoplán počas celého letu pripevnený k lietadlu, niekedy ešte s aerodynamickým nástavcom na motorovej sekcii. Neskôr sa k testovacím letom na chrbte lietadla pridala posádka raketoplánu. 
Samostatné skúšobné lety niesli označenie Aproach and Landing Tests (ALT) a zúčastnili sa ich dve dvojčlenné posádky. Príprava posádok na let prebiehala v špeciálne upravenom lietadle Shuttle Training Aircraft (STA), v ktorom bolo miesto druhého (ľavého) pilota nahradené rovnakým riadením, aké je v raketopláne. Prvý samostatný let, pri ktorom STA uvoľnil Enterprise na samostatný let, sa uskutočnil 12. augusta 1977. Samostatné lety raketoplánu prebiehali s aerodynamickým nástavcom, ale aj bez neho. Prebiehali tiež skúšky transportu raketoplánu na chrbte STA na veľké vzdialenosti. Skúšobné lety s Enterprise skončili v roku 1977. Hoci tieto testy ukázali, že raketoplány sú schopné lietať v zemskej atmosfére a pristávať, objavili sa nové problémy a celý projekt sa dostával do časového sklzu. Kongres USA zamietol finančné prostriedky na stavbu piateho raketoplánu – ich flotila sa preto skladala len zo štyroch strojov. Hoci vedenie NASA znížené finančné prostriedky stále veľmi kritizovalo, napokon NASA musela vyškrtnúť zo zoznamu realizovaných plánov aj ďalšie položky, napríklad stavbu bezpečnostných bariér pozdĺž pristávacích dráh. 
V roku 1977 bola v Marshall Space Flight Center postavená maketa raketoplánu. Tento exemplár nebol schopný ani atmosférických letov - používal sa len na testovanie pozemných zariadení a prípravu personálu na práce so skutočnými raketoplánmi. Maketa raketoplánu dostala neskôr pomenovanie Pathfinder a v súčasnosti je vystavená v United States Space & Rocket Center.

Prípravné práce pre prvý štart

V roku 1978 sa na let začala pripravovať prvá dvojčlenná posádka, ktorú tvorili piloti John Watts Young a Robert Crippen. Prvý operačný raketoplán s menom Columbia dostala NASA až v marci 1979, čo však bol už prvý termín (hoci v tej dobe dávno neaktuálny) predpokladaného štartu. Pri skúšobnom lete lietadla STA s Columbiou na chrbte však niektoré z dlaždíc jej tepelnej ochrany opadli a poškodili niekoľko iných dlaždíc. Stroj sa následne musel dávať do poriadku a tak sa na Kennedyho vesmírne stredisko vydával s dvojtýždňovým oneskorením. Dorazil tam 24. marca, no vtedy ešte ani zďaleka nebol v letuschopnom stave. Chýbali mu ešte hlavné motory, pomocné generátory hydrauliky, palivové články, riadiace počítače, tepelná izolácia motorov a 7800 doštičiek tepelnej ochrany (iný zdroj uvádza až 30 000). Columbia bola pritom prvý stroj, ktorý mal byť vybavený motormi SSME a kompletnou tepelnou ochranou. Prvý dátum štartu bol stanovený na 31. marec 1980. V auguste 1979 dostala Columbia motory SSME, s ktorými boli dlho značné technické problémy. Prvou kompletnou a letuschopnou časťou raketoplánu boli motory SRB – dvojica raketových motorov na tuhé pohonné hmoty, ktoré sa z boku pripájajú k nádrži ET. Ich posledný test, po ktorom boli vyhlásené za letuschopné, prebehol 17. septembra 1979.

Problémy s tepelným štítom

V snahe ušetriť finančné prostriedky firma Rockwell najala na lepenie doštičiek tepelnej ochrany vysokoškolských študentov, ktorí však prácu vykonali nespoľahlivo. Niektoré doštičky sa museli strhnúť a znova prilepiť. Nasledujúceho roku sa kritériá na dynamickú pevnosť tepelného štítu zvýšili a tak bolo treba vymeniť ďalších 3400 doštičiek. Medzi nimi i také, ktoré už raz boli menené. Rekonštrukcia tepelného štítu si napokon vyžiadala celý rok a skončila sa až 16. novembra 1980. Až potom, 24. novembra, sa Columbia mohla presunúť do montážnej haly Vehicle Assembly Building (VAB), v ktorej bola pripojená k nádrži ET. K ET sa zase z oboch strán symetricky pripájajú motory SRB a celý tento komplex bol zostavený na mobilnom vypúšťacom zariadení Mobile Launcher platform (MLP). 29. decembra sa MPL aj so svojím nákladom vydal na sedemhodinovú cestu na štartovací komplex 39-A, kde boli zahájené záverečné skúšky. 
Už pred prvým štartom sa vyskytli obavy vyplývajúce z krehkosti dlaždíc, ktoré by mohli byť poškodené padajúcimi kusmi materiálu (najmä ľadu) pri štarte. Objavil sa dokonca návrh inšpekcie tepelného štítu pri prvom lete, ale návrh bol napokon zrušený s tým, že dlaždice zodpovedajú kritériám. Napokon, hoci z prvého a 26 ďalších letov sa Columbia bezpečne vrátila, sa obavy ukázali byť opodstatnené. Pri misii STS-107 v roku 2003 totiž dlaždice chrániace ľavé krídlo Columbie poškodil počas štartu kus izolačnej peny odpadnutej z nádrže ET. Poškodenie bolo také závažné, že Columbia sa pri návrate do atmosféry rozpadla a celá jej sedemčlenná posádka zahynula.

Prvé lety

Prvá misia v programe Space Shuttle mala označenie STS-1. Predchádzalo jej viac ako štvordňové odpočítavanie, pričom plánovaný dátum štartu bol 10. apríl 1981. Pre poruchu na jednom z riadiacich počítačov sa musel štart odložiť o dva dni. Columbia tak vzlietla na svoju prvú misiu 12. apríla 1981, čo bolo zároveň 20. výročie štartu prvého človeka do vesmíru. Misia STS-1 trvala dva dni a prebehla bez väčších komplikácií. Bol to prvý pilotovaný americký let od roku 1975, kedy sa skončil program Apollo.
Po bezproblémovom pristátí Columbie na Edwardsovej leteckej základni sa asi o pol roka vydala Columbia do vesmíru znova. Jej posádku tvoril veliteľ Joseph Henry Engle a pilot Richard Harrison Truly. Hoci let mal podľa plánu trvať 5 dní, napokon sa musel rapídne skrátiť na dva dni a šesť hodín, a bol dokonca o sedem minút kratší ako prvý testovací let. Dôvodom bol výpadok jednej z dvoch palubných batérií. Nasledovali ďalšie testovacie lety STS-3 a STS-4, stále s dvojčlennou posádkou. Až piata misia, STS-5 sa dala považovať za prvý operačný let, pretože počas nej boli z nákladového priestoru Columbie po prvýkrát vypustené dve družice. Posádka raketoplánu sa zároveň rozšírila na štyri osoby. 
Šiesty let raketoplánu do vesmíru už neabsolvovala Columbia, ale ďalší exemplár orbitera Challenger, ktorý bol odovzdaný NASA 30. júna 1982. Challenger bol pôvodne skonštruovaný len ako testovací stroj, čomu zodpovedá aj jeho označenie STA-099, ale NASA ho prestavala na plnohodnotný raketoplán. Challenger mal oproti Columbii malé konštrukčné rozdiely, vďaka čomu bola jeho prázdna hmotnosť o 1128 kg menšia. Na svoj prvý let odštartoval 4. apríla 1983. Challenger vypustil do vesmíru prvú družicu zo série Tracking and Data Relay Satellite (TDRS), ktoré uľahčovali komunikáciu raketoplánov so Zemou. Celkový počet vypustených družíc TDRS bol 9, ale nie všetky sa dostali do vesmíru v nákladovom priestore raketoplánu. Počas tejto misie sa vyskúšal aj prvý výstup astronautov z raketoplánu do otvoreného priestoru. O viac než rok neskôr absolvoval svoj prvý let aj tretí dokončený raketoplán OV-103 s menom Discovery a o ďalší rok aj OV-104 Atlantis. Od roku 1984 sa misie prestali označovať poradovým číslom, ale prešlo sa na zložitejší systém, ktorý však pretrval len dva roky, kým sa vrátilo k pôvodnému označeniu.

Účel misií

Okrem vypúšťania družíc na obežnú dráhu a ich opätovného zachytávania mal raketoplán veľkú úlohu pri vedeckom výskume. V niektorých misiách, ktoré možno označiť ako "vedecké", mal raketoplán vo svojom nákladovom priestore hermetizované laboratórium vyrábané špeciálne pre raketoplán. Starší model tohto laboratória bol Spacelab, novší Spacehab. V posádke raketoplánu, ktorá môže byť až sedemčlenná, sa v úlohe letových špecialistov nachádzali vedci a lekári. Cieľom výskumov bolo sledovanie procesov prebiehajúcich v bezváhovom stave a účinky bezváhového stavu na živé organizmy, ako aj sledovanie procesov prebiehajúcich na Zemi, v jej atmosfére, či v okolitom kozme. 
Ďalšou skupinou misií boli vojenské misie, ktoré prebiehali do roku 1986. Pri vojenských letoch išlo o vypúšťanie odpočúvacích či výstražných družíc.
Veľký význam mali raketoplány aj pri vynášaní kozmických sond na obežnú dráhu Zeme, skadiaľ sa potom prostredníctvom vlastných motorov vydali na cesty k iným planétam. Medziplanetárne sondy vypustené raketoplánom boli Magellan, Galileo a Ulysses.

Kozmodrómy programu

Pôvodné plány hovorili o tom, že raketoplán by mal byť schopný štartovať z dvoch kozmodrómov: Z Kennedyho vesmírneho strediska na (KSC) Floride a z kalifornského Vandenberg Air Force Base. V oboch prípadoch sa štartovacími rampami raketoplánu mali stať staršie rampy prebudované na účel programu Space Shuttle. V prípade Kennedyho strediska sa pre účely raketoplánu prebudoval štartovací komplex 39, z ktorého predtým štartovali rakety programu Apollo, kým vo Vandenberg AFB sa za týmto účelom prebudovávali rampy pre rakety Titan 3M (MOL). Na oboch základniach sa vybudovala tiež pristávacia dráha. Kým práce na Kennedyho stredisku úspešne prebehli až do konca, práce na Vandenberg AFB sa predražovali a dostávali do sklzu. Okrem bežných problémov financie narastali aj kvôli geografickým a klimatickým odlišnostiam Vandemberg AFB od KSC. Vzdialenosť montážnej budovy a obslužnej veže od štartovacej rampy je na Vandenberg AFB veľmi malá, čo vytváralo nutnosť posilniť ich ochranu proti akustickým, tlakovým a tepelným účinkom štartu. Zároveň sa predpokladala intenzívnejšia tvorba námrazy na nádrži ET, ako na východnejšom kozmodróme. V rámci úsporných opatrení sa postupne zrušila výstavba niektorých objektov plánovaných pre túto základňu. Úspešne sa podarilo ukončiť predĺženie dráhy mobilnej obslužnej veže a upraviť centrum pre riadenie štartu raketoplánov. Nádrž ET sa mala na kozmodróm prevážať špeciálnym plavidlom, do prístavu vzdialeného od miesta štartu asi 3,5 km, motory SRB sa mali prepravovať vlakom vo forme jednotlivých segmentov. 137 km východne od miesta predpokladaného štartu raketoplánov bolo zriadené aj stredisko na čistenie a demontáž motorov SRB vylovených po štarte z mora. Z tohto kozmodrómu mali štartovať prevažne vojenské lety. Napokon, po havárii raketoplánu Challenger v roku 1986, využívanie raketoplánu armádou skončilo a od plánu používať na štarty raketoplánov Vandenberg Air Force Base sa úplne upustilo. Jediným kozmodrómom, z ktorého lety programu Space Shuttle štartovali, teda zostal KSC.

90. roky

V 90. rokoch 20. storočia absolvovali raketoplány veľa úspešných misií, medzi ktoré patrí najmä vynesenie Hubbleovho vesmírneho ďalekohľadu na obežnú dráhu a jeho následná oprava. Ročne sa uskutočnilo približne 6-7 štartov. Nový orbiter Endeavour prvýkrát vzlietol 7. mája 1992, pričom cieľom jeho misie STS-49 bolo zachytiť družicu Intelsat-6, ktorá sa dostala na nesprávnu obežnú dráhu. 
V roku 1993 bol vyhlásený program Shuttle-Mir, čo bola dohoda o spolupráci medzi Ruskom a Spojenými štátmi vo výskume vesmíru. V rámci tohto programu raketoplány desaťkrát navštívili ruskú stanicu Mir, pričom v deviatich prípadoch sa s ňou aj spojili a podieľali sa na doprave zásob, výmene členov posádky a pri lete STS-74 raketoplán Atlantis doniesol Miru novú modul - Docking Module (DM). Najčastejšie sa na cestu k Miru vydával orbiter Atlantis. Naposledy navštívil raketoplán Mir v júni 1998 a o tri roky neskôr táto stanica riadene zanikla v zemskej atmosfére. Skúsenosti z misií k Miru boli dôležitou prípravou pre vybudovanie Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS).
Medzinárodná vesmírna stanica je spoločný projekt viacerých štátov, z ktorých niektoré vyrobili pre stanicu vlastný modul. Všetky americké aj zahraničné moduly okrem ruských vyniesli na stanicu práve space shuttle. Základom ISS bol ruský modul Zarja, ku ktorému raketoplán Endeavour v roku 1998 doviezol americký modul Unity. Podobne ako v prípade Miru, aj ISS raketoplány navštevovali aj za účelom zásobovania a zmeny posádky.
V roku 1999 raketoplán Columbia úspešne vyniesol na obežnú dráhu röntgenové observatórium Chandra, ktoré spolu s Hubblovým ďalekohľadom patrí medzi Veľké kozmické observatóriá.

Výstavba ISS

Koncom 20. storočia a na začiatku 21. storočia sa najčastejším cieľom letov raketoplánov stávala Medzinárodná vesmírna stanica ISS. Prvá takáto misia, STS-88, štartovala 4. decembra 1998. Raketoplán k nej dopravil a pripojil množstvo jej modulov, napríklad Destiny, Harmony, či trojdielne japonské laboratórium Kibó. Zároveň sa spolu s ruskými loďami Sojuz a Progress staral aj o zásobovanie a výmenu členov posádky. Dokázal tiež meniť výšku obežnej dráhy stanice. K stanici lietal raketoplán vždy so spojovacím uzlom ODS (Orbiter Docking System), ktorý umožňoval jeho hermetické spojenie so stanicou. Každý let bol spojený s niekoľkými výstupmi do otvoreného vesmíru, počas ktorých astronauti pracovali z vonkajšej strany stanice.

Zmeny po tragédii Columbie

Na začiatku 21. storočia mali misie raketoplánov k ISS prioritu. Misií s iným cieľom bolo podstatne menej a po roku 2000 sa im venoval už len raketoplán Columbia. Ten, pretože mal ako skúšobný prototyp najväčšiu hmotnosť, sa nemohol zatiaľ podieľať na výstavbe ISS, hoci do budúcnosti sa s jeho návštevami ISS počítalo. 
Všetky plány sa ale zmenili po misii STS-107, šestnásťdňovej vedeckej misii, ktorá skončila tragicky. Pri návrate do zemskej atmosféry sa raketoplán rozpadol a celá posádka zahynula. Lety raketoplánov boli, podobne ako po havárii Challengera, pozastavené, čo malo negatívny dopad aj na výstavbu Medzinárodnej vesmírnej stanice. Raketoplány aj pozemské zariadenia a personál opäť prešli celým radom úprav, testov a zdokonalení. Predovšetkým bola obmedzená možnosť odpadávania častíc z ET pri štarte, bol zdokonalený systém optického snímania štartu, a zlepšila sa schopnosť orbitera znášať nárazy od úlomkov. Program návratu raketoplánov do vesmíru bol nazvaný Return to Flight. Bezpečnosť posádok raketoplánu malo zlepšiť aj to, že až do ukončenia letov mali všetky stroje lietať len k ISS, kde by astronauti mohli v prípade poškodenia počkať do príletu záchrannej expedície. Neskôr vedenie NASA zmenilo rozhodnutie a povolilo jedinú výnimku, ktorou sa stala servisná misia STS-125 k Hubblovmu vesmírnemu ďalekohľadu. Počas tejto misie však bol na druhej štartovacej rampe pripravený raketoplán Endeavour, ktorý v prípade závažného problému mohol uskutočniť záchrannú misiu. Oprava ďalekohľadu napokon prebehla úspešne a záchranná misia nebola potrebná. 
V snahe ušetriť prostriedky NASA plánovala jeden z orbiterov, Atlantis, vyradiť z činnosti o dva roky skôr ako zvyšné dva. Napokon ale Atlantis zostal operačným raketoplánom a dokonca v dĺžke svojej aktívnej činnosti prekonal Endeavour o necelé dva mesiace a Discovery o viac ako štyri mesiace. 
Ukončenie letov raketoplánov sa plánovalo na rok 2010, napokon ale posledný z nich - Atlantis - vzlietol až 8. júla 2011. Misia s označením STS-135 bola výnimočná tým, že nakoľko bola posledná a nebolo k nej možné vyslať záchranný raketoplán, počet členov posádky aj ich fyziologické parametre boli zvolené tak, aby sa v prípade vážnej poruchy všetci mohli vrátiť na Zem z ISS v kozmickej lodi Sojuz. Misia STS-135 bola hlavne zásobovacia. Výstavba americkej časti stanice ISS skončila predposlednou misiou raketoplánu, STS-134, ktorú absolvoval Endeavour. STS-134 mala byť posledná v programe Space Shuttle, ale vyše polroka pred jej začiatkom bola schválená aj misia STS-135, pôvodne plánovaná len ako prípadná záchranná misia.
Náhradou za raketoplány by mali byť lode nového kozmického programu Constellation.