El transbordador espacial (Space Shuttle en inglés) de la NASA, llamado oficialmente Space Transportation System, fue el único vehículo espacial utilizado para el transporte de astronautas por parte de los Estados Unidos entre 1981 y 2011. Lo más destacable de él es que era parcialmente reutilizable. Desde el despegue de la primera misión del transbordador espacial (STS-1) lanzada el 12 de abril de 1981, estas naves se utilizaron para el transporte de grandes cargas hacia varias órbitas, para el abastecimiento y colocación de módulos orbitales en la Estación Espacial Internacional (ISS) y para realizar misiones de mantenimiento (como por ejemplo en el Telescopio espacial Hubble).
Un uso que, inicialmente, se les preveía pero que no se llegó a llevar a cabo, era el de traer satélites de vuelta a la Tierra para ser reparados. El vehículo estaba programado inicialmente para realizar aproximadamente 100 vuelos. En enero de 1986, un impactante accidente del Challenger en el que murieron sus siete tripulantes, detuvo dos años el programa de lanzamientos.
Igualmente, tras el desastre del Columbia en 2003, no hubo más vuelos en los siguientes dos años. En enero de 2004 la NASA anunció que retiraría la flota entera de transbordadores y los sustituiría en 2010. Después de más de dos años de suspensión, el 26 de julio de 2005 el Discovery reanudó las operaciones con la Estación Espacial Internacional (ISS) para la transferencia de material y abastecimiento.
En la reentrada a la Tierra hubo problemas técnicos con el seguimiento de la nave a causa del mal tiempo sucedido el 9 de agosto. Según el entonces presidente estadounidense George W. Bush el 14 de enero de 2004, el uso del transbordador espacial sería concentrado totalmente en el ensamblaje de la ISS hasta 2010, año en el cual tendría que ser sustituido por el vehículo Orión, en aquel momento en fase de desarrollo y actualmente abandonado.
El último lanzamiento de un transbordador se produjo el 8 de julio de 2011, en la misión STS-135, tras lo que el programa se dio por cancelado.
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