7.2.1 轨道器
轨道器是可以再用的有翼“太空飞机”，搭载乘员和有效载荷进入地球轨道，进行在轨操作，然后再入大气，像滑翔机一样着陆。
航天飞机轨道器由乘员舱、载荷舱、主发动机、轨道操作系统发动机、反应控制系统和各种翼面组成。乘员舱内大气为氮氧混合气体。典型轨道器长34米，高17米，从翼尖到翼尖宽度27米。翼面后缘的4个副翼、垂直安定面后缘的方向舵和机身上的襟翼用于再入大气时控制轨道器。
图7-4 航天飞机轨道器
虽然整个发动机结构由钛合金制成，但是轨道器结构主要是铝合金。轨道器外面覆盖防热系统，防止从太空-121ºC到再入大气时的1649ºC的温度变化。窗户由硅酸铝玻璃和熔融石英玻璃做成，构成内部压力面和外部防热面。
轨道器可以携带2到8人，逗留太空10到14天。轨道器上大部分空间用于安置有效载荷，有效载荷达23，426公斤。
乘员舱
乘员舱包括三层：飞行层、中间层和底层。最上面是飞行层，前面是指挥员，驾驶员，其后是2个任务专家。飞行层下面是中间层，有3个位置，为其余乘员所用。厨房、卫生间、卧室、储藏柜和进出轨道器的边门也在中间层。此外，中间层还有气塞舱门。气塞舱还有另外舱门通往载荷舱。气塞舱可容纳2到3名航天员穿脱舱外活动航天服，可以减压和增压。底层除了二氧化碳清洁系统外，还安放空气和水容器。
载荷舱
轨道器有一个18×4.6米的载荷舱，占据大部分机身空间。载荷舱门里面装有散热片，当航天飞机在轨道飞行时，舱门要打开，以便控制舱内热量。如果门不能打开，轨道器必须在8小时内返回地球。热量控制也可以通过调整轨道器和太阳朝向实现。载荷舱内有遥控操作系统，叫加拿大臂，是一种抓取和安放机器手。3个燃料电池安放在载荷舱下，它们消耗携带的液氧和液氢，提供从发射到着陆航天飞机所需电能。(https://www.daowen.com)
主发动机
轨道器主发动机是可再用液体火箭发动机，由洛克达因公司制造。每个轨道器有3台主发动机，位于轨道器后部，呈三角分布。主发动机推进剂来自外挂油箱，使用液氢和液氧低温燃料。主发动机和固体火箭一起用于上升阶段，有时还用于轨道操作。
在升空时，每台主发动机提供1.8MN推力。每台主发动重约3.2吨。发动机推力在65%到109%范围变化。这些发动机是轨道器最复杂最危险部件。没有这些发动机的100%推力，轨道器无法进入轨道。上升期3台主发动机可以上下摆动10.5度，左右摆动8.5度，用于改变推力方向，控制轨道器。每次飞行后3台主发动机必须从轨道器卸下，检查、翻修，准备以后飞行。
轨道操作系统发动机
在轨道飞行期间，航天员要经常改变航天飞机轨道，这由轨道操作系统发动机完成。航天飞机轨道操作系统包括2台AJ10-190发动机，分别安放在轨道器后部垂直安定面二侧的吊舱内。发动机使用一甲肼和四氧化二氮自燃燃料，有推力27KN，用于轨道插入、圆化、变轨、会合、退出和夭折操作。轨道操作系统可以执行100次任务，1000次启动，以及15小时燃烧。在起动轨道操作系统前，驾驶员必须首先用反应控制系统调整航天飞机，保证推力方向正确。
反应控制系统
反应控制系统用喷射装置提供反推力，以达到改变航天器姿态和使航天器平移。反推力系统由数个在航天器质心对称位置的四向喷口和控制器构成。这些四向喷口能朝各自的四个方向少量喷射。不同喷口的不同喷射力度组合能使航天器绕三轴旋转和平移。
航天飞机通过反应控制系统操纵航天飞机的俯仰、滚动、偏航和平移，改变航天飞机姿态。这里滚动指轨道器围绕纵轴线转动，纵轴线是一根从机头到机尾的想象线。俯仰指轨道器围绕横轴线转动，横轴线是一根从翼尖到翼尖的想象线。偏航指轨道器围绕垂直线转动，垂直线从载荷舱顶到底的想象线。在无重力情况，一个旋转物体绕质心旋动。
航天飞机反应控制系统由44个小型液体燃料火箭推进器组成，其中头部有14个和2个游标火箭推进器。后部火箭推进器在两个轨道机动系统吊舱内，其中每个舱内包括12个和2个游标发动机。反应控制系统小火箭的燃料也是自燃推进剂一甲肼/四氧化氮。
后机身还有3个辅助涡轮泵动力源，用于提供液压系统压力、摆动3个主发动机、控制翼面和收放起落架。