Anche gli OMS sono progettati per poter compiere circa 100 missioni. Per ultimi troviamo i piccoli motori di manovra chiamati RCS (Reaction Control System, sistema di controllo a reazione) , sono una quarantina e sono posti nel muso e nella coda dell’orbiter e servono per tutte le manovre più precise e delicate compresi i randez-vous.La struttura della navetta è divisa in cinque sezioni principali: una è la parte anteriore che ospita la zona abitata dagli astronauti, poi c’è la parte intermedia costituita dall’enorme stiva di carico coperta da due portelloni apribili e nella zona posteriore i cinque motori (3 SSME e 2 OMS). A questo va poi aggiunto il timone verticale e le due tozze ali a delta.

La navetta non potrebbe resistere al calore sviluppato al momento del rientro con l’attrito dell’atmosfera e quindi tutto il suo scafo è rivestito da migliaia di mattonelle in materiale siliceo. Solo con questo modo si è riusciti a far si che l’orbiter riesca a sopravvivere ai circa 1500° centigradi che raggiungono alcuni suoi punti dello scafo al rientro.

A bordo l’energia necessaria per manovrare le valvole dei motori, far uscire i carrelli, muovere le superfici aerodinamiche viene fornita da tre unità che usano l’idrazina e sono chiamate APU mentre i computer, il braccio robotizzato e tutta l’energia elettrica di cui c’è bisogno a bordo viene fornita da tre celle a combustibile che funzionano grazie ad una reazione chimica e danno come sottoprodotto acqua che può essere bevuta dagli astronauti. Sono ben cinque i computer di bordo che permettono di poter controllare questa straordinaria macchina ed anche con uno solo funzionante il rientro a Terra è possibile. Le comunicazioni radio con la navetta vengono tenute, oltre che dalla rete fissa a Terra di antenne, anche grazie ai satelliti TDRS posti in orbita geostazionaria a 36.000 chilometri dal pianeta e permettono di poter essere in contatto costantemente.

Profilo di una missione – L’orbiter viene portato, dopo il rientro, nell’OPF (Orbiter Processing Facility, edificio in cui viene controllato e preparato per la nuova missione) e poi trasferito nell’enorme edificio, il VAB (Vertical Assembly Building), in cui venivano assemblati i giganteschi vettori Saturno. Qui viene posto in posizione verticale ed unito al serbatoio esterno ed ai due booster. A questo punto comincia il viaggio verso la rampa utilizzando un gigantesco trattore e dopo 24 ore di countdown avviene il lancio. A T-3 secondi si accendono gli SSME ed a T-0 i due SRB. Lo shuttle decolla e dopo un breve tratto verticale inclina la sua traiettoria ed arrivato a 50 chilometri e trascorsi due minuti e 24 secondi dal lancio i due SRB si distaccano ricadendo nell’Oceano Atlantico a 260 chilometri dalla base di lancio appesi a tre giganteschi paracadute. La navetta con la sua grande riserva di propellente prosegue la sua corsa ed allo scadere degli otto minuti e 39 secondi spegne i tre SSME e sgancia l’ET. A questo punto l’orbiter viaggia a 28.000 chilometri l’ora e due accensioni di un minuto dei due OMS permetteranno di rendere l’orbita circolare ed una quota fra i 250 e 500 chilometri a seconda della missione. A questo punto i due grandi portelloni della stiva vengono aperti permettendo ai radiatori posti su di essi di raffreddare i vari componenti elettronici della navetta e per esporre il carico utile, che può essere composto da satelliti da immettere in orbita o esperimenti, al vuoto dello spazio.

Il vano di carico dello shuttle è lungo 18 metri e largo 5 e può trasportare un carico fino a 30 tonnellate di peso. La permanenza in orbita può prolungarsi fino a 20 giorni, se necessario, anche se una missione media dura di solito sui 7/9 giorni . Una volta terminata la missione il vano di carico viene richiuso e la navetta viene orientata con la coda verso il senso di marcia e per poco più di due minuti vengono azionati i due motori OMS. In tal modo, generando una reazione contraria alla normale direzione di volo, lo shuttle rallenta la sua corsa di circa trecento chilometri orari. Prevalendo la forza di gravità il veicolo si abbassa, esce dall’orbita ed inizia il tragitto verso la base di atterraggio. Ritornato nella posizione normale con la prua in avanti e leggermente sollevata così mantenuta dai piccoli motori d’assetto RCS sino ad una quota di 120 chilometri.

Qui inizia la seconda fase del rientro, la più difficile per certi aspetti, perché è a tale altezza che inizia "ufficialmente" l’atmosfera. La navetta volando alla velocità di 28 mila chilometri orari possiede una grande energia. Incontrando quindi gli strati atmosferici a tale velocità, la resistenza aerodinamica che si sviluppa è altissima e si trasforma in calore, che può raggiungere la temperatura di 1540° centigradi in alcuni punti dello scafo.

La ionizzazione dell’aria crea uno scudo intorno alla navetta che impedisce il collegamento radio per circa 12 minuti. Quando esce dal silenzio radio lo shuttle è a circa 12 minuti dall’atterraggio (touchdown) e ad un’altezza di 55 chilometri, a 885 dalla pista e vola alla velocità di 13 mila chilometri orari. Una serie di ampie virate ad otto riescono a ridurre la velocità però lo shuttle scende ancora a circa 3000 metri al minuto e con un’inclinazione del muso verso l’alto di circa 20°. Quattordici secondi prima di toccare la pista scendono i carrelli e finalmente lo shuttle atterra ad una velocità di circa 350 chilometri orari e dopo pochi secondi si apre un paracadute che lo frena ulteriormente. Dopo circa 3000 metri di pista la navetta è ferma, il volo spaziale terminato.