航天飞机是美国第5类载人航天器，1969年由美国航空航天局提出计划，1972年美国政府正式批准，是美国刃年代航天活动重点，计划在80年代初发射。从已发射成功的航天飞机来看，它能垂直起飞，水平着陆（就是像普通飞机那样在机场着陆），在近地轨道飞行，乘载6～8人，并配有各种科学实验装置，可进行太空物理、化学和医学生物学的种种实验，也进行过产品加工技术实验。是一种可重复使用的载人航天器。
这个载人航天器的宇航员是美国1978年第8批到1985年第11批选出的，共84人，其中有13名妇女。加上以前选出的在职宇航员，前后有100余名接受了航天飞机飞行计划的训练。
一般性基础训练：虽然参加受训的宇航员都具有学位和基础科学、工程技术的一般水平，但仍要进一步学习气象学、天文学、天体物理学、导航和制导以及计算机科学基础课目。
每天仍然要安排一些体育锻炼，锻炼的形式是多样化的，一样也不能缺少。在熟悉一般航天环境和对航天特殊环境的适应性和耐受性训练方面，也占去相当长的时间。为熟悉和耐受失重环境，在改型的大飞机上进行抛物线飞行，在短期失重期间进行饮水、进食和使用各种装备的动作训练。
与前几个载人航天型号一样，受训的宇航员要参加航天飞机整个系统的研制与测试工作，参与航天飞机的有效载荷设计。要求宇航员（机长、驾驶员和飞行任务专家）参加美国航空航天局各航天中心以及各承包工厂的各种技术会议，以了解并掌握航天飞机研制过程中不断改进和变化了的情况。
特殊飞行训练：美国航天飞机宇航员的特殊飞行训练也是在飞行模拟器和高性能飞机上进行的。航天飞机的飞行模拟训练器是在以往载人航天模拟器基础上发展起来的，主要的航天飞机模拟器外形好像一个大木箱，安装在一组液压起重台上，可做6个自由度的运动。飞行模拟器可以模拟航天飞机飞行中各个飞行阶段的动作，甚至可以模拟航天飞机垂直起飞状态。和其它飞行模拟器一样，在内部安装有各种显示装置、观察活动屏幕和观察舷窗。
在训练中可使受训宇航员真的像坐在航天飞机内一样，反复训练有关程序和动作。另一个训练模拟器由静态的全尺寸飞行控制平台和载人舱体组成。受训宇航员可在训练器上进行出舱活动，如出入舱门、舱外作业、物品存贮、废物处理、设备维修、穿脱航天服装等技巧训练。为了模拟真实，把模拟训练器放在大水池中，宇航员在浮力（即类似失重状态）下进行各种训练活动。此外还有遥控机械手系统模拟训练器，它由航天飞机的后舱驾驶室和有效载荷舱的模拟装置组成，安装有实际操纵的机械手，在这个训练器上训练飞行专家宇航员在太空轨道上施放和回收卫星的作业，还要掌握货舱中摄像机操作技巧。在训练中，需多次驾驶高性能喷气机训练，因为虽然在模拟训练器的全程飞行训练中，多次练习起飞、返回、水平着陆动作，但不如在高性能喷气机上真正驾驶它着陆更有真实感。承担航天飞机驾驶员职务的宇航员更要多次进行这方面的训练。
科学实验及其实验数据收集的训练：虽然这是载荷专家的主要任务，但对全机的航天人员来说，也要熟悉与掌握这类情况。训练中要与地面控制与指挥中心的工作人员联合行动，以便取得更佳的训练效果。整个训练一般要用3～4年时间，即使是宇航员老手也不例外。如美国的航天英雄约翰·杨，他开始接受航天飞机的全面训练是在1978年1月，尽管他已是4次进入队太空（其中有1次绕月球飞行和1次登月，并在月球上作业71小时）的航天老手了，仍要接受体力、智力、飞行生理和基础理论等常规训练和飞行特殊任务训练。杨说自己“每周有2S小时的航空、航天和天文方面的课程，还要熟读长达21卷不断改动的航天飞机手册。”尽管他已有12000小时的飞机飞行经验，但为了体验巨型飞机的飞行器感受，他还是抽出许多时间去驾驶装有反向推力器和横压发生器的墨西哥I型飞机反复进行练习。为了熟悉航天飞机上的5台计算机和各种仪表、开关和飞行程序，他曾在航天飞机模拟训练器练习过1200多小时。杨于1981年4月担任美国第1架航天飞机的机长第5次进入太空，以后还担任过航天飞机的机长，他是载人航天史上进入太空次数最多的一名宇航员。他现在是美国航空航天局宇航员办公室主任、休斯敦约翰逊载人航天中心管理主任。
载荷专家的训练
载荷专家的训练是非职业性宇航员的训练，是搭乘航天飞机的航天乘客的训练问题。所谓载荷专家是在航天飞机上作科学实验或进行其它作业的航天人员。已经乘载航天飞机的载荷专家有两部分人，一部分是美国非职业性宇航员（即进入太空作科学实验的科学家、工程技术人员）和其它国家搭乘美国航天飞机进入太空的科技人员；另一部分是欧洲航天局所属各国在他们研制的空间实验室内作科学实验的载荷专家，因为欧洲航天局研制的空间实验室（包括欧洲航天局所属各国的宇航员在内）是要搭载美国航天飞机进入太空的。为什么要这样分类？因为空间实验室载荷大，又要求载荷专家执行他以前几乎没有经验的科学活动，所以需要进行大量与实验有关的训练，训练的时间一般规定为2年。而美国及其它各国载荷专家的训练，则由于航天飞机的载荷比空间实验室少，实验大部分又是单项的，训练的时间要相对短一些一般规定为1年。如果这部分人是根据太空载荷任务选出的，除自己所熟悉的本专业科学实验外，对其它载荷任务也不完全陌生，则进行与实验有关的训练时间也相对减少，一般在飞年之内就可完成训练任务，据说这部分人进入太空作科学实验的成功率还较高。
载荷专家的训练项目一般分为：与飞行任务有关的训练，主要指与太空科学实验有关的训练内容；与飞行任务“无关”的训练项目，这部分内容主要是航天飞行本身的、需要被载荷专家了解的项目，即进入太空的人必须了解的航天环境和航天知识的训练，也就是前几节所说的“一般性训练”。
对载荷专家飞行任务训练的总要求是，要把太空科学实验的每个项目的操作方法、使用的设备仪器了解清楚，训练有素，还要深入熟悉与其有关的学科实验的特殊目的和技术水平，熟悉科学实验中的人-机界面、故障维修技术。要在地面上训练数据处理、收集、分析、手动操作指令和数据管理系统的界面等情况。除集体联合训练外，主要是以单个训练为主。每项技术训练不少于15小时。这些训练项目除在实验室进外，主要是在航天飞机各种模拟器里进行训练。
载荷专家所进行的航天一般训练中，除体质训练、航天知识和有关的基础理论学习外，也要作一些航天特殊环境的“考验”，在飞行模拟器中进行飞行体验。只是比专职宇航员的训练时间要短，次数要少而已。下面是美国航空航天局休斯敦约翰逊载人航天中心，载荷专家联络办公室1985年10月所制定的有关训练内容、时间与程序。
输送载荷专家的部门或国家（对美国航空航天局来说是主顾）负责把准备乘美国航天飞机的载荷专家选拔出来，之后和美国航空航天局载荷专家服务处具体制定训练计划。
在发射前24个月：
载荷主顾与美国航空航天局商讨载荷专家的实验内容、项目及相应的训练计划。首先是主顾部门或国家向美国航空航天局递交全部有关载荷专家的文件、申请搭乘航天飞机的申请书并介绍情况。航空航天局接受申请后，邀请载荷主顾访问航空航天局总部及约翰逊载人航天中心，介绍有关载荷专家的全部政策和指导方针，向主顾提交全部有关文件。初步制订训练及工作计划之后，主顾部门或国家则根据自己的想法训练载荷专家，特别是欧洲航天局空间实验室的载荷专家，要针对飞行任务进行。
在发射前13个月：
载荷主顾向美国航空航天局总部载荷专家服务处提出将要参加飞行的具体载荷专家的名单，最多不能超过3个人。并提供载荷专家的初步医学检查资料和航天飞机上做实验的内容，说明其计划进程和载荷专家的训练情况。
发射前12个月：
被指定的载荷专家到约翰逊载人航天中心报到，接受医学复查和航天环境适应性测试，并作出可行性的评价。此时载荷主顾与约翰逊中心的负责人则进一步商讨载荷专家的具体训练计划及实施办法，并开始训练。训练内容主要是与飞行任务有关的科学实验项目，地点仍在主顾部门和所在国。
发射前7个月：
载荷主顾与约翰逊载人航天中心最后商讨确定后6个月的训练计划，载荷专家与当次飞行的职业宇航员，指令长（机长）会晤，并商讨飞行期间的合作及职责。
发射前6个月：
载荷专家开始利用约翰逊中心提供的材料和训练设备，自学有关飞行任务知识和部分项目，必要时可在约翰逊中心集中训练1周。
发射前5个月：
最后确定的、在航天飞机上作科学实验的操作程序和时间限要求一并编人本次飞行的操作程序之中。
发射前3个月：
载荷专家与当次飞行的职业宇航员集中一起，共同进行飞行特定训练。要在航天飞机的全程序飞行模拟器和特种设备上进行特定飞行任务训练和实验实施训练等等。在此训练时间，宇航员基本已与外界隔绝，除特殊批准外，任何人不准与外界接触。
发射前1个月：
除进一步训练外，可安排一次记者招待会和新闻采访活动。在发射前1周，将载荷专家集中到肯尼迪航天中心的发射场进一步隔离，作最后的飞行前检查和健康稳定性试验。等待发射。
意外状态下宇航员的动作训练
所谓意外状态，也称应急状况，是临时发生的事先没有预料到，或不能预料到的状况。
航天设备，包括运载火箭、空间站和航天飞机等，虽然都是经过精心设计、精心制造的高科技产品，但不可避免地也会出现这样那样的危急情况。如果宇航员不能果断正确的处理各种意外情况，就可能造成巨大的损失。所以在对宇航员的训练中，除进行前述的各种训练外，有必要对宇航员进行意外状况下的动作训练，使他们有能力应付各种各样的意外情况。
1.训练的任务：意外（应急）状态下宇航员动作的训练，是训练宇航员完成航天大纲的统一教练过程的不可分割的组成部分。训练的任务是：
培养宇航员发现、判断和摆脱意外（应急）状态的高度职业素质；使乘员组在应急状态不利因素影响的条件下获得高效率的活动技能；确保宇航员对应急状态不利因素影响的生理、心理适应能力。
掌握急救知识、才能和技巧。
训练的特点是指训练教练选定的有限意外状态下的动作，但要以此为基础完成训练课目，而且训练的最终目的是使学员具备全部职业素质，以便确保航天器乘员组在任何可能意外状态下能可靠而有效地活动。善于处理任何意外状态是航天飞行“应会”课程的主要组成部分，其含义是在任何意想不到会发生的状态下善于坚定而富有创造性地运用已掌握的全部知识和技能来解决飞行大纲的问题。
2.训练阶段：要达到意外（应急）状态下宇航员动作训练的最终目标，必须循序渐进地通过一系列训练阶段（每个阶段以一定的中间目标为特征），直到完成全部航天训练大纲。
3.训练的原则：要达到意外（应急）状态下宇航员训练的基本目标和完成其规定任务，必须采用一整套宇航员训练设施或设备及各种实物模型（模拟设备），同时应遵循下述原则：
1）综合利用现有的宇航员训练设施，以便能全部复现（模拟）意外，（应急）状态下航天器乘员组活动的条件和要素。
2）根据每种现有宇航员训练设施的效能将意外（应急）状态下乘员组动作模拟过程及模拟中影响乘员组的全部因素分解成单个要素，以便下一步能使用必要训练设施充分模拟这些要素。
3）保证意外（应急）状态及其影响一切人体分析器的全部因素的信息模型和动态模型最大限度地符合真实。
4）增加可在宇航员训练设施上模拟的意外（应急）状态数量，以便尽可能多地模拟不同性质的意外状态。
5）保证在宇航员训练设施上输人或改变意外（应急）状态发展进程的模拟过程的可达性（可控性）。
意外（应急）状态下宇航员动作训练，须利用能模拟这些状态及其伴生不利因素的多种不同方法。
所有训练阶段的学习对象都是意外（应急）状态，都具有各种不确定性，都需要通过理论学习、实习和训练予以解决。
普通航天“游客”的训练
经过美国航空航天局的精心挑选和安排，已有几名非职业性宇航员，也不是载荷专家参加了航天训练，并已经进入太空。所谓“游客”也有条件，首先是按规定符合美国航空航天局所制定的身体Ⅲ级标准。再就是出于政治与宣传的目的。有2名中学女教师参加了航天训练，其中1名已乘航天飞机升空，因事故同其它乘员一起死亡。女教师被批准进入太空，主要是出于宣传方面的考虑，当然也是真正航天游客进入太空的开始。
美国对航天游客的训练，时间安排在发射前半年内进行，采用集中与分散相结合的方法。首先要他们阅读航天飞机工作手册，这个长达21卷的手册包罗万象，其中记载着航天飞机各方面的情况、系统知识以及管理制度，航天游客从中可以了解到航天飞机的一般性能特点，了解机舱内各种灯光和形式多样的开关机构，熟悉乘员所用的各种各样生活设备的使用知识，学习在失重状态下如何吃饭、睡觉、运动和如何使用仪器设备。
