貨艙的上部可以像蚌殼一樣張開。與貨艙相連的還有加拿大製造的遙控機械臂，用於施放、回收人造地球衛星和探測器等航天器。

在貨艙中也可用上面級火箭將航天器發射到更高的軌道。在貨艙中還可對回收的航天器進行修理。

它的後段有垂直尾翼、三臺主發動機和兩臺軌道機動發動機。主發動機在起飛時工作，它使用外掛燃料箱中的推進劑。每臺可產生1668千牛的推力。

在軌道器中段和後段外兩側是機翼。在軌道器的頭部和機翼前緣，貼有約2萬塊防熱瓦，保護軌道器在回返時不被氣動加熱產生的600－1500℃的高溫所燒燬。在軌道器的頭錐部和尾部內，還有用於輕微軌道調整的小發動機，共44臺。

軌道飛行器主要引數：外掛燃料箱，簡稱外貯箱。長46.2米，直徑8.25米，能裝700多噸液氫液氧推進劑，它與軌道器相連。

外貯箱分為液氫箱和液氧箱兩部分。液氧箱在前部，約佔外貯箱體積的1/4，容積為552立方米，可加註液氧604.195噸，可加壓到20-22磅/平方英寸。

液氫箱在後部，兩者之間有一小段隔艙。液氫箱容積為1523立方米，可裝液氫101.606噸，可加壓到32-34磅/平方英寸。兩箱都備有通風管和放氣孔以供載入、增壓和解除安裝用。

固體火箭助推器共兩臺，連線在外貯箱兩側上，長45米，直徑約3.6米，每枚可產生15682千牛的推力，承擔太空梭起飛時80%的推力。

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