空天飛機的結構材料要求很高。在飛行時，它頭部和機翼前緣的表麵溫度可達2760℃。這樣，像航天飛機上的防熱瓦塊式外衣，就不再適用了。科學家們研製了一種新型複合材料來代替，並且在一些特殊部位采用新型冷卻裝置，避免了高溫的傷害。
空天飛機最大優點是運輸費用隻有航天飛機的十分之一，並且不需要規模龐大、設備複雜的航天發射場。空天飛機完成一次飛行後，經過一星期的維護就能再次起飛。人們可以像坐飛機一樣進行宇宙旅行。即使不上太空，乘坐它去大洋彼岸看望朋友也很方便。
5．通向宇宙的“電梯”
航天飛機出現後，人要離開地球去太空就方便多了。不過，用航天飛機運輸，每100克貨物約需1500美元。這實在太貴了。科學家從聳入雲霄的鐵塔和摩天大樓中的高速電梯得到啟示，設想建造一個具有同步衛星高度的鐵塔，在塔中安裝高速電梯，那麼人們就可以隨意往返於太空和地球之間了。然而，這僅是一個設想。
這樣的高塔要有3.58萬公裏高，為了保持塔身的穩定，使其不被自己的重量所壓彎，塔底麵積至少得占地40萬平方公裏，相當於20個北京市，這是難以做到的。
科學家們沒有放棄他們的設想，他們改變了一下思維的角度，提出了建造一個從同步衛星往下延伸的“倒塔”的主意。
他們設想從衛星上掛下一個梯子，通到地麵。這個從天而降的梯子長達3.58萬公裏。
如果衛星帶著這樣一個又長又重的梯子，在地球引力（即重力）的作用下，會連同梯子一起掉下來。如何使這個“下天梯”以及衛星懸在空中呢？必須再從衛星向上建造一個“上天梯”，當上天梯的高度達到10.8萬公裏的時候，它所受的向上的力就同下天梯所受向下的力大小相等，互相平衡，衛星就不會掉下來，這個太空天梯便懸掛在空中了。
建造這種太空天梯，需要先在地球同步軌道上，即距赤道3.6萬公裏的高空建一個大型航天站，然後從航天站開始，分別向兩頭鋪設天梯。上下天梯的鋪設必須同時進行。每鋪設500或1000公裏，連接一個飛船或衛星，再繼續鋪設下去。
空中天梯並不是真正的梯子，它是一種不密封的通行電梯的管道。管道的四壁用電磁材料組成，利用電磁力推動電梯克服重力上升。電源由衛星太陽能發電站供給。電梯是一個很大的密封車箱，可以乘人、運貨，整個的衛星和飛船也可以裝在裏麵。電梯上升的同時，跟隨大梯一起繞地球轉動，越升高，重力越小，上升就越省力。當電梯帶著人返回地麵時，它靠重力作用自動下降，隻消耗很少的電能。
6．飛向火星
自從1969年7月21日格林威治時間3時51分，美國宇航員阿姆斯特朗乘“阿波羅”11號飛船登上月球成功以後，人類又開始了向與地球最相似的行星——火星前進了。
1964年11月5日，美國發射了“水手”4號，它是人類第一個發射成功的火星探測器。
1971年5月10日，美國發射的“水手”9號，成為第一個環繞火星運行的人造天體。
1976年，比“水手”號更出色的“海盜”1號、“海盜”2號在火星上著陸了。傳來的消息告訴人類，在目前的條件下，火星上任何時候都不大可能存在液態水，不過火星大氣中水蒸汽的含量大大超過了預料。“海盜號”還破天荒地在火星上發現了少量的氮——對生命而言，這是至關重要的元素。
人類要登上火星還有許多問題需要解決。離開地球到月球去，不過幾天時間，而到火星，航行單程就需要200—300天，往返需要600多天。在長時間失重條件下，宇航員如何保持身體健康是相當重要的。火星飛船要攜帶長時期宇航員所需要的水、氧氣、食品、燃料等，再加上飛船自身的重量，可達1500噸，這樣重的飛船在地麵用火箭發射是很難想象的。
解決這個問題的辦法之一是建立永久性的航天飛機逐次送到航天站，在航天站，把在地球上製造好的火星飛船模塊、構件以及食品、燃料等，由航天站內組裝好火星飛船，再從這裏把它發射出去。另一種辦法是設法把火星飛船變為一個封閉的小天地，建成一個閉合的生態係統，猶如我們地球的生物圈一樣，能進行自然的物質循環，製造氧氣、水、食物等，以大大減少火星飛船上宇航員生活給養的負荷。