1980 г. В феврале проведено последнее, третье квалификационное испытание твердотопливного двигателя. Суммарное время огневых испытаний маршевых двигателей составило более 87,5 тыс. с, включая 7,5 тысяч работы двигателей в составе стендовой двигательной установки. Проведено 5 испытаний ступени стендового варианта. Велась подготовка орбитального корабля ОК-102 к полету. Завершились квалификационные испытания двигателей корабля. 29 декабря многоразовый транспортный космический корабль с подвесным топливным отсеком и твердотопливными ускорителями из здания вертикальной сборки был доставлен на стартовую площадку. В декабре были завершены сертификационные испытания маршевых двигателей общей продолжительностью до 5000 с.
1981 г. Проведено двенадцатое испытание стендовой R-ступени. 2 и 24 января проведены первые заправки бака жидкого водорода и бака кислорода. 29 января проведена заправка топливных баков реактивной системы орбитального корабля и маневрирование. 4 февраля начались серии пробных демонстраций предстартового отсчета. 20 февраля проведено предпусковое огневое испытание маршевой двигательной установки продолжительностью 20 с. 26 февраля начались контрольно-проверочные испытания по программе полета. С 11 марта - контрольные проверки. 12 апреля - первый пилотируемый полет орбитального корабля, названого "Колумбией", пилоты Дж.Янг и Р.Криплен. Второй полет "Колумбии" состоялся в ноябре, пилоты - Дж.Энгл и Р.Трули.
"Челнок" вступил в строй. Летные испытания или, как называют американские специалисты, экспериментальные полеты "Спейс Шаттла" завершились четырьмя запусками орбитального корабля "Колумбия".
В ходе опытных пусков были проверены системы стартово-посадочного комплекса и служб Центров управления пуском и управления полетом, а также сеть наземных станций связи и слежения. Пуски показали, что многоразовая система "Спейс Шаттл" практически готова к эксплуатации, несмотря на необходимость проведения дополнительных мероприятий и доработок для достижения некоторых проектных параметров, в частности по массовым характеристикам конструкции корабля и топливного отсека, максимальной массе выводимого на орбиту полезного груза.
В ноябре 1982 г. с пятого полета "Колумбии" началась эксплуатационная многоразовая космическая транспортная программа. Был составлен график использования "Спейс Шаттла" до сентября 1987 г. В апреле 1983 г. на орбиту вышел новый орбитальный самолет "Челленджер" (в переводе с английского challenge - вызов на соревнование, на дуэль...).
Советский Союз ответит на вызов через пять лет.
В декабре 1983 г. был выведен на орбиту в составе "Спейс Шаттла" лабораторный блок "Спейслэб". Космическая лаборатория разрабатывалась западно-европейскими странами, космическим агентством ЕСА (ESA) совместно с НАСА. Западная Европа поставляла матчасть космической лаборатории, а основная доля, примерно 90%, научной и экспериментальной аппаратуры, монтируемой в лаборатории, разрабатывалась и изготавливалась в США. Примерно такая же доля исследований и экспериментов приходится на НАСА, Министерство обороны и другие организации США. В составе экипажа "Колумбии" с лабораторией на борту был космонавт ФРГ. Позднее флот челноков пополнился новыми кораблями - "Дискавери" и "Атлантис". "Индевор" придет на замену трагически погибшему в январе 1986 г. "Челленджеру".
Исключительный интерес представляют одиннадцатый, четырнадцатый и двадцатый полеты. В ходе четырнадцатого полета были сняты с орбиты и возвращены на Землю для восстановительного ремонта и последующего запуска два спутника связи, выведенные на нерасчетные орбиты при десятом полете МТКК. А в одиннадцатом и двадцатом полетах проведен ремонт на орбите научно-исследовательского искусственного спутника Земли для изучения солнечной активности "СММ" и спутника военной связи ВМС США "Лисат-3".
Впечатляющим событием стали ремонтные работы на космическом телескопе "Хаббл", которые проводились в несколько приемов. В декабре 1993 г., например, экипаж космического челнока "Индевор" провел замену двух блоков гироскопов системы наведения телескопа, двух панелей солнечной батареи новыми, установил новую широкоугольную камеру и два магнитометра, новые блоки памяти электронно-вычислительной машины аппарата, отремонтировал источники питания спектрометра.