长期的测控飞行经验已经显示出另一个问题：控制飞船上的系统已经证明是极其单调的。由于疲劳，测控专家们的注意力会平稳地减弱，随着时间进程自动系统性能分析中断，并使信息失真（2个或3个参数出问题）。为了防止这些，必须采取专门措施。在一个系统中模拟的这种故障功能自动传送给监督者。一个专门训练小组观察责任专家对故障的反应，并评价他的工作效率。
由于从设计到发射的全过程实行全面质量控制，空间设备具有很高的可靠性，但新设备发生故障情况仍是不可避免的。如果飞船系统有了故障，或者如果一个航天员的身体状况不佳，那么，不仅是航天乘员组，而且很多地面专家应掌握这种情况，他们分析它、模拟它，寻找消除故障的办法并提出建议。测控中心、研制该系统的机构和宇航训练中心都要随时应付这种情况。
地面测控中心的另一项重要工作是使航天员摆脱一些不太重要的事务。航天员飞向太空研究宇宙和地球，获取新的信息，他们要进行试验和观察的项目不断增加。航天乘员必须进行越来越多、要求越来越高的创造性研究工作。因此，飞船上的一些日常工作便落到测控中心，由地面发出指令让仪器和系统来完成。
地面测控中心的职责是复杂而多变的，它们由几百名专家组成的卓越集体来完成。为了在任何时刻都能帮助太空飞船或空间站的乘员们，他们密切注意着飞船动向而昼夜轮班工作着。
空间航天器的日常维修
空间维修是随着载人航天活动的不断扩大、发展而出现的一种特殊性质的勤务活动。
空间维修大体上分为两类：一类是航天员对所乘航天器本身进行维修，包括排除故障、更新技术设备等内容；另一类是对其他航天器，如各种卫星的维修。40多年来的航天实践证明，空间维修是载人航天飞行中应具备的一种能力，并有着广泛的前景。
空间维修的作用在于：
第一，保证载人航天任务和计划的完成。载人航天器的结构和内部设备极其复杂，在实际的航天过程中往往会发生一些意想不到的故障，其中一些故障发生后直接影响飞行任务的完成，甚至危及航天乘员的生命。通过维修可以挽救一些濒临失败的飞行。
第二，可以修复空间的失效卫星。国外有关统计资料显示，在1958年~1970年间总计发生了1230起卫星技术故障，大约有45％是可以修复的。20世纪80年代中期以来，美国利用航天飞机曾修复了若干已失效的卫星。
第三，可以延长航天器的寿命。一般说来，航天器有效载荷的寿命比航天器的结构及生命保障系统的寿命低。就是说，有效载荷工作寿命结束后，航天器的结构及生命保障系统可能还是完好的，有继续工作的能力。而从另一个角度看，它们的成本费用又占绝大部分，专家们估计在75％左右。如果通过更换有效载荷、补充保持航天器轨道所需燃料和更新技术设备等方式，可以延长航天器的寿命和作用，这在经济和效益上是很合算的。例如，曾经在空间运行的“和平”号空间站及其各专业科学模舱，不断得到地面燃料的补充和仪器设备的更新而长期地运行。
前苏联和美国的空间维修实践认为，对轨道高度在五六百千米以下的航天器进行维修，在目前的技术水平下是可行的，但必须具备这样几个条件：首先，要有合适的维修基地。俄罗斯的“和平”号空间站以及美国的航天飞机是目前可以用的维修基地，除此之外，尚无别的维修基地。载人空间站的机动能力有限，一般只能对本站设备进行维修。如果有远距离的航天器要维修，必须借轨道间运输飞船运送维修基地的航天员前去维修。第二，航天器必须是模块化设计的，拥有恰当的维修空间。第三，在维修过程中，地面测控中心应给予密切的配合，并组织科学家和工程师集体指导空间维修工作的进行。
空间维修勤务活动已经成为空间活动的一个不可或缺的组成部分，不过还刚开始，还有待发展。这里向读者介绍一个卫星维修实例，让我们看一看它是怎样进行的。
1992年5月7日，美国“奋进”号航天飞机首航太空，其中有一项任务是要把一颗游荡在空间的国际通信卫星“捉进”航天飞机并修好后，再将它试放回轨道。进行程序是这样的：航天飞机将航天员带到离待修卫星约90米距离的地方，航天员身着航天服步出座舱，启动空间喷气背包向卫星飞去。在离卫星约五六米的距离内，航天员用带有钩子的杈杆将卫星“逮住”，使卫星停止转动。这时航天飞机靠过来，伸出机械臂将卫星抓到机舱内的支架上进行检修。也可以由航天员直接将卫星“拽”回机舱。卫星安装到支架上后，航天员可仔细地进行检查，更换失效的设备。换好后，由地面测控中心遥控检查设备的各项性能，检查合格后，可再由机械手将卫星试放回太空，重新投入工作。
此次“奋进”号航天飞机的航天员“逮捕”卫星相当困难，经历了3次失败。第一、二次是1992年5月10日下午5时，2名航天员走出机舱，奋斗2个多小时，因卫星滚动而失败。第三次因机械手接触卫星时，卫星滚动使回收无法进行。直至13日下午，3名航天员集体出击，终于用手抓住卫星，并弄回机舱，修理好后再试放回轨道。
航天飞机的成功升空
20世纪二三十年代的时候，人们对航天器有两种基本构想：一种是发展一次使用的运载火箭；另一种是可以重复使用的火箭推进的飞机。
前面的想法由于技术上难度小，而且由于20世纪前50年的两次世界大战，促进了运载火箭的发展，满足了军事上的一部分需要，如法西斯德国在第二次世界大战发展的V-2火箭。后一种想法基本停留在理论设想和零星的试验上，一直没有多大的发展。
1928年，一位叫尼久皮尔的德国人，用固体火箭装在滑翔机上飞行，虽然仅飞了1分钟，但总算是第一架火箭推动的飞机。
真正提出科学的火箭飞机设计的是奥地利工程师桑格尔，他后来也成了德国人。他对火箭的飞行进行了深入的研究，提出了火箭飞机的基本构想。
火箭飞机从地面垂直起飞，加速到高空时再平行于地球表面飞行，加速至最大速度，然后滑翔飞行。
他设想用推力为600吨的固体火箭作起飞助推器，推动置于长度为3000米的斜滑轨上的火箭飞机起飞，然后再用推力为100吨的液体火箭发动机使其爬升加速到每小时2575千米，从地球直径的一端飞到另一端，航程约23500千米。
第二次世界大战期间，希特勒曾下令将V-2火箭加上机翼，改装成火箭飞机，以滑翔来增加射程。这种改装的火箭飞机由人来操纵滑翔，至目标上空时，飞行员将飞机对准要袭击的目标以后跳伞逃生，飞机携带炸药将目标炸毁。
我国已故著名的科学家钱学森，1949年正在美国的大学做教授，也提出了用火箭助推的洲际运输飞机的设想。
继1947年美国人用X-1火箭飞机做了超音速的飞行以后，于1962年制造了X-15火箭飞机，用一台推力为26吨多的液体火箭推动飞机飞行，创造了6倍音速的世界纪录。1967年，这架飞机飞行高度达到了108千米。
此后，以美国为主的西方各国致力于火箭飞机的设计、研究，他们将火箭飞机与空间站等许多未来的太空飞行器设想联系在一起考虑，希望火箭飞机能成为未来太空站与地球之间的桥梁。
航天飞机1972年1月，美国政府正式批准开展航天飞机的研究，它实际上是人们一直孜孜不倦追求的火箭飞机。10年以后，第一架航天飞机“哥伦比亚”号终于升空了。航天飞机正如它英文的字面意思“穿梭机”一样，它是往返于太空与地球之间的飞梭。
前苏联人也不甘心落后，于1987年利用世界上最大的火箭“能源”号发射了前苏联的第一架航天飞机“暴风雪”号。这种飞机是无人驾驶的，主要是为了检验“暴风雪”号的飞行能力。
航天飞机与其他飞行器的异同
美国航天飞机是一架机翼短粗的飞行器，是运载火箭、宇宙飞船和飞机巧妙结合的产物。它在发射时，垂直起飞，像火箭一样；入轨后绕地球轨道飞行，像一艘载人航天飞船，并有机动对接能力；返回地球时，又像一架滑翔机，在传统的飞机跑道上降落。对于使用一次就报销的运载工具来说，航天飞机可以重复使用100次，在技术上是一个重大飞跃，为人类定期航行太空创造了条件。航天飞机的研制成功被认为是20世纪科学技术最杰出成就之一。
美国航天飞机总长56.14米，起飞时总重量达2043吨，由外贮箱、轨道器和一对固体火箭助推器等三部分组成。外贮箱是一次性使用，内装液氧、液氢燃料，直径8.39米，长47米，总重达743吨。轨道器和助推火箭按标准规格组装而成，对于每次飞行任务具有通用性。