Si je peux me permettre, le raisonnement est faux en ce sens qu'un Space Shuttle n'a jamais "volé" hors de l'atmosphère. Succinctement :
1)Lift-off, ascension (verticale au début) et mise sur orbite sous la seule poussée de ses moteurs-fusée (et de la paire de solid rocket boosters SRB pendant les 2 premières minutes), comme n'importe quelle fusée.
2)Rentrée atmosphérique de type balistique pendant la phase initiale. Le contrôle d'attitude permet juste d'induire un déport latéral (je crois de l'ordre de 2000 km maxi de part et d'autre) par rapport à la trajectoire balistique, mais pas de réel changement de "route" ni de variation d'angle de rentrée. La valeur d'incidence ( très élevée, de l'ordre de 40° en début de rentrée), est déterminée uniquement en fonction de deux objectifs : dissiper la température, et l'énergie cinétique. Puis ensuite, au fur et à mesure que l'énergie cinétique diminue, capacité de vol (plané) au sens propre du terme de plus en plus affichée, jusqu'à pouvoir changer de cap et de vitesse (pilotage de l'incidence), comme on le fait en Twin Astir, ou avec un DR400 dont le moteur est en panne (à la différence de finesse, et donc de pente près

).
Pour ce qui est de l'autre question posée, le contrôle sur les 3 axes dans le vide : tout simplement à l'aide de thrusters (on en voit facilement les orifices sur le nez de l'appareil). Pendant la rentrée atmosphérique, les gouvernes aérodynamiques prennent le relais. Tout d'abord le gauchissement, très vite, vers Mach 22. Puis le tangage, pendant la phase de transition hypersonique-supersonique (ne me rappelle plus la valeur), puis le lacet, en phase subsonique, vers 40 000 ft, 3 minutes avant le toucher des roues.
Mais ce qu'il faut bien comprendre, est que le Shuttle a été conçu pour passer en une heure du mode satellite à 8 km/s au mode avion en panne moteur qui se pose sur une piste à 190 kts, et pas l'inverse.
Un avion spatial qui décollerait horizontalement d'une piste et qui accélérerait en prenant de plus en plus d'altitude jusqu'au "vol" orbital dans l'espace, on ne sait pas faire pour le moment. Tous les projets dans ce sens (HOTOL, X30, NASP, etc) ont été abandonnés. Trop compliqué, notamment la motorisation hybride (turboréacteur-ramjet-scramjet et finalement moteur fusée), induisant de monstrueux problèmes, notamment de refroidissement et d'ondes de choc en phase aérobie (extraction du comburant, l'O2, dans l'atmosphère via de complexissimes entrées d'air dont il faut changer la forme et surtout qu'il faut refroidir).
J'espère quand même voir cela un jour avant de quitter ce monde. C'est la seule vraie nouveauté dans le monde aérospatial qui me fascinerait. Ça et la mission d'un équipage en chair et en os sur Mars.
Mais ça risque d'être bien long encore...
