2機が改装されており、それぞれボーイング747-100と747-100SRを原型としている。主にスペースシャトルの着陸地点から
ケネディ宇宙センターに輸送する場合のほか、長距離を輸送する場合も使用される。オービタ輸送にあたっては、シャトル輸送機の機体上方に支柱を通じ、オービタが搭載される。シャトル輸送機にオービタを固定するときはMate-Demate Devicesと呼ばれる整備点検用の大きな
ガントリーのような機械でシャトル輸送機に固定する。
最初に運用開始したN905NA輸送機はもともと1970年に
アメリカン航空のために製造されたボーイング747-123型機(N9668)で、1970年代にスペースシャトル実験機
エンタープライズの滑空実験で飛行したときはさすがに垂直尾翼のアメリカン航空のマークと胴体の社名は消されていたものの、それ以外はアメリカン航空の塗装のまま、すなわち
ベアメタル状態だった。機体は1974年に取得されたが、当初はNASA
ドライデン飛行研究センターで、
境界層の研究の一環として
渦流の研究に使われていた。また、同時にNASA所有の
F-104Nと編隊を組み、スペースシャトル・オービタの空中分離の研究を行った。
オービタ輸送時にはオービタ自体の重さと空気抵抗のため
燃費は悪化する。何も載せないときの5,500
海里(10,000km)に比べてオービタ輸送時の飛行距離は1,000海里(1,900km)程度になるため大陸横断時には何回か
給油する必要が出てきた。シャトルを搭載した場合の燃費は0.023マイル/ガロン(0.37km/ガロン)で通常時の約1.5倍になる。また、飛行の準備には1週間あたり約170人の作業員が必要となり、大陸横断時には1回あたり約23万ドル(約2500万円)が必要になる。そのため、かつてはシャトル輸送機に
アメリカ空軍で使われているのと同様の
空中給油機構を取り付けて実験を行ったが、空中給油の実験中にN905NAの
垂直尾翼に亀裂が見つかった。これが空中給油の
実験によるものである可能性は低かったが、早急に空中給油能力を整備する必要はなかったために実験は中止となった。
1986年の
チャレンジャーの事故後、NASAは
日本航空から中古の747-SR46を調達した。この機体は元JA8117号機(
1973年-
1988年)で、747SRの1号機でもあった。N911NAとして新しく登録されるとN905NAと同様の改造を施され、
1990年にNASAで運用を開始した。このN911NAが最初に使われたのは、
1991年に新しく製造された
エンデバーを
カリフォルニア州の
パームデールにある工場からケネディ宇宙センターに輸送するためだった。この2つの輸送機は機能面ではほぼ同じであるが、N911NAはアッパーデッキの窓が5つでN905NAは2つしかないなどの違いがある。
