国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的，即在国际合作的基础上建造迄今为止最大的载人空间站。经过近十余年的探索和多次重新设计，直到前苏联解体、俄罗斯加盟，国际空间站才于1993年完成设计，开始实施。
该空间站以美国、俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧空局（11个国家）共16个国家参与研制。其设计寿命为10~15年，总质量约423吨、长108米、宽（含翼展）88米，运行轨道高度为397千米，载人舱内大气压与地球表面相同，可载6人。
国际空间站结构复杂，规模大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱、对接过渡舱、桁架、太阳能电池等部分组成，建成后总质量将达438000千克，长108米。
组装成功后的国际空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段，为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。
国际空间站国际空间站
从前苏联的“礼炮”号到美国的“天空实验室”，再到已经陨落的“和平”号空间站，人类航天已经向着梦想前进了一大步，人们实现了上天暂住的可能。然而，对于浩瀚的宇宙，我们已取得的成就还是太渺小。不管是前苏联还是美国的空间站，它们飞行的时间都不算长，就是飞行达15年之久的前苏联“和平”号空间站也已坠毁，因此这些都称不上是永久型空间站。人类如果想在太空飞得更高更远，短期暂时飞行的航天器是远远不够的，我们必须首先建造能让我们在太空停留时间更长，甚至长期居住的太空飞行器，而永久型空间站则是人们发展研究的目标。
由于航天技术的不断进步，再加上苏、美空间站的成功，为建造永久型的空间站展示了广阔的前景和可能性，人们把建立一个永久型的空间站作为了近期可能实现的计划。当然依据人类目前的航天技术能力，这种永久型也是有时间性的，只不过飞行时间更长，而后再一步步地发展。因此世界上不少航天技术发达的国家都在思考和研究这方面的工作。
国际空间站最初是由美国宇航局在20世纪80年代初为抗衡前苏联的“和平”号空间站而提出的。早在1984年，美国总统里根就批准了建造当时名为“自由”号空间站的计划，计划由美国牵头，吸引日本、西欧和加拿大参加。但是，随着时间的推移和越堆越厚的追加预算账册，这项计划遇到了各种各样的质疑和责问，不但使这一计划的规模逐渐缩小，而且迟迟没有动工。
1988年，上述国家经过反复磋商，终于签署了暂名为“阿尔法”号的空间站的建设合作协议，但西方各国实际上并无研制空间站的经验，因此，“阿尔法”号空间站的协议虽是签了，实际上却一直处在“可行性论证阶段”，没有大的动静。
1993年，美国众议院以1票的优势，通过了继续支持空间站的计划。这年9月，美国副总统戈尔与俄罗斯总理切尔诺梅尔金正式签订了《关于俄罗斯加入美国、加拿大、欧空局和日本研制、开发和利用空间站计划的协议》。有了俄罗斯的空间站技术，这项新的空间站研制计划总算可以开始起步了。
“阿尔法”号国际空间站计划从此代替了“自由”号空间站计划，俄罗斯也放弃了再建“和平2”号空间站的打算。不过，据说关于空间站的起名，俄罗斯提出了不同意见。俄罗斯认为，原定名“阿尔法”暗含“创始”和“第一”的意思，而俄罗斯在1971年发射的“礼炮1”号空间站才是世界上第一座空间站，何况“和平”号空间站也已经在太空飞行了15年。因此，现在的空间站没有正式名称，只是习惯上把它称作国际空间站。
国际空间站开始计划投资400亿美元，其中美国负担174亿美元，俄罗斯100亿美元，欧空局377亿美元，日本31亿美元，加拿大85亿美元，另外意大利还负担了55亿美元。但实际的投资可能远远超过这个数目。从投资份额上讲，美国处于支配地位，但从总体技术规划上看，则是俄罗斯在起主导作用。
1997年10月，美国宇航局局长戈尔丁陪同克林顿总统访问巴西，于10月14日与巴西空间局签署了美、巴国际空间站双边合作协议，从而使巴西成为国际空间站第十六个合伙国。按照协议，巴西将在5年内向美国宇航局提供价值12亿美元的硬件，包括窗口观测研究设备、技术试验设备、站外后勤容器，用于安放空间站外部的试验设备、快速货架等。作为交换条件，美国试验舱将给巴西提供试验环境，并把一名巴西宇航员送上太空。
国际空间站的合作
国际空间站是人类有史以来规模最大的、跨世纪的宇宙空间探索活动。它是迄今为止人类在太空领域最大规模的科技合作项目，是世界航天史上第一次多国合作建设的空间工程，它利用16个合作国家的资源和科学技术专家，其中包括美国、加拿大、日本、俄罗斯和11个欧空局成员国。
国际空间站是人类航天史上的伟大创作，它代表着当今航天技术的实力和水平。
由于规模浩大、耗资数百亿美元，国际空间站建站计划长达10年，大致可分为3个阶段：
第一阶段，1994~1998年，美、俄两国完成航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站的9次对接飞行。美国宇航员累计在“和平”号空间站上工作2年，取得了航天飞机与空间站交会对接以及在空间站上长期进行生命科学、微重力科学实验和对地观测的经验，可降低国际空间站装配和运行中的技术风险。
建成后的国际空间站
第二阶段，1998~2001年，国际空间站达到有3人在轨工作的能力。1998年11月20日，俄罗斯从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场用“质子”号火箭将国际空间站的第一个部件“曙光”号多功能货舱（FGB）发射入轨，从而拉开了国际空间站在轨装配的序幕。同年12月4日，美国“奋进”号航天飞机将国际空间站的第二个部件“团结”号节点舱送入轨道，并于12月6日成功地与“曙光”号对接；2000年7月12日，国际空间站的核心组件、俄罗斯建造的“星辰”号服务舱发射入轨，同年11月2日，首批3名宇航员进驻空间站，国际空间站开始长期载人，11月30日，美国“奋进”号航天飞机为国际空间站送去两块翼展达72米、最大发电量为65千瓦的大型太阳能电池帆板；2001年2月7日，美国的“命运”号实验舱由“亚特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道，4月23日，加拿大制造的遥控操作机械臂与国际空间站顺利对接，7月12日，美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机又把供宇航员出舱活动的“气闸舱”送入轨道。至此，美国和俄罗斯等国经过航天飞机、“质子”号火箭等运输工具15次的飞行，完成了国际空间站第二阶段的装配工作。
“曙光”号多功能货舱第三阶段，2001~2006年，国际空间站完成装配，达到6～7人长期在轨工作的能力。此阶段先组装美国的桁架结构和俄罗斯的对接舱段，接着发射日本实验舱和欧空局的“哥伦布”轨道设施等。
装配完成后的国际空间站长110米，宽88米，大致相当于两个足球场大小，总质量达400余吨，将是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造天宫，运行在倾角为516度、高度为397千米的轨道上，可供6～7名航天员在轨工作，之后国际空间站将开始一个为期10～15年的永久载人的运行期。
国际空间站在2010年建成时迎来第一批太空实验研究者，这是国际空间站首次对外开放。
史无前例的“国际空间站”
国际空间站的构型很有意思，也非常特别，它与目前已发射到太空的卫星、飞船、空间站的样子都不一样，它由用高科技材料制成的各种杆子组合搭建而成，也有人称它为双龙骨结构。建造完成后，整个空间站由12个舱组成，容积达1200立方米，总重量在450吨左右。在这个庞大的桁架上装有各种舱段和设备。其中包括了由美国负责制造的1个居住舱、1个试验舱、桁架本体、气闸舱、资源舱以及电源发动机等设备，另外还提供1个极轨平台。美国作为国际空间站的发起人在其中起着重要的作用，实际上充当领导者的角色，为空间站提供的设备最多。
由于俄罗斯人的加盟，国际空间站由两大部分组成，一部分是原计划的“自由”号空间站，而另一部分是俄罗斯计划发展的“和平2”号空间站。两者之间用多功能舱进行连接，组成一个整体，这就使国际空间站的构型从桁架式变成了桁架加模块式结构。俄罗斯人作为空间站技术的先驱者，其加盟无疑会发挥重要的作用，俄罗斯负责提供1个服务舱、1个对接舱、1个存储舱、1个生命保障舱，另外还有3个研究舱等。
下面对国际空间站的内部构造进行简单的介绍：
居住舱。居住舱是宇航员生活和休息的地方，包括厨房、会议室、卫生间、卧室、医疗设备、锻炼设备等。厨房里烤炉、电冰箱、垃圾处理机、洗手池一应俱全。居住舱由美国承担研制并发射到太空。
服务舱。它内含科学仪器设备等服务设施，也包含部分居住功能，由俄罗斯研制并已由俄罗斯“质子”号运载火箭于2000年7月12日发射升空。
功能货舱。它内设有宇航员生命保障设施，具有一部分居住功能，以及电源、燃料暂存地等，舱体外部设有多向对接口，由俄罗斯研制并由俄罗斯于1998年11月20日发射升空。
多个试验舱。试验舱是进行各种科学试验的场所，它是指挥和控制空间站的中心。试验舱是世界上最高的试验室。在这里，可以进行生物、化学、物理、生态学和药物学等方面的研究。其中美国1个、欧空局1个、日本1个、俄罗斯3个。美国、日本和欧空局的3个试验舱将提供总计为33个国际标准的有效载荷机柜；俄罗斯试验舱中也有20个试验机柜。另外，日本的试验舱还连有站外暴露平台，用于对空间环境直接接触试验。据目前所知，由欧空局研制的“哥伦布”实验舱已由“亚特兰蒂斯”号于2008年2月11日发射升空；而由日本研制的一个实验舱已于2008年5月11日由“发现”号运载火箭将之发射升空。
节点舱。它们由美国和欧空局研制，是连接各舱段的通道和宇航员进行舱外活动的出口。节点舱比较小，在空间站组建时期，它是宇航员进行舱外活动的出入口。空间站建成后，除用于连接各舱外，节点舱可以用做存储仓库，或安装电力调节机柜，提供电能。此外，“节点1”号舱还可作为仓库，用于存储；“节点2”号舱内有电路调节机柜，用于转换电能，供国际合作者使用；“节点3”号舱为空间站的扩展留有余地。由美国研制的“团结”号节点舱已由“奋进”号航天飞机于1998年12月4日发射升空。而由意大利太空总署研制的“和谐”号节点舱已由“亚特兰蒂斯”号航天飞机于2007年10月23日发射升空。
服务系统。空间站的服务系统包括俄罗斯功能货舱、加拿大移动服务系统和俄罗斯服务舱。加拿大移动服务系统的遥控机臂长168米，能运125吨货物，可沿主桁架移动，进行空间站硬件的装配、维修和更换。俄罗斯服务舱拥有生命保障系统、推力器和居住功能（含洗手间和卫生设施），重20吨。空间站的运输系统包括“联盟”号载人飞船和“奋进”号货运飞船等，其中后者每年为空间站运送4次推进剂。空间站的指令和控制由美、俄双方分担，美国约翰逊航天中心主要负责空间站和航天飞机，俄罗斯的加里宁格勒航天中心主要负责载人飞船和运货飞船飞向空间站，以及飞船飞离空间站，它也是空间站运行的后备控制中心。
能源系统和太阳能电池帆板。它们由美国和俄罗斯两国提供，均已发射升空。
最终的国际空间站由6个试验舱（美国1个、欧空局1个、日本1个、俄罗斯3个）、1个美国居住舱（有洗手间、卧室、厨房和医务设备）、2个节点舱和服务系统及运输系统所组成。
在美、日、欧的试验舱中，共有33个国际空间站有效载荷标准机架，其中美国试验舱内有13个，日本舱内有10个，欧空局舱内有10个。空间站在约350千米高的轨道上组装完成后，将慢慢推移到约460千米的轨道上。
国际空间站是由十几个国家参与的国际合作项目，它又是一个史无前例的庞大航天工程，可以想象它的建设需要人们的长期努力与合作，各个参与国都在积极研究建设。国际空间站近年发展步履维艰，用“好事多磨”这句话来形容国际空间站的进展一点也不夸张。这主要有两方面的原因。一方面由于政治和经济的原因，使得国际空间站的方案改动了几次，它的几次改名也说明了这一点，最早想采用全部桁架式，但经分析技术太复杂，耗费经费太高，而且风险也大，再加上当时美国的经济不太景气，有人反对这个计划，认为研制这个庞然大物的价值远远抵不上它所需的费用，因此几乎被取消。美国人不得不重新考虑简化方案，减少研制经费。但就是这样总研制经费也得500多亿美元，可见它的规模。另外是吸收了俄罗斯人参加。不可否认，俄罗斯人在航天技术上有着丰富的经验，在航天技术领域好几个第一都是俄罗斯人创造的，但怎奈俄罗斯人是泥菩萨过河——自身难保，前苏联解体，俄罗斯经济不景气，没钱研制空间站，因此不能按时交货，使得整个计划不得不推迟了一年多。
而另一方面就是技术的原因，可以想象，这么一个复杂的庞大系统，由这么多国家参与，从组织到技术是何等的复杂！只要有一个国家拖了后腿，整个工程就受影响。在技术方面，这么一个庞大的系统，采用桁架式的模块太空组装结构，这在世界航天史上还是第一次。而且它的系统多，要求高。我们前面介绍的只是国际空间站本体的、在第一期工程里的主要的结构和设备，而组成空间站的系统、设备、构件则更多。
除了空间站本体外，还要有一系列的配套设施和保障设施。比如空间站的发射场、运载火箭、跟踪测轨、后勤保障及空间站的管理、维护和故障排除等一系列的工作都得跟上。我们举个例子来说明：空间站及轨道平台上的试验装置和试验样品，在正常的情况下至少每半年就要更换一次，宇航员要进入这些飞行器中，把试验完成的装置或者样品取出来，然后送回地面；再把从地面带上去的装置或样品安放好。再比如，空间站上的消耗品如各种气体、各种液体以及备件都需要定期输送，尤其上面宇航员所需的生活用品更是如此。据介绍，每年要从地面为一个宇航员送去650多千克的食品、200多千克的衣服以及其他的生活用品，如果包括发射费用，算起来1年的维持费要高达10多亿美元。
另外一个技术问题就是，这么庞大的空间站的组装问题，也是极其复杂、前所未有的。
尽管工作步履艰难，好事多磨，可还是向前推进着。在前几年，有关国家的一些飞行试验工作就是在为国际空间站的发射、组装、维护以及管理做准备，训练宇航员的工作实践能力。例如目前世界上的两个航天大国俄罗斯和美国，1994~1998年，美国的航天飞机与俄罗斯的“和平”号空间站就进行了9次对接，直到1998年6月才结束工作，大大训练了宇航员的心理素质和提高了他们在故障情况下空间作业、排除故障的能力，这些在国际空间站上是极其有用的。据报道，1998年11月20日，由俄罗斯用“质子-K”号运载火箭发射一个名为“曙光”号的多功能货舱，它能够提供关于控制、燃料的存储以及供电服务；1998年12月3日，由美国用航天飞机发射一个名为“团结”号的节点舱和一个对接器，1998年12月6日宇航员乘坐“奋进”号航天飞机经过两天追赶，成功地捕捉到“曙光”号功能货物舱，并在同一天把国际空间站的头两个组件——“曙光”号货物舱和“团结”号节点舱对接起来。目前，国际空间站正在紧张有序的组建中。
科研的“天堂”
国际空间站利用地面无法提供的空间零重力状态的有利条件，为人类的长期科研工作提供了一个环绕地球的实验室。当今世界最先进的科研工具都将被运用到实验室中，以进行生物、化学、物理、生态学和药物学等方面的研究。
在药物学方面，由于太空中的微重力减少了地球上的重力对试验的影响，新型药物的开发将在太空中取得长足的发展，人类能够在太空中更彻底地了解生命的组成机制，研究人员还将关注人类在长期处于微重力环境下产生的反应。
在工业方面，研究人员将研制更坚固、更轻便的金属以及功能更强大的计算机芯片。由于使暖气体或液体上升、冷气体或液体下降的对流现象在太空中不复存在，各种金属就可以得到更彻底的研究，而液体和火焰在微重力条件下出现的形态也将成为科学家们关注的焦点。进行材料科学研究是空间站的主要试验项目之一，以前在“和平”号上进行的材料科学研究，取得了十分喜人的成绩。继续在空间站上进行研究，比如在国际空间站上生产电子工业用的镓砷化合物材料，其效率可提高13～16倍。在太空有望研究出更好的、地面无法合成的金属合金和材料，使人类的工业生产产生飞跃性的变革。
在对地观测方面，国际空间站比遥感卫星要更优越。首先，是它有人参与到遥感任务之中，因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，在空间站上的宇航员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果。它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备，使新技术及时得到应用而又节省经费。用它对地球大气质量进行监测，可长期预报气候变化。在陆地资源开发、海洋资源利用等方面，也都会从中受益。国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多，是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。因为有人参与观测，再加上空间站在太空的活动位置和多方向性，以及机动的观察测定方法，因而可充分发挥仪器设备的作用。通过国际空间站，天文学家不仅能获得宇宙射线、亚原子粒子等重要信息，了解宇宙奥秘，而且还能对影响地球环境的天文事件做出快速反应，及时保护地球，有助于加深人类对森林、海洋和山脉的了解，可研究火山、地震、台风等大规模自然灾害对全球的影响，还可评估人对地球造成的影响，获得地面上不能获得的全球景象，为人类采取有效措施保护地球环境提供科学依据。
国际空间站可加深人类对森林的了解
国际空间站上的生命科学研究，可分为人体生命与重力生物学两方面：人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展，例如，通过多种参数来判断重力对宇航员身体的影响，提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景，而国际空间站的微重力条件要比“和平”号空间站和航天飞机优越得多，特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展。
未来太空旅游飞机示意图仅就太空微重力这一特殊因素来说，国际空间站就能研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多甚至在地球上无法提供的优越条件，直接促进这些科学的进步。同时，国际空间站的建成和应用，也向着建造太空工厂、太空发电站，进行太空旅游，建立永久型居住区，向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步。
据俄罗斯科学院医学生物学问题研究所的专家介绍，空间站的宇航员们正在进行太空育种试验，他们特地挑选了生长周期较短的萝卜、圆白菜等拟南芥类植物进行培植。太空中的失重、洁净、宇宙辐射等因素均会对植物的生存、发育、衰老和变异产生独特的影响。此前，曾有宇航员在太空环境下培育出了优质、高产、抗病性强的农作物新品种。第二长期考察组的宇航员，将通过试验观察各种培养物在太空中对植物的生长和抗病性会产生什么影响。植物结籽儿后，宇航员将把种子带回地面让科学家们对比分析“太空种子”与普通种子在遗传特性方面的差别。
在空间站可对白菜进行培植
宇航员们所进行的另一项试验是制作蛋白晶体。空间站上共有1008份带有生物活性成分的溶液样品，宇航员将以这些样品为原料制作蛋白晶体。在太空环境下接近绝对零度的环境是能够较容易地制造出来的。在这种条件下，宇航员可设法使蛋白质分子停止运动，并将它们精确地按预定的立体结构排列起来，形成性能超群的蛋白晶体。据介绍，这种蛋白晶体将被用于制药、特殊疾病研究和疾病防治等方面。
人类开发国际空间站的目标——移民外星以上这些试验是在国际空间站内部进行的，有些试验则是在国际空间站的外部进行的。对国际空间站外部温度和微小陨石的研究将促进工程师对航天飞机设计的改善。在国际空间站中的研究还将创造出更先进的天气预报系统、更精确的原子计时器等。
国际空间站将成为新型能源、运输技术、自动化计划和下一代传感器技术的测试基地，它的建设将推动流体力学、燃烧、生命支持系统、反辐射危害等研究的发展，并将对未来的太空探索产生重要影响。国际空间站的建成，意味着一个共同探索和开发宇宙空间时代的到来。在空间站里所做的一切，都是为了改善地球人的生活条件。空间站还将为未来的太空旅行开辟出一条更便捷的途径，因为人类不会永远固定在地球上，国际空间站只是人类迈出的第一步，最终的目标将是移民外星！
欧洲ATV自动货运飞船
欧洲空间局制造的ATV自动货运飞船运货能力接近8吨，大于俄罗斯的“进步”货运飞船。ATV飞船除了向国际空间站运送货物外，还可用作太空拖船，在必要时帮助国际空间站提升轨道。ATV飞船的一大特点是具有先进的高精度导航能力，可在较少地面控制的情况下自动与国际空间站对接。
国际空间站的合作
1997年巴西正式参加国际空间站计划
1997年10月，美国宇航局与巴西空间局签署了一项美、巴国际空间站双边合作协议，从而使巴西成为第十六个合伙国，在国际空间站计划中占有了一席之地。
巴西能够参加国际空间站计划，首先是因为本身具备技术能力，另外由于空间站计划耗资巨大，美国需要更多有实力的外来援助，而且，此计划已是美国政府的一个外交工具。
按照协定，巴西将向美国宇航局提供：1套窗口观测研究设备，技术试验设备，1个站外后勤容器，非增压后勤架和1个快速运货架。美国则为巴西提供空间站上的试验环境，送1名巴西宇航员上空间站。双方采取“不付款”协议。同年，美国又与欧空局签订这个协议，欧空局将在1999~2002年向美国宇航局提供节点舱2号和3号、制冷机及软件服务，作为交换条件，美国为欧洲发射欧空局负责建造“哥伦布”轨道舱。
美宇航员曾多次飞上“和平”号吸取经验
国际空间站计划的第一阶段，美宇航员多次飞向“和平”号空间站，并长时间居住和工作，取得了许多宝贵经验，如对接程序、通信、任务安排等，并在国际空间站计划中进行了改善。其中7项重点调整是：①制定更为翔实的飞行前科学试验计划。②试验美、俄控制中心间技术数据交换方法。③改编对接程序。④减少对接负载。⑤核实航天飞机对空间站的实际控制能力。⑥改善空间站研究环境。⑦吸取舱外活动经验。
德国接替法国进行乘员救生艇计划
1997年10月，欧空局委员会议上，各成员国被要求继续为救生艇计划投资。而法国由于经济原因及本国政府计划的改变，提出将不继续参加该计划。
法国是欧空局的中坚力量之一，它在欧空局占有39％的投资份额，为欧洲各国之首（德国第二、意大利第三）。法国的退出是对该计划的重大打击。
同年11月，作为欧洲第二大投资者的德国与美国宇航局签订关于乘员救生艇合作研究的合作意向书，它将为该计划救生艇的样机研制副翼、头锥等设备。
美、俄选出头4批宇航员
美、俄两国在空间站头批乘员安排上一直存在分歧。对于各自宇航员人数问题、指挥长人选问题等始终没能达成一致。直至1997年11月，双方经多次磋商，终于得出结果：
4批乘员每批3人，美、俄各6名。第一、三批由美国人任指挥长，第二、四批的指挥长由俄罗斯人担任。这12名宇航员大多具有在航天飞机、“和平”号上的工作经验，他们于1998~2000年初先后完成了使命。
首批组件发射成功
空间站开始组装于1998年11月20日。俄罗斯用“质子”号运载火箭成功发射了国际空间站第一个组件——“曙光”号多功能货舱，这不仅拉开了人类联手开发空间的序幕，而且为建造新的太空大厦奠定了第一块基石。
“曙光”号是目前已知美、俄联合研制的最大飞行器。美国提供研制经费，俄罗斯负责技术研究和发射。
“曙光”号功能舱长125米，直径41米，重195吨，太阳能电池帆板展开可达244米。它不仅是空间站的结构基础，还能够提供关于控制、燃料存储以及供电能力等建站初期所需的服务。
1998年的12月3日，美国“奋进”号航天飞机将“团结”号的“节点1”号舱和一个对接适配器发射升空。“团结”号是美国制造、发射的第一个国际空间站组件。其总长10米，直径46米，重115吨。它是一个转接过渡舱，用于连接美国航天飞机的太空居室、工作台及试验室等。另外，通过它还将连接铺设管道、电缆等公共设施，甚至还用于调节内部环境参数及生命保障系统的网络。
12月6日，“团结”号成功地与俄罗斯“曙光”号多功能货舱进行了对接。“奋进”号上的宇航员进行了太空组装。10日，宇航员首次进入新站。
15日，航天飞机胜利返航。
法国重新与欧空局签约
1998年11月25日，法国与欧空局签订合作协定，价值近49亿美元。法国为国际空间站研制一架自动转移飞行器的验证飞机。实验飞机主要用于为空间站运送燃料和补给品，还可定期为空间站进行保持轨道高度的推进。它入轨后与俄罗斯制造的服务舱进行对接。
加拿大机械臂研制进展顺利
太空机械臂加拿大计划主要为国际空间站提供一套“移动服务系统”，包括1个空间遥控机械臂系统、1个遥控移动服务台、2根专用灵巧机械臂。这套设备将在国际空间站的太空装备和维护工作中起关键作用。现已先后于2001年4月19日与2002年6月5日分批将之发射至太空。
国际空间站近期建设（2000年以后）
美国航天飞机“亚特兰蒂斯”号2000年5月21日，载有美国和俄罗斯宇航员的美国航天飞机“亚特兰蒂斯”号与正在建设的国际空间站顺利对接。
此次对接在距地面320千米的上空进行，航天飞机与空间站上的“曙光”号基础舱和“团结”号节点舱联合体实现自动对接。
5月19日，“亚特兰蒂斯”号从美国肯尼迪航天发射中心发射升空，它载有大约1吨重的货物，宇航员总共在太空停留10天，对国际空间站进行保养和补给。
29日，宇航员完成飞行任务后，乘航天飞机安全返回地面。
2000年7月12日，俄罗斯在哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射中心成功发射了携带俄制“星辰”号指令舱的“质子”火箭，它的顺利升空为宇航员最终能登上国际空间站铺平了道路。
2000年7月，核心组件“星辰”号服务舱发射成功。
莫斯科时间7月12日，俄罗斯在位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心成功发射了为国际空间站承建的“星辰”号服务舱。随着它的升空，国际空间站将首次具备载人运行的条件。该服务舱长13米，宽30米，重24吨。它由3个密封舱和1个非密封舱组成。舱内有控制系统、生命保障系统和推进器装置。它还将是空间站的主要生活区，由3个睡眠区、1个浴室、1个娱乐健身中心、1个试验室等组成。
“星辰”号服务舱7月27日，“星辰”号又与已在太空飞行的空间站联合体进行对接。
莫斯科时间2000年8月6日，随着俄罗斯在拜科努尔航天发射中心成功发射“联盟-Y”型运载火箭，向国际空间站运送给养的“进步”号货运飞船顺利被送入轨道。此次发射的货运飞船载有修正国际空间站运行轨道的燃料，以及为将来长期考察组准备的食用水、科学仪器设备等物品。
“星辰”号服务舱发射地——哈萨克斯坦
拜科努尔航天发射中心
19日，货运飞船与之前发射对接的国际空间站初期联合体（“曙光”号功能货舱，“团结”号节点舱，“星辰”号服务舱）顺利实现对接，成为正式发射的空间站又一组件。
10月31日10时53分（北京时间15时53分），一枚“联盟-Y”型火箭从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场腾空而起，将载有国际空间站首批长住宇航员的“联盟TM-31”号飞船送入太空，从而揭开人类在国际空间站上永久定居的大幕。升空的国际空间站首批长住宇航员共有3名，他们是美国宇航员威廉·谢泼德、俄罗斯宇航员尤里·吉德津科和谢尔盖·克里卡廖夫。他们乘坐的飞船于11月2日与国际空间站初期组件相对接。对接后，3名宇航员按计划在空间站上共逗留117个昼夜。
美国宇航局曾表示，此次发射与“阿波罗”登月行动相比，其重要性有过之而无不及。为了此次发射能够成功进行，俄、美两国的宇航部门通力合作，对发射工作的每一个细节都进行过仔细的研究和审查。在之前的5年里，谢泼德与他的俄罗斯同伴一直在为这一名为“头号远征”的发射行动做准备，其中包括接受各种训练。
“命运”号实验舱在此次国际空间站合作计划中，尽量采用“不付款”协定。根据协定，美国将先后3次用航天飞机为日本运送日制试验舱。日本则以提供一次H-2A火箭发射和制造一个离心机舱为交换条件。日本还计划用H-2转移飞行器为其他合作国发射设备，以抵消应支付的费用。
2006年11月15日，国际空间站上的活动首次在地球上进行了高清晰度电视直播，并在纽约时代广场的大屏幕电视上播放。这是人类首次观看到来自太空的高清晰度电视直播画面。
2007年1月31日，国际空间站第14长期考察组中的两名美国宇航员洛佩斯·阿莱格里亚和苏尼特·威廉斯成功进行超过7个小时的太空行走。他们将“命运”号实验舱的一个冷却回路从临时系统接入永久系统。
欧洲“哥伦布”计划与国际空间站
20世纪80年代中期，欧空局曾制定了规模庞大的载人航天计划，决心在21世纪初建成自主的载人航天系统。1987年11月，欧空局成员国部长级会议正式批准了“阿里安-5”大型运载火箭、“赫尔梅斯”“哥伦布”试验舱。
航天飞机和“哥伦布”空间站3项载人航天计划。“阿里安-5”火箭和“赫尔梅斯”航天飞机构成欧洲的天地往返运输系统，“哥伦布”空间站计划包括对接在“自由”号空间站上的“哥伦布”试验舱、有人照料的自由飞行试验室和极轨平台3个单元。
1993年9月，美国、俄罗斯决定联合研制国际空间站后，欧洲感到在国际空间站合作中的地位下降。1993年10月，欧空局提出了载人航天计划的新战略，目的是增强欧洲载人航天计划的自主性和机动性。新战略的主要内容为：重新设计“哥伦布”试验舱，重量减为10吨，使研制费降低27％，它可用“阿里安-5”火箭发射，不必用美国航天飞机送上国际空间站；研制人员运输飞行器，它类似于美国的“阿波罗”飞船，重约18吨，可载4人，将成为欧洲21世纪初的载人航天运输系统，也可作为国际空间站的人员救生飞船；研制自动转移飞行器，这是一种小型拖船，它装在“阿里安-5”火箭上，既可把“哥伦布”试验舱、也可把载人飞船送上国际空间站。
“阿里安-5”大型运载火箭的总研制费用达637亿美元。“阿里安-5”的低轨道运载能力为18吨，其每千克有效载荷送入低轨道的费用可比“阿里安-4”火箭低20％，增强了欧洲在国际航天发射市场上的竞争能力。
“哥伦布”计划主要由4部分组成，包括1个压力舱、1个有人的空间站、1个极轨平台，还有1个共轨平台，称为“尤里卡”。
由于欧洲自己没有载人航天设施，它只能利用前苏联的“礼炮”号和“和平”号空间站以及美国的航天飞机和“空间实验室”进行载人飞行。
欧洲宇航员累计飞行时间为170天。由于“挑战者”号航天飞机失事，航天飞机于1985~1988年期间停飞，故在此期间出现了一个很大的时间空隙。
除了欧空局的宇航员外，它的一些成员国诸如奥地利、比利时、法国、德国、意大利和英国也把自己的宇航员送上了美、苏／俄载人空间设施。在已进行的飞行中，欧洲宇航员的任务多数是协助从事科研活动，但也有过一次舱外活动。至20世纪90年代末，欧洲在载人航天领域已积累起丰富的经验。
在美、日、加、欧空局各方签署政府间协定决定共同研制国际空间站后，欧空局又与美宇航局签订了一份谅解备忘录。该备忘录使欧空局有权派遣宇航员加入空间站乘员组，并在任命乘员组成员及制定乘员组行为规范方面拥有参与权。
在空间站开发阶段，欧空局宇航员可能担任以下3种职务：
（1）空间站操作员，负责空间站系统；
（2）空间站专家，负责包括舱外活动在内的有效载荷操作；
（3）有效载荷专家。
至于宇航员任务培训方面，欧空局将全面负责其宇航员的基础训练。对他们的高级和实际飞行培训，欧空局将采取与其他签约国合作的方式。与此同时，美宇航局已决定为多名宇航员提供获取航天飞机任务专家资格的机会，资格评定工作已于1992年完成。
日本与国际空间站
日本政府在1989年公布的宇宙开发大纲中明确了航天活动的基本方向，即掌握具有国际水平的应用卫星和运载火箭制造技术，通过国际合作掌握载人航天的基本技术，为实现日本独立开展载人航天的长远目标奠定技术基础，而在先进的天地往返运输系统、轨道工厂、轨道间运输系统等方面仅开展基础研究和预先研究。
因此，在2000年之前日本仅把H-2运载火箭和参加国际空间站的日本试验舱列入型号研制，而用H-2火箭发射的“希望”号不载人小型航天飞机仅开展关键技术研究。
“希望”号不载人小型航天飞机
日本也参加了国际空间站的主要任务。不能否认日本近些年来在航天技术领域也取得了不小的进展，因此他们有能力参加国际空间站的活动，负责为空间站提供1个试验舱。说是1个试验舱，实际上也是很复杂的，它是1个对接在国际空间站上的多用途实验室。
整个试验舱主要由1个压力舱、1个试验后勤舱和1个暴露在空间的装置三大部分组成，总长度有18米，横向宽10米，总重有18吨，可以想象也是一个庞然大物了。
压力舱是个圆形体，最大直径4米，长度10米，它是一个密封舱，内部具备供宇航员居住生活的条件；在压力舱的前端有对接机构，可以与空间站进行对接；这个舱的主要用途也是进行空间环境下的材料科学试验研究和有关的生命科学试验研究。
在压力舱的上下面各有一个突出的圆形物，这就是试验后勤舱，直径也是4米。这个舱顾名思义是实现后勤保障的，在舱内既可以储存试验装置也可以储存需用的各种气体如氧气、氮气等以及液体如水和燃料等，它们分别放在不同的容器里，一旦用完了还可以由其他的飞行器带上去补充，有点像飞机的空中加油。试验后勤舱还有一个特殊的使命，就是在紧急的情况下可以作为轨道应急救生装置。
在压力舱的后面连接的就是暴露在空间的装置，在它上面装有各种仪器，可以进行天文研究观测以及对地球的观测，还装有需要暴露在空间的科学探测仪器设备，可进行空间粒子、宇宙射线等的探测研究。在压力舱的端面有一个像螳螂的长臂一样的设备，这是机械手，可以用它来操作暴露装置的仪器设备。
日本从1987年开始进行航天飞机关键技术研究，1993年政府批准了“H-2轨道飞机验证飞行器”计划。该飞行器重8吨，研制费14亿美元。日本不载人航天飞机计划于2008~2010年发射，研制费35~38亿美元。1994年H-2火箭发射后，日本立即着手改进H-2火箭，改进后能将15~20吨有效载荷发射到近地轨道。日本在决策载人航天时，一开始就根据国情国力，不把规模搞得过大，而且十分重视技术跟踪和关键技术研究，特别是在研制程序和投资策略上科学安排，不但有利于技术力量的充分利用，而且还避免了H-2火箭、日本试验舱和“希望”号航天飞机等投资大项目同时进入投资高峰，有条不紊地确保载人航天顺利发展。为了对日本试验舱的可行性和可靠性进行验证，1995年3月日本用H-2火箭发射了多用途可回收的空间飞行装置。该平台重360千克，由8个舱组成，全部采用模块化设计，能完成日本试验舱的地球观测、大气物理和天文研究、材料加工、生命科学试验等多项试验验证，1996年1月用“奋进”号航天飞机回收。
1995年3月18日，随着H-2火箭的第三次成功发射，日本潜心研究多年的“空间飞行平台”开始遨游太空。该飞行平台是日本第一个小型多用途空间平台，由日本太空开发总署、国际贸易工业部和宇宙科学研究所共同研制，研制工作从1987年开始，开发研制经费高达418亿日元。
该空间站主体呈八棱柱形，直径约446米，高28米，发射时重4吨，回收时重32吨，两个太阳能电池帆板长度均为96米，输出功率可达3千瓦。整个平台采用模块化设计，共分8个舱，其中2个舱装载电池和计算机，其余均搭载试验设备，有效载荷占12吨以上。它运行在500千米高的轨道上，主要用于从事天文、大气物理观测（包括红外、光学、X射线和γ射线等多种手段观测）及小型材料和生命科学试验。它在太空运行几个月后，降低轨道至315千米高度与航天飞机会合。1995年12月由美国“奋进”号航天飞机将其回收。这个空间站飞行的有效载荷是未来“阿尔法”国际空间站日本试验舱的模型。另一与国际空间站相关的试验是平台上搭载一项由144块太阳能电池片串联形成的太阳能电池阵试验，它能获得250伏特以上的高压电流。
H-2火箭
此试验目的是验证空间等离子体对高压电池电路的影响。平台上还搭载了一台小型红外望远镜。该望远镜口径为15厘米，镜内载有4套红外观测仪器，可覆盖1～1000微米的红外波段，这些仪器均浸在零下271℃的液氦中，以确保它们能为测得宇宙起源等奥秘提供线索。另外，平台上还有一项二维太阳能电池阵展开试验。该阵呈六边形，边长65米，由可自动伸展的桁架支撑。此试验是为了开发高效、高可靠性、展开式大型太阳能电池帆板。在“空间飞行平台”上搭载的还有一项采用肼做燃料的等离子推进器试验。该推进器将用于星际飞行的航天器。此次，“空间飞行平台”上的材料试验搭载了3台材料处理装置，可以加工包括先进半导体材料在内的多种材料样品。引人注目的是“空间飞行平台”上也带有蝾螈产卵和发育试验。这些嵘螈上天前已受孕，并全处在冬眠状态，上天后苏醒，而后在激素作用下产下受精卵，这项试验可以获得生命科学的宝贵信息。
国际空间站业余无线电通讯计划
国际空间站业余无线电通讯计划是由美国业余无线电联盟、国际业余卫星公司、美国宇航局等共同组织和发起的一项活动，和太空微重力实验计划一样，是美国宇航局面向青少年的科技教育项目之一。这个计划给学生们提供一个利用业余无线电和国际空间站宇航员直接交流的兴奋体验。教师、家长和社会将看到业余无线电将如何激发青少年对科学、技术和知识的追求。
和国际空间站宇航员对话是一种独特的教育体验，美国联邦通讯委员会支持国际空间站业余无线电通讯计划。借助业余无线技术的帮助，美国国家宇航局希望给世界范围内的青少年提供机会。国际业余卫星公司的志愿者提供技术上操作，指导学校通讯计划。美国业余无线电联盟提供空间站业余无线电的信息，美国业余无线电联盟和美国宇航局总部编制和分配国际空间站业余电台的课程计划并向老师们提供资源，向成百上千的业余无线电操作者，包括在约翰逊太空中心、戈达德太空飞行中心和马歇尔太空飞行中心的美国航天中心的业余无线电俱乐部的幕后工作，提供技术和知识的保障，使这项教育体验成为可能。
未来空间城
事实上，国际空间站最早是作为永久型空间站而提出，但它并不是真正意义的永久型。
永久型主要是指空间站的使用寿命，而要延长空间站的运行时间，空间站本身的各项设施都必须有相应改善，整体提高，人类目前的技术水平暂时还达不到真正永久型空间站的需要，但是科学家们已预见出了发展目标，相信这并不遥远。
空间站虽具有其他飞行器无可比拟的优越性和发展前景，但它的劣势则在于巨大的资金投入，可以说资金将是空间站技术发展的大前提。就目前来看，世界上恐怕还没有一个国家可以独自承担建设未来空间站所需的巨大费用。当前欧洲各国合作组成欧空局，整体参与国际空间站计划，为世界性合作做出模式，国际空间站计划则做出了有益尝试，不仅可以各国分担研制经费，而且还可以技术互补，各展优势，使得国际空间站计划得以进行。未来的大规模航天建设也必然走合作之路，人类共同的梦想必须共同努力，才能更快实现。
我们知道，一个空间站是由许多的系统组成的，而系统又由众多的仪器设备组成，而仪器设备的基本组成单元就是元器件。因此要想提高整个空间站的寿命当然得从最基本的方面抓起，如材料和电子元器件的性能要保证可靠，保证长寿命；尤其在太空特有的环境条件下如真空及真空冷焊、粒子辐射、温度大幅度的交变、疲劳、老化、微流星及空间碎片的撞击等都对材料和器件产生不利的影响。在设计工作中对客观事物认识的正确与否也是重要的因素，在设计中对各种方案要从长寿命入手。
简单化、可靠性、可维修性、可开拓性强，事实上这也是永久型空间站建设的基础。
目前国际空间站是向简单化发展的，即采用积木组合的方式，可以任意组合，使它的装配简单，而功能不断增加，这样对降低成本、取得最大的效益有很大的意义。
随着航天技术的发展，飞行器的可靠性已大有提高。但是未来应在原有的基础上更进一步，投入巨大的人力、物力、财力，进一步提高可靠性尤为重要。
可维修性是延长空间站使用寿命的另一重要方法。空间站的设计中，各系统、舱段间应相互独立，相互联系又互不干扰，零件、设备标准化便于维修更换，比如目前已采用的抽屉式的装配、插板式的组件、标准的设备等都是从这个角度考虑的。
空间站本身还要可变更、可增大结构、可扩大功能，从根本上解决功能单一的不足，开辟航天器功能多样化、多用途的道路。
而设法提高空间站的功能和自给自足的能力，也是一个至关重要的问题，而且包括了多方面的要求。
空间站的自主性一方面体现在空间站本身设施。进一步提高它的自动化程度，它的飞行控制，它的导航定位、交会对接，使这些工作能够达到自主、简单。而目前许多的工作还要靠地面的帮助才能完成。有效地进行故障监测甚至一般故障排除都能自己进行，使它高度自动化，首先能自己检查和发现问题，然后能够自己决定采用什么手段去解决它，减少地面及宇航员的工作量和负担是发展的方向。另一方面缩短宇航员在轨飞行时间和在站停留时间，采用人与自动化系统相结合的模式，充分发展非人因素的优势。
我们都很清楚，在空间站中，宇航员们的衣食住行等生活问题不可小觑。而事实证明，频繁的后勤补给势必会造成不必要的能源浪费。因此，减少后勤补给也是其中一个重要的方面。
为了改善这种情况，宇航员的用水及氧气向自己生产的方向发展，可以用化学反应的方法得到，或者多栽培植物产生光合作用而产生氧气等；水要达到能够回收，经过处理后再重复使用；而部分食品如蔬菜在空间站进行培育生长，可以达到自给自足的程度；甚至可以在空间站驯养一些动物作为肉食的来源，这样将大大地提高宇航员的太空生存条件，对减少对地面的依赖，降低太空生活的成本具有很大的现实意义；我们的发展目标是不仅宇航员能够在太空生活，而且一般人能够进入太空生活，同时还要在其他的星球定居，这个问题不解决是无法实现这些目标的。在这方面，不少的空间站已经进行了各种试验。
而在太空另一个比较大的问题就是失重环境，这是不管在已经发射的空间站上还是正在研制的国际空间站都没有解决的问题。人们长时间在地球引力场中生活，而到了太空的失重条件下是很不适应的，而且那种条件对人的生理各方面都会带来不利的影响，如心脏功能、血液循环、骨骼发育、肌肉以及其他功能等都会有影响，大部分的宇航员在进入轨道的前几天都会感到不适应，有的反应很强烈甚至达到基本不能做事的程度，过一段时间适应了才能消除，这种现象称为空间运动病。正因为这样，所以宇航员的挑选光从身体素质来说就是很严格的，这样一来就限制了一般人进入太空。我们说空间站是太空的地球村，总有一天一般人要进住这个村，那就必须解决失重问题，这个问题也已经被科学界所注意，想出了各种方案，如使空间站绕自身轴或者绕某个中心旋转，产生人造重力，这不是不可能的，但真正用于实际，还要进行大量的探索，也是下一步研究的内容。
发展先进而经济的天地往返运输系统，也是今后所要研究的范畴。因为发展新型运输器是从根本上降低运输费用的途径。
目前在航天飞行中起重要作用的俄罗斯“联盟”号载人飞船、美国“进步”号货运飞船和航天飞机均不是理想的天地运输器，货运飞船运载能力小，使用一次即报废，而航天飞机造价过高，它每发射一次就要花费5亿美元之多。
而未来的运输飞行器首先要克服这些不足，一是具有较大的运载功能，二是可重复使用，三是造价低廉，而后则要速度更快，可以超远飞行。
目前，美、日等国已有许多人构想出了未来的飞行器，除了采用大量先进技术，单从外表就可以看出它们与已有航天器的很大不同。
我们知道，人们研究太空的最终目的就是要利用太空资源。所以，人们对于资源无限的太空应尽可能地合理开发利用。空间站作为开发太空的前哨基地，要充分发挥其作用。空间站上可配备更多、更广、更先进的各种试验设备，开展大量空间试验，并将试验成果尽早应用于太空生产，以期尽快形成空间材料加工、农业生产、太阳能发电等太空产业，真正益于人类生产生活。
面对日渐枯竭的地球资源，人类把发展方向转向了太空。在太空开展人类的产业，将是一个收益甚佳的空间项目，人们已认识到了太空工业的巨大潜力。太空失重及无污染的状态，对材料加工有很大好处，尤其是电子产品、光学、生物制品等，在太空加工会很容易获得高质量高纯度产品。而太空农业也已投入试验，它将是人类未来太空生活的基本保证，是重点研究项目。空间太阳能发电技术，可以说将是对人类贡献最大的空间技术。面对能源需求不断增长，环境污染日益严重，地球资源有限等现实，研究开发和应用可再生洁净能源势在必行。人们把目光投向了太阳，洁净、无污染、取之不尽、用之不竭的太阳能将是人类摆脱能源危机的最佳新能源。
除能源危机之外，当今全球还面临一系列其他重大问题，如物种灭绝、沙漠和土质退化、气候异常、南北极臭氧空洞、人口增长过快导致人口爆炸……
当今全球所面临的问题——沙漠化
人类解决上述危机的出路不外乎两条：①加强治理，保护环境，控制人口，②去茫茫的宇宙寻找和开辟新的生存天地，去建设我们的太空家园。载人空间基地就是我们的未来家园的雏形。
未来的载人空间基地
由最初的“礼炮”号空间站，到运行十几年的“和平”号，再到现今的国际空间站，人类的太空探索已经逐渐起步，可以预见，能够长期飞行的永久型空间站离我们并不遥远，它的真正实现将会使空间技术发展迈上一个新的台阶。踏上这个台阶，人类将登得更高，去实现新的未来计划——载人空间基地计划。
效用整体大幅提高的永久型空间站的出现，将是空间科学技术的一大进步，它将使空间资源得到更进一步的开发。它已被列为可行的未来发展阶段。
那么，什么是载人空间基地呢？我们一般把具有对其他航天器有在轨服务能力的空间站称为空间基地。也就是说，空间基地是可以在太空为其他航天器提供服务，而不仅仅是被动接受外来服务。这也是它与空间站的根本区别。
载人空间基地的作用可以形象地比喻为一个太空中转站。航天器从地球发射到空间基地上，可以在那接受一系列服务，而后或是在站继续工作，或是被发往更远的轨道。
另外，载人空间基地可以提供能量能源补给服务。我们知道，各种飞行器所携带的能量都有一定限度，人类今天的航天飞机之所以还不能飞向更遥远的外太空，没有充足的补给是重要原因之一。而实现载人空间基地后，飞行器可以只携带部分能量，发射到基地接受补给，再继续飞行。这个过程就好像汽车到加油站去加油一样，只不过飞行器是在天上，它加注的也不会是汽油，也许是电能、热能，或者是更为实用的太阳能。
现在趋势表明，人类未来的航天器将会向着大规模发展，对于不能一次发射升空的飞行器，可以经由多次发射，在基地重新组装，再整体送入太空。因为太空是失重环境，同样大的东西，在太空移动会比在地球上容易得多，所以在空间基地只需设计一些会飞的“托运船”就可以轻而易举地移动那些组合起来的庞然大物，把它们送到轨道上。
而对于高投入、高风险的太空作业，最重要的就是可靠性。当航天器被发射升空后，可以先进入空间基地，接受检测，进行维护，这样可以使得航天器有更为良好的状态投入使用，保证了其安全可靠性；对于在太空出现故障的航天器，也可以及时返回基地进行检修，而不必等到地面做出处理，这也使得故障得以及时排除，以减少损失；而航天器在运行一段时间之后，会有必然的损耗，空间基地便于随时维护，则更有益于延长使用寿命，这对于昂贵的空间设施是极为重要的。
而对于太阳系其他行星的探索将是今后相当一段时间内的重大科学活动，以载人空间站为基地，承担飞行中转站的作用，组装载人的和不载人的航天器，发射到其他行星或进行宇宙探测，将具有很多优点。
我们知道，任何飞行器的飞行距离总是有限，从地面被发射之后，由于受能量补给等原因的限制，它们不可能飞得很远很远，然而人们要探寻的星球却远在天边。空间基地则可以满足人类向更遥远的星球进发的愿望，它将可以作为天上的中转站，由它再向太空发射航天器，会比从地面发射飞得更远。人们可以从它向月球、火星或是更远的天体发射卫星、探测器甚至飞船。它将不仅仅是一个停靠站、维修站，而且是一个可以在太空进行发射的空间发射基地。
那么，载人空间基地对空间开发都有哪些重要影响呢？研究表明，它将大大延长航天器寿命，从根本上降低成本。这也是目前人类的航天活动有待改进的重要问题。空间基地的出现，它的在轨补给、维修作用十分有益于航天器以良好状态进行长期运行。我们以卫星为例，目前的人造卫星多是功能单一、寿命短、成本高，由于它体积有限，飞行一定时间如果缺乏补给，就会报废，或是必须回收，重新发射，如果有意外故障，地面则无法控制，只能放弃，这样对于本身投入就很高的航天活动是极大的负担。而空间基地则可以及时实行检修，补给能量，使得卫星可以继续工作，持续探测，从而不仅能降低成本，更能提高效益，为航天器提供“再生”的机会。
与此同时，载人空间基地也在为开发复杂的大型航天器开辟道路。事实表明，开发大型航天器是未来太空发展的必然趋势，规模大，收效则大。未来依靠太阳能提供能源的各种飞行器需要能量越多，则接收太阳能的帆板就要相应越大，有的可达上百吨乃至上万吨。这种重量几乎是运载火箭不可能承担的。空间基地建成以后，大型航天器则可以从容地在天上组装，再分批运送入轨，这样就使原本不可成行的大型空间飞行器可以在太空为人类服务，实现太空活动的大规模化。
载人空间基地作为未来的空间设施，还会有许许多多人们不可预知的优越性，甚至人们难以想象的巨大影响，但可以肯定，它不是遥不可及的梦想，而是可以实现的未来航天计划。载人空间基地的最终出现，将使许多原本只能在地面上做的事可以在空间进行，使人类一直以来以地球为基地进行的“地基”阶段进入以空间基地为基础的“天基”时代，这将使太空探索发展到一个全新的阶段，将是人类空间活动的一个里程碑式的进步。
太空城的方案设计设想
建造可供人们长期生活工作的太空城，既是人类的梦想，又是空间技术发展的必然，特别对于进行太空移民和深空探索，有着特别重要的意义。
伞架子式的太空城
未来的太空城美国普林斯顿大学物理学教授奥尼尔博士对建造太空城已经研究很长时间了。1977年，他出版了《宇宙移民岛》一书，提出了3种宇宙岛设计方案，其中的“奥尼尔三号岛”是一种伞形结构的太空城。它像张开的伞，伞把是两个巨大的圆筒，这个伞特别大，光伞把就有6500米粗，长3200米。在这个大圆筒里，可以居住100多万人。两个伞把用传动带连到一起，每分钟以一转的速度旋转，从而产生人造动力。伞把的四周是玻璃窗，窗外用挡板遮挡着，盖板内镶着大玻璃，扣上盖板里边就是黑夜，打开盖板，镜子将外边的阳光折射到里边，里边就是白天了。
圆筒里边是真正的城市，有山丘、树木、花草、河流，有体育场、电影院、大酒店，还有机场、车站和码头。太空城里的居民外出办事，可以像在地球一样，或乘船、或乘公共汽车、或乘飞机，或者干脆把手一挥，打的走，非常方便。尤其称奇的是，这座太空城还可以进行人工降雨，有晴天、阴天、雨天和冷暖的变化。科学家把伞架子边缘设计成农业舱室，在农业舱室里，通过温度控制，可以在不同的舱室分别制造出春、夏、秋、冬一年四季的季节来呢。因此，农业舱室粮食作物郁郁葱葱，瓜果蔬菜一应俱全，由于温度、湿度适宜，在那里，奶牛成群，猪羊满圈，小鸟欢唱，有益的昆虫飞翔，整个一个天上人间。生活在太空城里的公民一年四季都可以吃上新鲜的蔬菜、瓜果和粮食。
由于太空城里的环境十分优越，因此呼吸的也都是新鲜空气，再也不必担心在地球城市中的空气污染了。优越的环境加上采取先进的栽培方法，在那里吃的也都是绿色食品。
圆环型的太空城
这样的太空城就像一个大轮胎，轮胎的直径为1800米，仅大圆环的直径就有130米，里边可供1万人长久居住。圆环以每分钟1转的速度自转，产生重力环境。
为了使圆环里能享受到充足的阳光，在圆环的上方安装了一面巨大的镜子，将太阳光折射到圆环中央的镜子上，然后由它折射到圆环的百叶窗上，百叶张开，阳光进入，里面为白天；百叶闭合，里面为黑夜。在圆环的中轴上，靠近圆环的一端是太空港，设计了许多对接装置，接送来往人员，向太空城里运输货物和向地球运输太空垃圾和产品的宇宙飞船在这里停靠。同时可以接待好多艘飞船来访。另一端就是太空工厂和太阳能发电站了。中轴有6根辐射管通道与居民区相连，人们可乘100多米的电梯，通过辐射管道进入中轴，再沿着中轴去工厂上班。
科学家由“向日葵”得出了建造“向日葵”城的灵感在这个大圆环里面，按不同用途分成若干个舱段，每个舱段即是一个区域。有居民区、学校、医院、饭店、旅店、农场、肉类加工厂、太空工厂等等。尽管在太空城里生活的人们都很文明，但是，必要的管理工作还是需要的。因此，还是要设立如居委会、警察局类似的机构。
走进工厂，你会看到偌大的工厂里几乎看不见工人，全部是计算机控制，也没有噪声和污染。走进农场你会看到一台台不冒黑烟的现代化机械在不停地工作，身穿白大褂的农场工人坐在电脑前，用电脑控制着这些机械工作。在明媚的春光下，青椒、茄子、豆角、西红柿张着笑脸，小麦、玉米等粮食作物在春风下摇曳。这些无忧无虑的小生命们，已经忘记了地球。
“向日葵”城
1975年，美国有一位科学家曾经提出了一个叫“向日葵”城的太空城方案，顾名思义，这座太空城的样式有点像向日葵，主体是一个直径达450米的圆筒，以2转/分钟的速度自转，这样可以产生像地面一样的重力，人在上面生活、工作像在地面上一样。周围配备圆锥形反射镜反射阳光，最外边是农业区，最上面是聚光镜，靠这面镜子聚集的阳光发电为城内提供电能。“向日葵”城可居住1万人。
太空花园
美国太空总署为配合星际探险计划的开展，与波音公司合作研制了一种名为“愉快花园”的适应性太空舱。这个太空舱实际上是一个保持受控状态的生命维持系统。在这个系统中，将种植各种花卉、果树和粮食作物，既为太空人提供良好的环境，又为他们提供食品和水果。整个花园里产生的二氧化碳将由小球藻系统来排除和制造氧气，保持新鲜空气。太空花园还专门设立了“运动区”，供到这里旅游参观的客人进行太空运动，运动区的引力相对较弱。
太空集体农庄
为了实现太空移民和长期载人航天，目前，美、日和西欧在21世纪的太空计划中，将植物在密闭的太空舱内进行长期生长试验作为重点研究项目。为此，设计太空集体农庄的工作已经开始进行。
目前，科学家的设想是把太空集体农庄建成球冠状。利用其外面可以转动的反射镜调节室内温度，通过人工努力，为植物营造一个像地球上一样的生长环境。科学家们通过对从月球上取回的土样成分进行化验分析认为，月球土本身不能种庄稼，但只要稍加改造，就可以成为在太空农场里种植庄稼等植物的土壤。更为重要的是，这种土壤还可以提取氧气和合成水分，这样就可以解决农场工作人员的生活用水问题了。
太空农场种植的庄稼、水果，不用洒农药，因此，是地道的绿色食品。未来的太空农场将全部实现机械化，工人在室内按电钮就可以对农场进行管理了。
太空城的方案还有许多。随着时间的推移，当太空城建造正式开始的时候，还会有更多、更好、更为科学的方案问世，届时，一座座太空城将呈现在人们面前，期待着人们的光临。
非同凡响的空间医院
事实上，人类开发太空的目的大致有3项：①到空间去获取资源；②对人类是否能适应太空环境进行考察；③向现代医学挑战。
科学试验表明，航天员在长期失重条件下不仅能耐受空间真空和高低温环境，而且还能工作。尽管如此，目前仍有一系列航天医学方面的难题，如在失重环境中，血液会大量涌向头部，从而造成血液循环系统和平衡系统功能性紊乱，出现呕吐昏眩症状的所谓“空间运动病”；除此之外，长期失重还会造成人体骨骼疏松，脱钙与脱磷等无机盐代谢紊乱，使肌肉萎缩；失重还对人体的免疫力和遗传有影响，而这些生理反常现象，仅凭遥测和航天员的感受来探索是很难深入研究的，必须依靠医生亲临现场做多方面的体验与考察，才能有效地解决。
针灸
事实上，早在1964年，前苏联就派叶戈罗夫医生随“上升”号宇宙飞船到轨道上，在那里停留了24小时，从事了相关医学课题的研究工作。10年后，又派遣阿季科夫医生乘“联盟”号宇宙飞船到“礼炮7”号空间站上“出诊”。
而随着新世纪太空科技工业的兴起，将来大型空间站、太阳能发电站、空间工厂等的建设，在太空工作的将不只是几个航天员，会有几十人乃至几百人。因此，在考虑太空开发规划的同时，必不可少地要考虑空间医院的建设，以便解决航天员的医疗问题，以及利用空间有利环境治疗地球上难以治疗的某些疾病。未来的空间医院将是一个综合性的医疗系统，集研究、治疗、休养于一体。
我们已经知道，空间运动病是航天员在失重飞行中碰到的共性问题。在载人航天史上，空间运动病频繁发生，而下面一组统计数字则足以说明这一点：前苏联“上升”号宇宙飞船上的航天员发病率约是60％，“礼炮”号空间站上的发病率为40％左右，美国“阿波罗”宇宙飞船上航天员发病率为37％，“天空实验室”上的为555％，航天飞机上的为53％。空间运动病仍然是航天医学领域亟待解决的问题，它严重影响航天员的健康、工作能力和安全，尤其对于短期载人航天危害更大，在发射后短期内出舱活动或救生应急返回，是对航天员安全的一种威胁。目前来看，对空间运动病的治疗，主要方法有限制头部运动和服用抗运动病的药物。杜仲由于头部运动加重了空间运动病症状和视动性眼震以及错觉感，所以空间大夫应教会航天员有意识地控制头部运动，而在必要时还要用颈圈来限制头部运动。服用西药会出现某种副作用，同时亦不能完全消除空间运动病的症状。科学家们在勾画空间医院蓝图时指出，该类医院将开展中西医结合治疗，发挥气功、针灸、中药的优势，进行综合性医疗研究。
例如，中国的“长生不老药”——杜仲，就可作为空间保健药供航天员服用，据说它有促进蛋白质代谢、增进合成能力的功用。根据杜仲的药理推测，它能在微重力环境下起到抗肌肉和骨骼老化的作用。人们坚信，通过中西医的共同研究与探索，定能找到有效防护和治疗空间运动病的方法。
此外，空间医院还需要特别注意研究在空间长期生活中会出现哪些特殊病，采取什么措施可以防止它们的发生。据长期载人航天试验资料的统计分析，多发病为人的血管功能改变、骨骼脱钙、疲劳、睡眠紊乱、辐射损伤，还有一种常见病称为“心”病。虽然在短期载人航天史上还未出现过因乘员的感觉、认识和心理障碍而使飞行归于失败的先例，也未曾听说过不良的心理反应引起航天员的生理机能受到明显损害，但随着空间基地建设，面临转向长期居住空间这一新生事物的出现，人际关系、社会及心理状态等问题就会接踵而来，而且日益复杂，处理这些问题也会越来越困难，处理不好便会严重影响任务的完成。
我们知道，太空科技工业基地将是一个“与世隔绝”的小型社会，什么样的人都会碰到。人长期生活在这种环境里，会出现各种异常心理和心理生理的反应。有害作用使人从厌烦和无精打采，直至发展到不利于身心健康的焦躁不安、睡眠紊乱、疲惫不堪和认知受损，最终导致敌意或抑郁过度使性格孤僻。曾有一位长期在太空生活过的航天员回忆起当时的情景，他认为在空间共同生活不会是宁静的，航天员之间也会有意见分歧，有时甚至会对同事极为恼怒。但在失重状态下，站立不稳，就连想打人都很困难，有时即使感到灰心丧气也没办法，只觉得非常疲劳，常常不知道哪件事就会引起争吵。另一位航天员则回忆说：在空间出现控制不住的心理状态，也有周期性变化，有时会情绪紧张和难以入睡，有时却乐意把闲暇或娱乐时间用于工作以打发时间，因为在工作中能感到时间过得快些，这样可消除因感觉时间过得慢而产生的孤独、寂寞、头痛、背痛及其他身体不适感。人们分析，无所事事会导致心理危机，在失重环境下尤为严重。
除此之外，长期在空间生活还会出现一些难以预料的险情。一些人在空间停留时间越长，越想返回地面与家人团聚。一些人因心理因素和个人因素导致事故发生。
有一次，某位航天员本来分工在空间站内，监测另一名出舱航天员的生命保障系统，因被太空美景所吸引，抑制不住想欣赏一下的强烈欲望，于是违犯操作规程，将头伸出舱口，因未将安全带系牢，身体在失重下来回旋转，并逐渐漂离空间站，幸好被出舱的航天员及时发现，抓住了他的脚，才使他侥幸脱险。
在空间活动的行为表明，在地球上许多看来是无关紧要的小事，而到达没有地方发泄强烈情感的空间环境里，会变得十分重要。若对一些小事处理不当，造成人员的心理障碍，轻则影响工作效率，重则出现事故，后果不堪设想。而建立空间医院后，航天员出现心理障碍后可到医院找心理医生咨询，有针对性地帮助消除障碍。与此同时也可让航天员轮流到空间医院定期疗养，通过改变日常生活安排、休息、锻炼及检查治疗，增加娱乐活动，使空间生活变得有情趣，打破长期待在太空令人厌烦、乏味、孤独和沉闷的气氛。与此同时，空间医院还可研究如何去调动人的积极因素，设法使人类通过自身的努力来维护和提高自己对空间环境的适应能力，训练并使他们掌握利用社会心理学知识，处理好人际关系。由此观之，空间医院的建立，将为人类征服宇宙，排除各种干扰立下汗马功劳。
科学家指出，空间医院不仅负责心理治疗，更重要的是研究如何确保航天员的生命安全，其中包括研究如何采取物理预防措施，如体育运动、电刺激、下身负压、防护服等。还要研究空间用的药物，进行临床治疗与预防。这些药物的功效在于：动员机体自身的代偿适应机制，以提高对极端因素的耐受性，预防感染、辐射损伤等；治疗疾病；消除疲劳和精神紧张。在失重状态下，机体出现体液向上移位，从而出现一系列血液循环变化以及站立耐力降低的现象。空间药理学的任务，是要寻找有效药物使血液重新分布正常化，消除小循环和大脑血液循环系统的晕血现象，预防心脏活动的紊乱，提高站立耐力等。其中特别重要的是研制预防和治疗心律不齐药、强心剂、影响心肌能量储备药、调节血管张力药等。空间医院建成后，所积累的许多医治太空病的经验与良方，将推广应用到地球上来，使更多的人受益。
有人曾乐观地估计，空间医院还将是地球上病人的疗养胜地。在那里，可以有效地利用无重力、无菌、真空这些特定环境治疗某些疾病。例如医治大面积烧伤病人，在空间医院里，病人不需要着床，可飘浮在空中进行悬浮治疗，这样绝不会生令人烦恼的褥疮，而且在无菌下不会受到感染，有利于伤口的愈合。对于心脏病患者来说，空间医院是疗养的好去处，因为它能促进身体的早日康复，在太空失重条件下，血液重量及黏度均减小，心脏只需花费地面1／4的力气就能推动血液循环。这对患有心律不齐和心肌梗死的人来说，心脏负担会大大减轻，能促进心肌的自然恢复。在空间医院里，治疗呼吸系统疾病也很有利，如治疗肺气肿和哮喘病，都具有地面上无可比拟的优点。对于骨折治疗，无重力环境下，上石膏就更加简便了。而腿脚不灵活、腰痛无力的人可以在太空中自由行走。空间医院建成后，航天员可随时到医院就诊，白衣天使亦可到各工地去巡诊，地面上的一些伤病员也可乘坐航天飞机到空间医院去治疗，相信在不远的将来，这些愿望可以成为现实。
太空城
太空城是人类移居外太空的梦想。在茫茫太空中，有一座座“高楼大厦”在日夜不停地运行着，数万、数十万甚至上百万地球人在里边工作、生活着。这个庞然大物里工作、生活所需要的物品一应俱全，环境幽雅，绿树茵茵，小桥流水，蛙鸣鸟叫……简直是一个世外桃源。这就是未来的太空城。
太空中的建筑业
或许当我们谈到空间建筑业时，大家也许感到有点不可思议。但事实上，现在国外一些大型科研中心的蓝图上，已经描绘出了永久型空间站、空间制药厂、空间冶炼厂、空间太阳能电站、空间旅馆、空间医院等的结构外形与施工方案。不久的将来，空间建筑师们就要奔赴太空，开工建设了。
我们知道，太空工地处于特殊环境，具有许多不同于地面工作的特点。在广阔无垠的太空中，万籁俱寂，由于是一片茫茫的真空宇宙，尽管空间建筑工人在那里紧张地架设桁架、固定接头，但丝毫也听不到通常的玎珰响和砰啪声。此外，失重条件又给建筑师们带来了许多方便，人们有可能建筑任意形状和大小的建筑物，不需要过多地考虑建筑材料的承压力和所配置的设备载荷。但是，空间温度的急剧变化，也会给建筑业造成严重的困难，使材料和构件变形。所以，寻找像石墨一类的膨胀系数低的建筑材料，以满足空间建筑业的需求显得尤为必要。
事实上，空间建筑业是一个新型行业，需要突破许多技术难关，比如空间装配技术就是其中之一。而大型太空建筑结构，离不开横梁和桁架，空间用的桁架体积很大，从几百米到几千米不等，在地面很难制作，也无法运输。通常在地面把横梁卷绕成盘状，装在航天飞机的货舱内，送入太空工地后，由横梁制作机自动地把盘状材料切割成所需的长度，以供架设太空结构用。横梁制作、横梁装配、桁架展开以及成品结构总装，是建造大型太空构件的4个主要步骤，它们都必须在太空进行。通常，首先将第一批运送到太空的组件拼接成立方形的空间建筑的中横梁心体，或者利用折叠式的梁在空间展开，再竖成中心体。在中心体上装配新的装配件——起居室、设备舱、生命保证舱、库房等。然后，这些空间建筑工人仍到舱外活动，去装配第二个立方体，在第二个立方体基础上增加更多的装配件，扩大空间建筑物。
建筑工人在太空中作业，犹如水中的微粒处于某种悬浮状态，除了使建筑工人产生一些不寻常的感觉外，还会带来许多特殊问题，特别是难以和操作面保持确切的相对位置。工人在操作时要十分谨慎小心，因为稍有大意将扳手或螺栓掉落下去，虽然用不着担心会砸到自己的脚上，但要把它取回来就不那么容易了，它总是在你够不着的地方游荡。所以说，空间建筑工人本身以及所使用的工具、部件等，都必须用绳系住。当然，失重对操作工来说也有有利的一面，如太空建筑工人只要用极小的力气就可以安装好地面上十分笨重的构件，这是长期生活在地面上的人们一时无法想象的。
研究表明，建筑工人在失重情况下开始工作时，首先要做的事就是使自己的身体固定下来，或者从支架上找到一个支撑点，以免从工作地点飘走。为了使建筑工人定位，可以设计一种带有磁铁或凸轮的专用鞋，鞋底的凸轮可以卡在工件的凹槽内，并采用特殊形状的定位专用工具。在通常情况下，它有3种形式：①在螺丝帽的孔内嵌入钢扣簧的弯曲头，建筑工人的手可握住扣簧而定位；②定位设备是固定在带拉杆的螺钉上，拉杆的另一端则系在建筑工人的腰带上；③是在螺帽上套着带有手柄的定位撑杆，建筑工人用手握住支撑杆就能定位。
科学家指出，所有这些设备，都会有助于建筑工人在太空失重下的定位。为了适应太空环境，人们在地面建筑中常用的工具不能立即拿到太空中去使用，必须要加以改进与革新。比如说，太空用的锤子与地面的完全不一样，其结构非常简单，但构思却很独特，锤子的敲击部分采用空心的，内部装的是金属球，当敲击时，下面的球往上跑，而上面的球则往下行，通过它们之间的摩擦来消除反冲力。因此，这种锤子与通常的锤子不一样的地方，就是在敲击后不会出现反弹力，有利于操作。太空用的剪刀做得也很巧妙，剪刀与手柄是组装而成的，根据需要可把剪刀卸下，而把平口钳、克丝钳等不同的工具换到手柄上去，还由于采用了双臂传动系统，由此可使建筑工人操作起来十分省劲。而太空钻孔专用机做得更为别致，其形状为圆锥形，有趣的是钻孔钻进的材料越深，钻出的孔就越大，在实际进行操作时无需用力去压它，它会自动地伸进所加工的材料中去。除此之外，还有一种空间用的消旋电气传动装置，其原理是在使转子旋转的同时，定子也在旋转，只是旋转的方向不同，结果是一种方向的旋转抵消了另一方向的旋转，因而也无反作用力产生。并且在这种消旋电气传动装置上，装上圆锯、螺丝刀、钳子、冲孔器等，在操作时，手既感觉不到振动，亦感觉不到有后坐力的存在，而且几乎听不到响声。
而一旦进入大型空间站、空间太阳能发电站等建设时期，为了减轻工人的劳动强度，科学家们认为最好的出路是全面实施机械化。一种是使用遥控机械手，它有7个自由度，能模仿人的肩、肘、腕、手的动作，可在太空架设桁架。此外，还有另一种是自动遥控架梁机，它带有一个安装控制器的敞开式工作台，与地面建筑工程用的液压传动的特种起重机相类似。身着航天服的建筑工人被牢靠地固定在平台上，利用遥控机械手可进行50米外的空间作业。此外，还有一种经过精心设计的舱式机械，也叫做自由飞行器或轨道机动飞行器，这种飞行器能在太空中自由飞行，为建筑工人任意漫游太空工地、运输物资器材、架设横梁桁架、救护失去工作能力和处于困境的工作人员提供方便。
桁架
而在大规模空间建筑开始之后，需要在空间建立长期性的低轨道载人建筑基地。这种基地应能容纳若干个小型作业组在里面工作、生活3个月，基地内配备有自动桁架制造机、架梁机械、各种备件与工具、特种预制件以及供组员生活保障的物资。除此之外，为了把工人和物资及材料等从低轨道转移到高轨道上去，还需要配备载人变轨飞行器，亦称轨道转移飞行器。
21世纪，在令人神往的空间建筑事业中，将出现装有吊车的大型货舱，可以在导轨上移动，并设有固定的控制指挥中心。到那时，空间机器人也将成为空间建筑的主力军，空间建筑工人完全可以像在地面现代化工厂那样从事工作，坐在信号灯闪烁的控制台前，远距离操纵各种各样的机械设备与仪表，创造出更加光辉灿烂的人类文明。当空间建筑业兴旺发达时，大兴土木建造空间城市的日子也就指日可待了。
太空工人——空间机器人
新世纪太空科技工业发展迅速，与此同时，也带动了空间机器人事业的飞速发展。研究表明，空间机器人将逐步担任主角，而人将退居二线。据科学家估计，建造一个500万千瓦的空间太阳能电站，需要600多人在空间工作半年时间，其中100多人在低轨道空间基地工作，而其余的则到地球同步轨道空间基地上去工作。并且还需要建立一支空间基地及发电系统的维修保养队伍。由此可以想象，未来的太空开发活动，将需要大量的人去完成。
空间机器人
我们知道，在以往的太空开发中，航天员已经创造了许许多多的奇迹，如登陆月球、舱外捕获失灵的卫星、太空修理“哈勃”望远镜等。但是这些活动究竟花了多少代价却不为人所知。未来开发和利用空间的前景虽十分美好，但要使人类能在太空中停留，就必须有庞大而复杂的生命保障系统、环境控制系统、物资补给系统、救生系统等，而这些系统耗资惊人。据科学家预估得出，永久性载人空间站，其中生命保障系统、居住系统和航天员舱外活动系统3部分的体积约占核心舱总容积的16％，功耗占空间站总功耗的25％～38％，研制费占总经费的20％。而另据估计，为了保证航天员在太空中活动，每个航天员每天花费50万～100万美元。
由此看来，开发太空决不能像在地面工厂那样，将成千上万的工程技术人员和工人送往太空，去从事各种空间材料加工、空间生产、空间装配、空间修理等作业。而唯一的解决办法，便是研制大量的机器人，把他们送上太空取代人类，使之成为劳动的主力军，成为航天员的得力助手。我们可用人体来形象地对空间机器人加以比喻，机器人好比人的四肢和躯体，由他们完成各种各样的繁重工作，而人的作用则相当于大脑，指挥和监控着所有的机械活动。而倘若要使太空科技工业具有最高的生产率，最低的运行费用，一种最为有效的途径就是在人的监控下，将机器人和高度自动化系统结合起来，组成高可靠、高效益的人机混合系统。
我们知道，机器人是一种通用机械系统，它也像人一样，可以在事先未知的环境条件下完成各种各样的任务，具有对外界环境的感知、推理、判断和决策的功能。但必须指出的一点是，人们也早已意识到并非所有的机器人都能到太空中去工作，因为空间环境与地面环境有着天壤之别。空间机器人工作在微重力、高真空、超低温、强辐射、照明差的环境里，因此与地面机器人有着很大的差别。在失重状态下，只要加速度不太大，纤纤细手也可挪动庞然大物。譬如说，航天飞机上的遥控机械手，是用复合材料制成的6自由度的机械臂，长达15米，自重400千克，在地面上虽然软弱无力，连自身重量的物体都抬不起来，然而，一到太空却能举起几十吨重的载荷。但凡事有利必有弊，在失重状态下，只要对物体稍加推动，它就立即飞走，这给操作带来诸多不便，特别是给视觉识别带来麻烦。比如说，在地面上，放在工作台上的物体总是以固定面朝向视觉镜头，而在太空，漂浮的工件可以任何方位朝向镜头。这样空间机器人就必须具备三维视觉系统，还需配以特殊的标志码来识别物体及其方位。并且要求手指能灵活地选择所要抓取的方位上的物体，并带有接近觉、触觉、滑动觉、力觉等智能传感器，以便配合视觉系统来完成操作任务。在失重状态下，任何物体包括机器人本身都是处在漂浮状态，这样空间机器人必须是多臂型。一只固定用手臂抓牢某个结构件而稳住自身，一只操作手臂稳住工件，另一只操作手臂用来完成操作任务。而在高真空条件下，空间机器人的活动关节，与地面上的机器人活动关节也有本质上的差别，它需要采用固体润滑，并且要解决高真空条件下的金属冷焊问题。由于空间的微重力环境，操作手的动力方程与地面有较大差异，因此说空间机器人是一种特殊形式的机器人。
值得一提的是，被选聘到太空工作的空间机器人，除了要能适应空间环境，还必须具备体积小、重量轻、挠性大；智能高、功能全、多臂型；微功耗、长寿命、高可靠等特性。而空间机器人在太空主要从事的工作则是：空间建筑与装配；卫星和其他航天器的维护和修理；空间生产和科学实验。
美国研制的空间机器人空间建筑与装配是空间机器人的一大任务，尤其是在空间建设的初期阶段。一些大型结构件，如无线电天线和太阳能电池帆板的安装，大型桁架及各舱段的组装等舱外活动，这些都离不开空间机器人。空间机器人去舱外将承担大型构件的搬运、构件与构件之间的联结紧固、有毒或危险品的处理等一系列任务。据估计，空间建筑一半以上的任务，将落在能进行舱外活动的机器人身上。舱外活动机器人的特点是，在其末端操作器上带有高级遥控装置，可多臂协同工作，并配有工具夹和供货盘，由现场的计算机和专家系统给出工作指令，完成各种建造任务。
随着空间活动的不断深入，人类在太空中的财产将会越来越多，世界各国已向太空发射了很多航天器，其中人造地球卫星约占90％。而这些卫星一旦发生故障，丢弃它们再发射新的卫星，一是很不经济，二是增加了空间垃圾，因此必须设法加以修理。而空间机器人将会把出现故障的卫星从轨道上抓回来，带到空间站上去修理，然后再用辅助火箭或轨道机动飞行器，将修复的卫星放回太空轨道上。倘若有的航天器不能带回空间站修理，大多利用智能机器人乘坐自由飞行器去执行任务，对某些部件进行拆卸和再组装，或者对构件进行切割和焊接。事实上，有很多航天器，为了延长它的工作寿命，需要不断补给被消耗的物资，如照相胶片、氮气、燃料、冷却剂等。在这些物资中，有的是有毒物质，有的则具有强腐蚀性，有的低温冷冻，在失重状态下很难处理。而派舱外服务机器人去执行这些任务，既经济，又安全，可谓是两全其美。舱外服务机器人携带全向天线，以便与空间站保持通信。除此之外，还带有激光雷达和彩色立体视觉系统，用以导航和识别目标。并且，机器人手指上装有触觉传感器、滑觉传感器、接近觉传感器，腕臂上装有力觉传感器，用以增加操作的灵活性和精确程度。体内可携带工作所需的工具、元器件。需要时可乘坐喷气背包飞离空间站去执行各项任务。
而舱内机器人则主要为科学有效载荷服务，因此，应按照实验的要求来选择机器人，可供选择的品种是很多的。他们不仅要执行应急和修理任务，而且要执行像添加反应物、产品收获、中间采样分析、搜集各种样品等一系列任务。舱内机器人的存在大大减轻了航天员的劳动强度和紧张情绪，并可在航天员离开现场时作为替补参与工作。有一种被科学家命名为“蜘蛛王”的小型舱内机器人，通过8根凯夫拉绳与机器人的工作环境相连接。这些凯夫拉绳从“蜘蛛王”身躯的边角延伸到工作空间各个触点上。通过增大或减小特定绳的拉力，机器人便可在整个工作间内移动，其位置精确度和重复率高得令人吃惊。
所以说，空间机器人在太空科技工业生产活动中，无论是在提高安全性方面，还是在提高生产效率和经济效益方面，都起着难以估量的作用。随着航天活动的不断深入，空间机器人必将得到新的发展。在不久的将来，当人类重返月球，飞向火星，飞出太阳系之际，空间机器人将以崭新的面貌大显神威！
康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基
齐奥尔科夫斯基是现代宇宙航行学的奠基人。他最先论证了利用火箭进行星际交通、制造人造地球卫星和近地轨道站的可能性，指出发展宇航和制造火箭的合理途径，找到了火箭和液体发动机结构的一系列重要工程技术解决方案，他有一句名言：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”
太空工厂
人们早已意识到，太空将逐步成为人类赖以生存的巨大的资源宝库。目前，科学研究已经发现，月球和其他行星上存在着大量铁、硅等资源，而且人类进入地球轨道和外层空间后发现，资源不仅仅是人们传统意义上理解的矿藏，特殊的环境和条件也是人类可以利用的重要资源。太空的高远位置、空间微重力环境、强宇宙粒子射线辐射和高真空环境都是极其宝贵的资源，这些不同于地球的资源，将在未来的十年中促使人类的高科技发生一次大的革命。
太空的微重力状态有助于人类进行更广泛领域的新材料加工。由于地面和空间环境有别，所以加工材料可利用的外界条件不同，空间实际上是人类所需要探索研究的新领域。利用特殊的空间资源，可以生产在地面上难以生产或生产效率很低的材料。微重力和超真空提供了制造纯度极高的大块半导体晶体的可能性。
单晶硅和砷化镓之类的半导体晶体是电子工业的基础。但地面上形成的半导体块很小，且由于对流的影响，晶体的纯度和均匀度都较差，使最后制成的集成电路块的某些电路失效。在太空微重力环境下，因未受对流的干扰，形成的半导体晶体不仅块大，而且均匀度极好，几乎是无瑕的。电子与计算机工业的迅速发展，对高性能大规模集成电路的需求日益增加，科学家们已把注意力集中到能够代表下一代器件材料的砷化镓上。这种材料具有开关速度高、功耗低、温度性能好、抗辐射性强并且具有能够发出相干光的优点。大量生产高质量的砷化镓看来只有在太空环境中才能实现。光学纤维作为信号载体已获得了日益广泛的应用。地面制的光纤存在着内应力的缺陷，杂质含量较大，从而对通信信号造成很大衰减。在地面上生产光学玻璃和陶瓷超导材料同样不能得到满意的结果。
在空间微重力环境下加工生产，通过改变材料成分和微结构，可以使其性能大为提高。微重力环境对防止晶化、消除杂质和损伤，以及在高温下加工和表面处理具有深远的意义。这些材料对于激光技术和激光器件、光学探测技术、红外发射器技术、光纤通信技术、超导技术的发展将产生巨大的积极影响。聚苯乙烯微球在校准电子显微镜和滤光板、医学诊断上有广泛用途。在地面上进行聚合反应时，由于存在沉积作用和形成乳状液现象，很难形成均匀的微球。而在太空环境中，直径小于2微米和大于40微米的聚苯乙烯微球很容易制造。
在太空中另一类重要的生产加工领域是合金和特种材料与产品。在微重力条件下利用混溶隙和汽相合金加工的方法，会形成新的合金结构和特性。在空间出现的凝固现象甚至还会改进合金系统的许多特性。在太空中还可以制造出性能优异的铸件、超薄薄膜、高纯材料、耐酸腐蚀材料、多性能材料（如可锻钨）等。太空工业化有可能使重要的高科技领域──材料科学发生革命性变化。
同样利用太空的微重力状态可以进行细胞、蛋白质晶体的生长与培养；宇宙空间充满的各种强烈辐射使种子、微生物以及各种细胞的遗传密码在排列上发生变化，从而产生出更多更有价值的新物质。外太空环境的奇特性不光在集成电路、农业育种等领域得到广泛利用，它同时也为生物材料加工提供了更高更快的分离纯度和速度，由此人们可以生产出大量新的高纯度的珍贵药物，癌症、艾滋病等现代医学尚未攻克的疾病或许有望不再成为绝症。
利用外太空进行商业化活动，是人类文明发展的必然趋势。在未来十年内，人类或许将登上月球以外的其他小行星。美国航天界曾预言，在不久的将来，将有在地球与近地轨道之间航行的新型航天货运客机问世，把在太空中生产的新材料运回地面。在未来30年或者更久一些，人类将陆续建成太空港，在月球、火星以及其他一些小行星上居住，建立太空工厂、开矿、发展农业经济，等等。
太空工厂是人类将上述梦想化为现实的一个新的举措。太空工厂指利用外层空间特殊的环境和条件，如高真空、强辐射和航天器产生的零重力，加工生产某些性能优异的新材料、新产品的大型航天器。
未来的太空工厂生产任务分两种类型。（1）利用零重力、高真空的空间环境，生产地球上急需的优质大型单晶体、火箭和航天用器的高强度复合材料、光学仪器用高级玻璃、原子反应堆用的耐高温金属材料及高纯度药品等。（2）开发月球或其他行星上的原材料，生产空间用的大型结构，如光学与射电天文观测仪器、远空间研究实验室、太阳能发电站和永久性空间住宅等。
20世纪70年代，美国在“天空实验室”上的试验表明，天上生产的单晶体可比地面上的大10倍。在零重力条件下，晶体的晶格排列整齐，晶体生长均匀，大大提高晶体的完善性。采用无容器的悬浮生长，避免容器污染，可获得高纯度晶体。用这种大型、高质量的单晶体，可在单片晶体上实现一个子系统（如存储系统），或制作成单片晶体的计算机，有利于提高计算机的可靠性、存储容量和运算速度。大型高质量单晶体用于固体激光器中，可大大提高功率。
太空工厂的产品实验
目前美国科学家正在进行“用声音创造有形世界”的研究。而这个研究的背景就是太空环境。
这一研究源自一群研究生的奇思妙想———你能仅仅用声音创造出一个固态的三维物体吗？
这听起来似乎有些不可理喻，但美国佐治亚科研所的这几名研究生认为，这一设想绝不是在盼着天上掉馅饼。他们计划在明年发射的美国航天飞机上建一个“声音工厂”进行这项实验。
到目前为止，这一计划进行的前期实验所取得的成功让所有参与者都惊叹不已。每年美国航空航天局都为学生安排一段时间，让学生在KC－135飞机上进行一些让人看好的实验。KC－135飞机每次飞行时间为2至3小时，其间飞机以40个到60个抛物线轨迹飞行，每次作抛物线飞行时，研究人员大约有30秒钟的时间处于失重状态，他们的实验就是在这一特殊环境下进行的。
这群研究生的计划是这样开始的：他们找到佐治亚科研所空间工程系教授科默拉斯作为导师，并从一本名为《在失重状态下进行学术研究的机会》的书中发现一个研究课题———利用声音在一个屋子里悬浮起一小块物质。这一构想实际上是将某种物质融化，然后使其在失重状态下冷却，可以使之形成一个球状物。科学家认为，学生们的实验一旦成功，对于精密仪器制造业将是一个很大的推动。
科学家说，这一构想实际是“声音悬浮”现象，研究是有可能实现的。在密封的房间里，声波从前方的墙壁传到后墙，然后再反射回来，与新的声波重叠，如果房间的长度正好与声音的波长一致，发出的声波与反射回来的声波在同一时间会结合成一道“直立的波”，而这一“直立的波”是寂静无声的。由于周围气压高，任何物体一旦处于“直立的波”的位置，移动起来会很困难。
科默拉斯领导的研究小组经过详细推算后发现，如果声音的频率恰到好处，在气压最小的地方将会形成一片平展的无声区域，以垂直态横贯房间。科学家认为，如果在音乐厅出现这种情况是不堪设想的，因为那意味着有一排的听众什么都听不到了。但是在一个没有重力的房间里，结果只有一个：“声音悬浮”使物质形成“一堵墙”。科默拉斯意识到通过这种方式可以形成某种固态物质，从而又诞生了“声波塑形”这一构想。
科默拉斯说进行这样的实验十分简单，只需通过亥姆霍兹方程式计算，即可为某房间选择一个合适的声音频率，然后将物质塑造成想要的形状。科学家计算出，当声音频率在800赫兹或1600赫兹时，无声区域正好与房间等宽。但是，实际验证的过程是艰辛的。
学生们用塑料制作了一个简单的“声波塑形”盒，在盒子的一内侧安装一个家用立体声扩音器，然后向盒中倒入一些直径仅几毫米的聚苯乙烯小球。他们将声音尽可能地放大，但这些小球并没有移动。他们更换了多次扩音器，小球还是无动于衷。科学家认为，这可能是因为盒子不隔音的缘故。直到1997年4月，研究人员第一次在航天飞机上用隔音盒子进行了实验。在航天飞机开始第一段抛物线飞行时，研究人员将声音的频率稳定在800赫兹，当航天飞机进行几秒钟的自由滑行时，盒子里的聚苯乙烯小球立起来，形成一道墙。实验成功了！后来研究人员又先后在太空进行了7次实验。其中一次，他们将聚苯乙烯泡沫、做糕饼的材料及其他一些物质的碎屑混合在一起放入盒中，结果发现，比起单一物质，不同的物质的混合物更容易聚合在一起，这是利用声音将合成物塑造成形的技术的关键。科默拉斯确信，如果使用大小合适的盒子和频率合适的声波，可以把物质制造出各种各样的形状。
据悉，为支持科学家开展这项实验，美国航空航天局在航天飞机上特别预留了一个实验的空间。明年3月，研究人员将在太空中进行另一项实验，以证明三维立体的造型不但可以制造出来，而且还相当持久坚固。届时，在一个高30厘米、直径4厘米的圆柱体中，声波将使粉末状的松脂形成一个直径25厘米的圆盘，然后研究人员再将胶水涂抹于圆盘上，并精确计算好时间，以保证在航天飞机再次进入大气层时，胶水已渗入松脂并凝固。这个实验旨在测试在太空中制造材料是否能经受住大气压力，这也是这项技术能否应用的关键。科默拉斯认为这是在太空建立一个永久“声音工厂”的第一步。
科默拉斯认为，以太空为基地，将“声波塑形”技术应用于飞机设计与制造，将使飞机制造业极具市场竞争力。科默拉斯还说，只要原材料到位，不需用夹具，太空“声音工厂”即能按照要求简单、快速地制造出复杂精密的仪器或零部件，然后运送到地面。
虽然目前佐治亚科研所没有为该项目提供科研经费，各航空公司或其他一些潜在的合作伙伴也不愿出资赞助此项研究，科默拉斯对此仍表现乐观。他认为，将来会有越来越多的人移居太空，他们需要在太空建造实验室、办公室、厂房以及居室。如果通过航天飞机将建材运送到太空，不但要花费好几年时间，而且造价不菲：将某一物体发射到太空固定轨道上目前的成本是每千米10000美元。而一座建立在太空中的“声音工厂”将使这些难题迎刃而解。只要有原材料，比如利用月球上的矿产，一间浴室大小的车间，一个麦克风和一台计算机，你就可以制造出任何你想要的东西。
日本一家酿酒公司宣称，计划酿造第一批“太空啤酒”，这些啤酒将用国际空间站曾经存储的大麦进行酿造。
研究人员称，这项计划将是未来人类扩展在太空领域生活的一部分，很可能当宇航员辛苦地完成一次太空行走之后会舒服地饮用一杯冰啤酒。日本札幌市酿酒厂称，首批太空啤酒可能是由2006年在国际空间站上保存5个月的第三代大麦粒酿造的。该酿酒厂主管JunichiIchikawa告诉媒体记者，“我们希望能够在今年11月完成啤酒酿造，到时宇航局们将有幸品尝到太空第一杯啤酒！”
札幌酿酒厂工作人员表示，该公司将有足够多的太空大麦能够制造出100瓶啤酒，但是并未直接计划将太空啤酒投入到商业销售领域。据了解，该公司与日本冈山大学生物学家ManabuSugimoto副教授实现了技术合作，他曾参与完成了俄罗斯一项太空计划——如何在太空中培育可食用植物。他指出，大麦可以生长在恶劣的环境中，比如较高和较低的温度下，并且富含纤维和营养成分，进行太空农业种植非常理想。在未来，我们可以实现在太空中延长生存时间，并培育农作物维持自身生存。
到目前为止，科学家尚未发现地球和太空上种植的大麦有任何差别，ManabuSugimoto将于7月份将该研究中的太空大麦DNA分析递交至加拿大研究会议上。他说：“最后，我希望我们的太空研究不仅仅能够生产太空食物，还能够更多地喜欢太空食物和学会享受太空生活。”这是目前最新的关于食物的太空实验。
俄罗斯“动力”火箭航天公司领导人·塞瓦斯蒂扬诺夫对外界宣称，未来的国际空间站将成为一个名副其实的太空加工厂。
尼古拉·塞瓦斯蒂扬诺夫表示，今后，他们将考虑让国际空间站成为一个太空港，执行太空任务的宇航员们不仅可以在这里工作和生活，而且他们还能够在与国际空间站连接的小型工厂和实验室内从事其他科研活动。
为了实现这一计划，俄罗斯“动力”火箭航天公司和“进步”中央特种设计局将联合实施一个名为“眼睛”的项目。为此他们还将培养一大批年轻的宇航员。
根据当前的计划，国际空间站将在2011年建成。在此之前，美国计划进行14次飞行任务来完成空间站的建设，欧洲提供的“哥伦布”号实验舱和日本建造的“希望”号实验舱。这些上亿美元的实验舱将大大扩展空间站的实验能力，为人类登陆月球和火星提供关键性研究工作，如空间医学和辐射防护。
中国在利用太空生产药物方面可以说走在了世界前列。
在我国每一次飞船发射时都有许多种类的生物经过有关部门严格审批之后有幸挤上飞船回收舱内的有限空间。科学家仅仅是给这些生物一次太空旅游的机会吗？显然不是。当这些生物到达地面的时候，科学家发现，他们发生了奇异的变化。太空中无重力、无空气对流的环境为制造新药提供良好条件。如干扰素，20世纪末在美国是利用遗传工程技术由生物细胞制取，纯度很低，因为要把它从100多种其他生物细胞产生物的混合体中分离出来，操作要非常小心，速度很慢，否则溶液中的混合物容易上升或下沉。太空中由于没有重力，不会出现这种问题。科学家相信，在太空中制造的干扰素纯度是地球上制造的100－400倍。
在我国每一次发射神州号系列飞船时，都会搭载一些盛放着微生物的小小试管。当这些试管在太空中遨游数天之后，里面的微生物就成了科学家们寻找新药物的珍贵来源。这种奇怪的变化是怎么发生的呢？由于太空与地面的环境有很大的差异，生物在这种特殊环境的影响下容易发生一些基因变异。有时候人类希望生物长成我们希望看到的那个样子，例如青椒、西红柿等瓜果蔬菜，希望它个儿越大越好，从科学家的角度来说，就希望它们的基因能够朝这个方向变异，太空环境恰恰满足了科学家的这个要求。
微生物是目前药品的主要来源。但因为有些药物的生产能力非常有限，因而价格昂贵，例如抗癌药物紫杉醇，每公斤成品价格大约500万美元左右。如果发现能够大量生产紫杉醇的变异了的微生物，那就意味着以后制药成本的大幅度降低。这就是在“神舟”号飞船上搭载微生物的原因。高能粒子在对宇航员造成辐射的同时，也使种子或微生物的遗传物质DNA受到损伤，这些损伤导致了植物或微生物外观或产药能力的变化。
有人对航天诱变育种提出质疑，认为仅仅在太空中遨游一圈就能发生基因突变，而且是对人类而言有利的突变，觉得不可思议。这是一种误解。在太空中经过航天诱变的种子或者微生物，有可能发生三种方向的突变：更好的方向、更坏的方向、不变或夭亡。太空制药是在大量变异了的微生物中发现那些非常少的朝更好的方向变异的菌株，然后对其进行培养。
外部空间有许多在地面所不具备的看不见、摸不到甚至也感觉不到的特性。例如：失重、宇宙辐射、真空、低温等。这些是诱变育种的理想条件。
研究表明，太空环境中引起诱变的主要因素是宇宙射线和微重力。其机理是：由于高能粒子引起生物遗传物质DNA的损伤而导致生物产生可遗传的变异。而微重力通过增强植物材料对诱变因素的敏感性，使染色体DNA损伤加剧而增加变异的发生。微重力对植物的激素分布、钙离子分布和细胞结构等也有明显的影响。研究还表明，微重力可能干扰DNA损伤修复系统的正常运转，即阻碍或抑制DNA链断裂的修复。
美国、前苏联主要研究细菌变异对宇航员健康的影响，忽视了这种变异在诱变育种中的应用。因此我国在这方面走在世界前列。
美国、前苏联是很早就发现空间中植物、微生物的变异情况的。但他们重视基础理论和空间医学研究，更多考虑这种变异对宇航员的影响，而忽视了空间诱变育种的应用。例如它们研究大肠杆菌的变异，是防止变异了的大肠杆菌不能同宇航员和平相处而给宇航员带来健康上的危害。
在空间生命科学研究方面，我国较早开始了航天诱变育种的研究。1986年12月，北京西山会议决定应用卫星搭载生物材料进行空间生物学研究。由于我国在空间诱变育种方面的成绩，国际上已经开始重视这方面的工作。俄罗斯、保加利亚、菲律宾等国家和地区都要求与我国开展合作。
在历次“神舟”号飞行中，“神舟1”号上主要搭载了一种生产他汀类降脂药的微生物；“神舟2”号上主要搭载了生产抗癌药物紫杉醇的微生物。
经过“神舟1”号搭载及地面筛选后，中国科研人员得到了生产他汀类药物的真菌的一株变异株，其他汀产量提高1倍多，耐硒能力也显著增强。硒缺乏会导致血液胆固醇浓度升高。他汀能改善内皮细胞功能，增加氧化亚氮的生成，扩张血管，保持血管内皮的光滑性。未变异的菌株他汀产量低，而且硒含量过高就会导致菌株死亡。
可喜的是曾经五次搭载“神舟”系列飞船的太空药“神舟3”号，目前已经在陕西杨凌投入批量生产，部分省市的普通老百姓，已经可以在药店和医保医院购买到高科技的“太空药”了，而在国外则只有少部分富人才能够吃到这种特殊的药品。
“神舟3”号是我国第一个拥有自主知识产权的太空药。“神舟3”号原料药和口服液的生产菌种α-溶血链球菌，是从人体中提取的有益菌种，包括“神6”在内，这些菌种已经五次搭载“神舟”系列飞船和4颗返回式科学技术实验卫星，在太空的特殊环境下，菌种发生基因变异，从而培养出更优质的具有更多功用的菌种，用于进行肿瘤辅助治疗，增强骨髓造血干细胞以及调节机体免疫力。目前，在陕西、四川等省都可以购买到这种太空药。
高真空
真空是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。在“真空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部分物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）作为压力的单位。目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。
真空具有如下性质：
1空非无，如果真空中没有粒子，我们就会准确地测出场（0）与场的变化曲率（0），然而海森堡不确定性原理表明，我们不可能同时精确地测出一对共轭量，所以，可以“空”，不能“无”。因此，在真空中，粒子不停地以虚粒子、虚反粒子对的形式凭空产生，而又互相湮灭，在这个过程中，总的能量保持不变。
2真空存在极性，因此说真空是不对称的。但这种不对称是相对局部的，在相对整体上又是对称的，如此的循环嵌套构成了真空的这个性质。
3真空的每个局部具备了真空的全体性质。大和小是相对而言的。时间也是相对于空间而言的，时间不能脱离了具体的空间而单独地存在。
高真空技术广泛应用于工业生产和科学研究上，如生产半导体材料、元件，制造电子管、X光管、显像管、照明电器以及真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空隔热、真空热处理等方面。小到真空吸盘，大到高能粒子加速器都要涉及高真空的概念及技术。激光陀螺是迄今为止在惯性技术领域唯一真正获得了卓有成效的实际应用的非机电式中高精度惯性敏感仪表。它具有稳定性好、精度高、动态范围宽、寿命长等诸多优点。而超高真空的获取是激光陀螺制造过程中至关重要的环节。在激光陀螺的密封、抽真空、检漏、等离子清洗等过程中，都涉及超高真空的获取技术。
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