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国际空间站（英文名称International Space Station，英文简称ISS）[注1]是在美国、俄罗斯两国牵头下，联合欧洲航天局成员国以及日本、加拿大等总计16个国家共同建设、运行和使用的近地轨道空间试验平台[6]，是有史以来规模最大、耗时最长且涉及国家最多的空间国际合作项目[7]，也是人类历史上第九个载人的空间站[8]。
作为国际合作空间探索项目，国际空间站的规模庞大、系统复杂、技术先进[7]。该站是一个微重力和空间环境下的实验室，主要面向生物学、生物医学、地球与空间科学、材料科学、基础物理等领域展开科学研究[9][10][6][11]。
国际空间站的在轨建造工作始于1998年11月20日，率先发射入轨的舱段是俄罗斯建造的“曙光号”多功能舱，随后是由美国建造的“团结号”节点舱[1]。国际空间站的在轨建设工作历时12年余，最后一个舱段——多用途后勤舱于2011年3月1日完成对接，标志着国际空间站基本完成大规模组件的在轨组装工作，进入在轨应用与维护阶段[12][13][14]。
2022年2月1日，美国国家航空航天局（以下简称NASA）宣布，将国际空间站的寿命延长至2030年[2]。
建造目的
国际空间站的设想最早是在1983年，美国总统里根首先提出的，在当时，“国际空间站”指的是由NASA管理并负责运营的“自由”空间站计划（Space Station Freedom，简称SSF），该计划是20世纪80年代美国战略防御计划（即“星球大战”计划）[15]的一个组成部分，计划内容为在国际合作的基础上[注2]建造当时世界上最大的载人空间站，用意是在与苏联的太空竞赛中反败为胜。[15]
但经历近十余年的探索和多次重新设计后，直到苏联解体、俄罗斯加盟，后世完整的“国际空间站”计划（即本词条所指的ISS计划）才于1993年完成设计，并正式开始实施。[16]
新的ISS计划的目的则是在和平利用的前提下，开展科学研究、发展空间科学技术，迎接世界范围内航天商业化的挑战，为未来的星际和深空探测奠定基础。[17][18]
美苏太空争霸到合作
自1971年起，苏联先后向太空发射并成功投入使用了“礼炮”1号-“礼炮”7号空间站，并于1986年开始发展第三代空间站“和平号”[19]。
作为这一历史时期的航天强国，苏联和美国都开始注重载人航天的应用，步入对空间的初步应用阶段[20]。但在这一时期，美国在空间站领域的技术已大大落后于苏联，仅仅发射了一座“天空实验室”[21][22]。
1983年，在“星球大战”计划中，美国提出以国际合作的形式建设名为“自由”的空间站（SSF，即上文所述里根总统提出的设想）[23][24]，但受技术复杂、费用过高以及风险过大等原因以及与苏联关系的缓和的影响，该计划最终被取消[20][25]。
在国际形势的缓和，以及美苏两个超级大国之间逐渐开展实质性航天合作的背景影响下，以及航天飞机等新一代航天运载工具的出现所代表的技术发展的推动下，美苏大规模太空合作的条件已经初步具备[26]。
美苏关系缓和的一个重要方面即表现为航天领域的接触与合作。从 1985 年开始，两国相互表达了重新启动太空合作的意愿。1987 年 4 月 15 日，两国签订《美苏关于和平探索与利用外层空间的合作协定》，声明两国将在探索太阳系、天文学、太空物理学、地球科学、太空生物学、太空医药学以及国际太空法律等领域进行合作[27]。
1991 年 12 月 21 日，苏联解体，经济因素严重地影响了俄罗斯航天事业的发展，俄罗斯希望通过国际间的太空合作为俄罗斯航天事业的可持续发展寻求出路[28]。而美国及其他西方国家则希望通过合作了解和获取俄罗斯在太空站运行方面积累的丰富经验和研究成果[26]。
1993 年 9月，俄美两国签署《美俄太空合作联合声明》，强调两国将在地球轨道太空站方面合作[26][29][30]。
美欧之间太空合作
1975 年 5 月，欧洲空间局（ESA，以下简称欧空局）正式成立[31]。欧空局主要从事单个成员国力不能及的大型航天项目，并且，得益于欧空局的存在，西欧航天资源得到集中规划。经过 10 多年的发展，欧洲航天实力大大增强，并愈发努力谋求在国际太空发展中享有更大的话语权。1985 年 1 月，欧空局在罗马召开部长级会议，决议同意应里根总统的邀请参加美国的永久太空站计划（注：此时尚为上文所述SSF计划）[32]。
与其他国家的合作情况
20 世纪 50 年代后半期，美苏争霸扩展到外层空间，以美苏为主导的世界太
空体系开始形成。美国的盟友——日本、加拿大等国则在美国的帮助下，进入国际太空体系，并逐渐共同形成太空体系的核心国家[26]。
在SSF计划阶段，日本、加拿大作为美国的盟友与美、欧一同签订合作条约，并延续到国际空间站计划[32]。
巴西从 1968 年开始正式实施航天计划，在早期发展阶段采取多元化的国际合作政策，与美国、欧洲开展合作，以积累基础性的技术和资料。在国际空间站计划提出后，巴西作为唯一的第三世界国家参与其中[26]。
总结
经过多年波折，1993年，参与国际空间站建造计划的成员国最终确定为美国、俄罗斯、11个欧空局成员国（法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士）、日本、加拿大和巴西共16个国家[33]。
1998年1月29日，各成员国在华盛顿签署协议，建立了合作伙伴在空间站的设计、开发、运营和利用方面的合作框架[33][34][35][36][37]。
任务规划
国际空间站由美国、俄罗斯、11个欧空局成员国、日本、加拿大和巴西共16个国家联合建造，是迄今世界上最大的航天工程。该空间站计划装配13个增压舱，其中6个是用于科学试验的研究舱，1个是为空间站提供初始推进、姿控、通信和存储功能的多功能货舱，以及3个对接用的节点舱。最初的大体分工是[38]：
美国研制试验舱、离心机调节舱、居住舱、节点－1舱、气闸舱、夯架结构和太阳能电池阵。
俄罗斯研制多功能货舱、服务舱、万向对接舱、对接段、对接与储存舱、生命保障舱、科学能源平台和2个研究舱。
欧洲研制试验舱、自动转移飞行器及节点舱－2、3。
意大利研制3个多用途后勤舱。
日本研制试验舱，由增压舱、遥控机械臂系统、暴露设施和试验后勤舱组成。
加拿大负责研制移动服务系统，包括空间站遥控操作机器人系统――加拿大机械臂－2、移动基座系统和专用灵巧机械手。
巴西提供一些特殊试验设备。
国际空间站原定2003年竣工，但是由于技术、资金和合作中的相互牵扯等原因，尤其是2003年2月1日的“哥伦比亚”号失事导致航天飞机无法定期发射，所以该计划一再推迟[38]，最终于2011年基本完成大规模组件的在轨组装工作，进入在轨应用与维护阶段[14]。
先期准备阶段
在国际空间站开始建造以前，美国和苏联（俄罗斯）首先完成了两国之间的太空对接技术验证工作。首先基于“阿波罗”飞船和“联盟”飞船进行了两次空间交会对接试验[39]，此后又完成了航天飞机-“礼炮”号空间站的九次对接[40]。这些对接任务解决了因美、苏两国此前在各自航天器的对接机构上所使用技术的不同而造成的对接问题，为国际空间站的建设完成了最基本的技术验证[41]。
在早期准备阶段，各国对自身原有的空间站计划均进行了一定的调整，如俄罗斯将原本为“和平-2”空间站准备的舱段调整为国际空间站的舱段，欧空局在SSF计划中原定负责的部分也调整并延续到了国际空间站的“哥伦布”舱段[32][14]。
在轨建设阶段
国际空间站完整的在轨建设过程则大致分为三个阶段[14]：
第一阶段（1998-2000年）的任务是完成初期建设，目标是建立空间站的核心部分,使空间站拥有初始的载人能力(3人)。
首个组件“曙光号”功能货舱于1998年11月成功发射，随后于1998年12月发射了“团结号”节点舱、2000年7月发射了“星辰号”服务舱。2000年10月，首批3名航天员进驻SS,并开始协助空间站的后续建造工作。
第二阶段（2000-2011年）是主要的装配阶段，主要任务是完成空间站主要大型组件的组装工作，达到6~7人长期在轨工作的能力。
在这一阶段，美、俄两国利用航天飞机、火箭和飞船等运载工具将组件发射入轨，主要大型组件由28次发射任务运往空间站。
第三阶段（2011年起）是国际空间站的在轨应用和维护阶段，主要任务是充分利用空间站的研发能力，进行科学研究、验证新技术、定期开展在轨维护，同时也陆续开发和部署新舱段，进一步扩展空间站在轨能力。
各主要舱段建造顺序与基本信息
组成国际空间站各舱段的发射时间、与空间站的对接时间，及其负责国家与发射工具如下表所示[7][42]：
| 舱段名称 | 外文名称 | 英文代号 | 发射时间 | 在轨对接时间 | 制造国家 | 发射工具 |
| 曙光号功能货舱[43][44] | Заря | FGB | 1998-11-20 | - | 俄罗斯 | “质子-K”运载火箭 |
| 团结号节点舱[45][46] | Unity | NODE1 | 1998-12-04 | 1998-12-07 | 美国 | “奋进号”航天飞机 |
| 星辰号服务舱[47][48] | Звезд | CM | 2000-07-12 | 2000-07-26 （至此完成初期建设） | 俄罗斯 | “质子-K”运载火箭 |
| 命运号实验舱[49] | Destiny | LAB | 2001-02-08 | 2001-02-10 | 美国 | “亚特兰蒂斯”航天飞机 |
| 寻求号气闸舱[50] | Quest | A/L | 2001-07-12 | 2001-07-15 | 美国 | “亚特兰蒂斯”航天飞机 |
| 码头号对接舱[51][52] | По́иск | CO1 | 2001-09-15 | 2001-09-17 | 俄罗斯 | “联盟M”运载火箭 |
| 和谐号节点舱[53][54] | Expansion | NODE2 | 2007-10-23 | 2007-10-26 | 意大利（欧空局） | “发现号”航天飞机 |
| 哥伦布号实验舱[55][56] | Columbus | COL | 2008-02-07 | 2008-02-12 | 意大利（欧空局） | “亚特兰蒂斯”航天飞机 |
| 希望号实验舱[57] | きぼう | JEM | 2008-03-11（货运模块）[58] | 2008-03-14 | 日本 | “奋进号”航天飞机 |
| 2008-06-01（加压模块）[59] | 2008-06-03 | “发现号”航天飞机 | ||||
| 2009-07-15（舱外平台）[60] | 2009-07-18 | “奋进号”航天飞机 | ||||
| 探索号小型研究模块[61] | Поиск | MRM2 | 2009-11-10 | 2009-11-12 | 俄罗斯 | “联盟M”运载火箭 |
| 宁静号节点舱[62] | Tranquility | NODE3 | 2010-02-08 | 2010-02-12 | 意大利（欧空局） | “奋进号”航天飞机 |
| 穹顶号观测舱[63] | Cupola | cupola | 2010-02-15 | |||
| 黎明号小型研究模块[64] | Рассвет | MRM1 | 2010-05-14 | 2010-05-18 | 俄罗斯 | “亚特兰蒂斯”航天飞机 |
| 莱奥纳尔多号多功能后勤舱[13] | Permanent | PMM | 2011-02-24 | 2011-03-01（从此转入在轨应用与维护阶段） | 意大利（欧空局） | “发现号”航天飞机 |
| ”毕格罗“可拓展活动模块[65] | Bigelow | BEAM | 2016-04-08 | 2016-04-16 | 美国 | “龙”货运飞船 |
| 科学号无人多功能实验舱[66] | Наука | MLM | 2021-07-21 | 2021-07-29 | 俄罗斯 | “质子M”运载火箭 |
| 码头号节点舱[67][68]（上文中码头号对接舱已退役并烧毁[52]，下文提及时，将分别标注“老/新”） | Prichal | - | 2021-11-24 | 2021-11-26 | 俄罗斯 | “联盟-2.1b”运载火箭 |
总体结构形式
国际空间站的总体设计采用桁架挂舱式结构，即以桁架为空间站的基本结构，将各舱段和其它各类服务设施挂靠在桁架上，形成桁架挂舱式空间站，其总体布局如图“国际空间站总体结构”所示。[16]
国际空间站以集成桁架结构（ITS）为核心结构，它用来安装各舱段、太阳能电池板阵列、热辐射器、移动服务系统及站外暴露试验设施等。ITS由十个独立的部分组成，形成一个108.5米（356英尺）长的结构[69]。
在此基础上，承载以下五类数个舱段和两类其他结构，构成了国际空间站的完整构型：[16]
居住舱。它主要用于航天员的生活居住，其中包括走廊、厕所、淋浴、睡站和医疗设施，由美国研制并建造。服务舱。它内含科学仪器设备等服务设施，也含一部分居住功能，由俄罗斯研制并建造。多用途货舱。它内设有航天员生命保障设施和一部分居住功能（如厕所、卫生设施等），以及电源、燃料暂存地等，舱体外部设有多向对接口，由俄罗斯研制并发射。实验舱。由各成员国研制并建造，承担空间站内的各项实验任务。其中日本负责的希望号实验舱还含有一个舱外平台，可以用于对空间环境直接接触实验。节点舱。是连接各舱段的通道和航天员进行舱外活动的出口。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。能源系统和太阳能电池帆板。由美国和俄罗斯两国负责建造。移动服务系统（Mobile Servicing System，简称MSS）。它的功能是在空间站周围移动设备和用品，支持在太空中工作的宇航员，并为连接到国际空间站的仪器和其他有效载荷提供服务，并用于外部维护。
舱段详情[69][6]
国际空间站大体分俄罗斯部分与美国部分，最早发射入轨的两个舱段——曙光号货舱（俄）与团结号节点舱（美）对接后，两部分分别以两个舱段为基础进行建造。以下为各组成单元的简介：
| 单元名称 | 对接位置 | 长度/米 | 最大直径/米 | 质量/吨 | 加压容积/立方米 | 太阳能电池板面积/平方米 | 平均发电功率/千瓦 | 推进剂质量/千克 | 对接口数量 | 宇航员出舱口数量 | 图片 |
| 曙光号功能货舱 | 首个舱段 | 12.99 | 4.1 | 20.0[71] | 71.5 | 28 | 3 | 3800 | 3 | 无 |  |
| 曙光号设计最初是作为俄罗斯和平号空间站的一个模块，但在和平号计划后被调整用于国际空间站[72]。它是国际空间站的基础，能提供电源、推进、导航、通信、姿控、温控、充压的小气候环境等多种功能[12] 该舱段设计了三个对接端口：一个位于对接舱的轴线前端，一个位于对接舱的面向地球的一侧（下文称地球侧），一个位于舱段尾端。 连接到前方端口的是加压对接适配器 PMA-1，此结构另一侧与美国的“团结号”舱连接 ——即连接 在俄罗斯轨道段（ROS）和美国轨道段（USOS）之间。 连接到尾端口的是“星辰”舱[72] | |||||||||||
| 码头号对接舱（老） | 与曙光舱对接，后移动到星辰舱地球侧 | 4.9 | 2.55 | 3.84 | 13 | 无 | / | 无 | 2 | 2 |  |
| 该舱有2个对接口，1个主动对接口和1个被动对接口，主动对接口与星辰号服务舱对接，被动对接口留给联盟号载人飞船和进步号货运飞船等对接，用于完成人员和物资运输以及推进剂补加等工作。该舱同时具有一个气密出舱口，可使宇航员进行太空行走[73]。 该舱由特别改造的进步-DC1飞船送至空间站[74] | |||||||||||
| 黎明号小型研究模块 | 曙光舱地球侧对接口 | 6.0 | 2.35 | 5.08 | 17.4 | 无 | / | 无 | - | - | - |
| 该舱主要用于科学实验 采用了类似和平号空间站对接模块的设计，具有32个姿态发动机和2个轨道机动发动机。由俄罗斯制造但由美国的“亚特兰蒂斯”号航天飞机发射入轨。该舱段在两侧各有一个对接口，其中一个与曙光舱的地球侧对接口对接，另一端的对接口用于与飞船对接 |  | ||||||||||
| 星辰号服务舱 | 曙光舱尾端 | 13.1 | 4.2 | 24.60 | 75 | 76 | 9.8 | 无 | 4 | 无 |  |
| 该舱基本框架结构被称为“DOS-8”，是20世纪80年代中期俄罗斯计划建造的“和平号-2”（Mir-2）空间站的核心。舱段核心为圆柱形的工作舱室组成，是宇航员工作和生活的区域；舱段前部为小型球形的转移舱室，带有三个对接口，分别连接了曙光舱尾部、探索舱、科学舱；舱段尾部则为一个可供飞船对接的对接口 | |||||||||||
| 探索号小型研究模块 | 星辰舱太空侧 | 4.9 | 2.55 | 3.80 | 14.8 | 无 | / | 无 | 2 | 2 |  |
| 原本采用了与码头号对接舱（老）相同的整体设计，准备用作第二个对接舱[75]，但随着空间站建造调整了计划。该舱段相比老对接舱，为科学实验配备了额外的空间，以及电源接口。它还配备了内部和外部工作站，以适应科学有效载荷并进行观测[61] | |||||||||||
| 团结号节点舱 | 曙光舱前端 | 5.5 | 4.3 | 11.90 | / | 无 | / | 无 | 6 | 无 |  |
| “团结”号节点舱是国际空间站的第二个组件，也是国际空间站的第一个节点舱，同时也是美国部分的第一个舱段。舱体呈圆柱形， 具有六个对接口（前端、末端、左右两侧、地球侧、太空侧），是国际空间站上负责连接6个舱体的主要节点舱，因此也称为Node-1[7] 该舱还包含超过 50，000 个机械项目、216 条输送流体和气体的线路，以及 121 根使用六英里电线的内部和外部电缆[45]，用于存贮货物和调节电力供应[7] | |||||||||||
| 命运号实验舱 | 团结舱尾端 | 8.5/ 9.5（含附加） | 4.3 | 14.52 | 104.8 | 无 | / | 无 | 2 | 无 |  |
| 命运号实验舱是NASA在1974年2月“空间实验室”（Skylab）退役后的第一个永久性运作的在轨实验室，由美国波音公司制造，形似圆筒。该舱是美国部分的主要研究实验室，是美国进行微重力科学与研究的场所，包括材料加工、生命科学、生物医学实验、流体试验和地球科学等[7]。其内部的有效载荷围绕国际标准有效载荷架（ISPR）进行配置，可以拆卸或重新配置用于各种实验和设备 | |||||||||||
| 宁静号节点舱 | 团结舱右侧 | 6.7 | 4.3 | 17.99 | / | 无 | / | 无 | 6 | 无 |  |
| “宁静”号节点舱是国际空间站的第3个节点舱，其名称源自阿波罗登月24周年[76] 该舱由意大利泰利斯阿莱尼亚航天公司为NASA建造，其功能为：为国际空间站上的航天员，以及包括氧气生成器、水循环系统、废物清理-卫生维护系统和“科尔贝尔”跑步机等在内的许多生命支持和环境控制系统提供额外的空间 宁静舱同样具有六个方向上的对接口，其中地球侧对接了“穹顶号”实验舱，用于观察地球 | |||||||||||
| 穹顶号观测舱 | 宁静舱地球侧 | 1.5 | 3 | 1.88 | / | 无 | / | 无 | 1 | 无 |  |
| 穹顶舱是国际空间站上一个独特的舱段，其主体呈六棱台形，侧面与顶面全部设置了大面积的观察窗。设计用用观察外部的操作国际空间站，如机械臂活动、飞船接近和宇航员出舱活动，同时它也提供了极其壮观的地球景象 | |||||||||||
| 莱奥纳尔多号多功能后勤舱 | 宁静舱左侧 | 6.67 | 4.5 | 4.43 | 76.7 | 无 | / | 无 | 1 | 无 |  |
| “永久性多功能舱”（Permanent Multipurpose Module, PMM）是国际空间站的永久性扩展舱。“永久性多功能舱”的前身为“莱昂纳多”后勤舱，该舱是由意大利制造的多用途后勤舱（MPLM），建于1998年，以意大利文艺复兴三杰之一莱昂纳多•达芬奇（Leonardo Di Ser Piero Da Vinci）命名 该舱（后勤舱）原本用于执行空间站的货运任务，并具有9吨的物资运输能力，舱段整体由航天飞机携带往返。2001年-2010年间，该舱完成了七次天地往返 2010年3月，该舱在返回地面后进行了改装，强化了防护功能，从此成为空间站的永久性舱段，于2011年作为国际空间站在轨建造阶段的最后一个舱段完成对接 | |||||||||||
| ”毕格罗“可拓展活动模块 | 宁静舱右侧 | 2.4/3.7 | 2.36/3..2 | 1.4 | 3.6/16 | 无 | / | 无 | 1 | 无 |  |
| 该舱是国际空间站上的首个商业舱段，也是首个充气式太空舱，由SpaceX公司使用龙飞船发射 该舱由铝和可折叠的特殊面料制成，在飞行时会被压缩起来，形成一个长2.4米、直径2.36米的“大包裹”。与空间站对接后，长度和直径分别会增加到3.7米和3.2米，内部空间将从3.6立方米扩展到16立方米，与一间小型卧室大小相当 与金属制成的传统太空舱相比，充气式太空舱的优势是体积小、重量轻、造价也更为便宜。由于在运输的过程中可大幅缩小体积，这种太空舱能为火箭省出大量的空间，这也意味着可以节省燃料和降低发射成本 按照计划，BEAM将会在空间站上停留两年，在此期间，宇航员每年会进入其中数次，安装仪器设备、收集数据并对其状态做出评估，但不会在这个充气舱内居住，除了一些必要的监控设备外，也没有安装其他设施[77] | |||||||||||
| 和谐号节点舱 | 命运舱尾端 | 6.7 | 4.3 | 14.79 | 70 | 无 | / | 无 | 6 | 无 |  |
| 和谐号（Harmony）节点舱是国际空间站3个节点舱中的第2个，其作用是把欧洲航天局“哥伦布”号空间实验舱、日本“希望”号空间实验舱连接在美国命运舱的尾端，同时提供与美、欧、日航天器对接的对接位置 此外，还提供了可供四名宇航员使用的休息区以及相邻舱段电力、供暖、制冷的转换和分配，还提供了国际空间站与地面进行数据和视频传输的能力 | |||||||||||
| 希望号实验舱——加压模块 | 和谐舱右侧 | 11.2 | 4.4 | 15.9 | / | 无 | / | 无 | 1 | 1 |  |
| 希望号实验舱——实验模块加压端 | 加压模块 | 4.2 | 4.4 | 4.2 | / | ||||||
| 希望号实验舱——舱外平台 | 加压模块 | 5.6*5*4（平台，非圆柱形） | 4.1 | / | |||||||
| 希望号实验舱——机械臂 | 加压模块 | 10+2.2 | / | 0.78+0.19 | / | ||||||
| 希望号实验舱 | 希望舱是国际空间站上最大的舱段，也是日本首个载人航天设施，最多可容纳4人。它由舱内保管室、舱内实验室、舱外实验平台、舱外集装架、机械臂和通信系统6大部分组成 舱内保管室主要作为保管仓库使用，室内有实验设备、维修工具、实验材料以及万一仪器出现故障时供替换的设备。实验室内的气体成分和地表大气几乎相同，保持着1个标准大气压以及便于宇航员活动的温度和湿度，所以宇航员可以身穿普通衣服在实验室内工作 舱外实验平台可利用宇宙微重力、高真空等特殊条件进行地球观测、通信、材料实验等研究 机械臂分主臂和子臂两大部分，主臂可抓起7吨重物。宇航员可在舱内实验室里利用监视器，通过操纵台控制机械臂工作 | ||||||||||
| 哥伦布号实验舱 | 和谐舱左侧 | 6.9 | 4.5 | 10.3 | / | 无 | / | 无 | 1 | 无 |  |
| “哥伦布”实验舱是继美国“命运”号之后的第二个国际空间站实验舱，它由欧洲10个国家的40家公司共同参与制造，是欧空局最大的国际空间站项目。“哥伦布”实验舱装备有多种实验设备，舱内具有流体实验室、生物实验室等，舱外则安装有太阳监测、地球观测、材料实验、原子钟等多种实验设备，能开展细胞生物学、外空生物学、流体和材料科学、人类生理学、天文学和基础物理学等多方面的实验 | |||||||||||
国际空间站的分解图如下：
舱外设备
除各主要舱段外，国际空间站的集成桁架上还有为数众多的太阳能电池板阵列及各种结构。
空间站的外部桁架结构上还有一个“移动服务系统”（Mobile Servicing System 简称MSS）[78]，它不属于空间站的舱段，但同样是一个重要的构件。它由移动基座和大型机械臂构成。移动基座可以沿着空间站桁架上的轨道在空间站上移动，其上装有“特殊用途机械臂”（SPDM，因由加拿大制造，也称“加拿大臂”）和“空间站远程操纵器系统”（SSRMS）。移动基座为5.7米*4.5米*2.9米的平台，SPDM长3.5米，最大直径0.88米，SSRMS长17.6米，最大直径0.36米。该系统的最大载荷为116吨，在空间站组装和维护中发挥着关键作用：它能在空间站周围移动各类设备和载荷，支持在太空中工作的宇航员，并可用于连接国际空间站的仪器和其他有效载荷，例如空间站太阳能板的安装、维护，以及捕获并帮助无人飞船与空间站完成对接等[79][80]。
2021年，俄罗斯使用质子M运载火箭，发射了国际空间站的又一个机械臂，称为“欧洲机械臂”，长11.3米，承载能力8吨[81]。
发射载具[80]
用于建造国际空间站和用于人员/物资运输的航天器包括：[81]
美国航天飞机俄罗斯“进步”号货运飞船俄罗斯“联盟”号载人飞船日本HTV货运飞船欧洲ATV货运飞船美国“龙”飞船美国“天鹅座”飞船
用于执行空间站发射任务的火箭包括：[81]
美国航天飞机美国“猎鹰9号”运载火箭美国“安塔瑞斯”运载火箭俄罗斯“质子”运载火箭俄罗斯“联盟”运载火箭日本“H-ⅡB”运载火箭欧空局“阿里亚娜5”运载火箭
2011年，美国航天飞机退役，此后数年间，国际空间站的载人往返任务一度只能依靠俄罗斯的“联盟”载人飞船完成，直到2021年，SpaceX公司的“龙”飞船与国际空间站完成对接并运送四名航天员到达[82]。
发射基地[82]
位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角，是美国航天飞机的发射基地和着陆场，也是猎鹰九号发射“龙”飞船的发射基地。
拜科努尔航天发射场
位于哈萨克斯坦，是俄罗斯联盟号和质子号火箭的发射基地。
圭亚那航天中心
位于南美洲东北部的法属圭亚那，最初由法国国家空间研究中心创建，由法国航天局和欧空局共同资助和使用，作为阿里亚娜5号运载火箭的发射场。
种子岛宇宙中心（TNSC）
位于日本鹿儿岛县南部，种子岛东南海岸，是日本最大的火箭发射场，用于发射H-Ⅱ运载火箭。
管理和控制中心[82]
美国宇航局总部
位于美国华盛顿特区，负责管理NASA各领域中心、制定管理政策、评估国际空间站计划项目的各个阶段。
位于美国休斯顿，运营美国在轨部分（USOS），并与国际合作伙伴控制中心密切协调管理整个空间站的活动。
马歇尔空间飞行中心
负责控制美国实验的运行并协调合作伙伴国的在轨实验。
远程科学支持中心
是空间站上科学实验的远程支持中心而不涉及空间站本体的运营，分别位于位于马歇尔空间飞行中心、埃姆斯研究中心、约翰逊空间中心和格兰研究中心。
莫斯科任务控制中心
位于莫斯科郊外的科罗廖夫，是俄罗斯最主要的国际空间站计划计划相关机构，负责俄罗斯载人空间飞行活动控制和国际空间站上俄罗斯部分的运行。
欧洲空间研究与技术中心
位于荷兰的诺德韦克，是欧空局最大的机构，是欧洲空间活动的测试中心和枢纽。它负责欧空局空间项目的技术准备和管理，并为欧空局正在进行的卫星、空间探索和载人航天活动提供技术支持。
哥伦布控制中心和自动转移飞行器控制中心
前者位于德国奥伯法芬霍芬（慕尼黑附近），后者位于法国图卢兹。二者共同负责控制和运行国际空间站中的欧洲项目。前者负责控制和运行空间站上的哥伦布研究实验室、协调欧洲实验载荷，后者负责控制和运行欧洲的ATV飞船。
用户支持和运行中心
是欧洲各国在各自国家空间中心中建有用户支持和运行中心，这些中心负责空间站欧洲载荷的使用和布置。包括法国、意大利、德国、比利时、西班牙、丹麦、瑞士、荷兰等国家均有相关的运行中心。
移动服务系统（MSS）运行综合中心
位于加拿大魁北克省圣休伯特，是负责空间站上MSS系统设计建造、运行、控制和人员培训的运行中心。
有效载荷远程科学操作中心
支持在轨加拿大有效载荷的实时运行。
日本实验舱任务控制中心
位于日本茨城县筑波市，负责日本设备的运行。
宇航员培训基地[82]
发射次数
在国际空间站的建设运营过程中执行了37次航天飞机发射任务，84艘进步号货运飞船（包括为舱段建设特别改装的几艘），63艘联盟号载人飞船，5艘欧洲ATV飞船，9艘日本HTV飞船，1艘波音“星际”飞船[84]，30艘SpaceX“龙”飞船（载人和无人）和18艘天鹅座飞船。[85][70][86]
驻站人员
自从2000年11月，宇航员首次抵达国际空间站时起，国际空间站内始终保持有宇航员驻站，截至2022年底，国际空间站的累计在轨工作时间已经超过8100天[87]。在这8000多天中，有来自20个国家的263名宇航员抵达了国际空间站，其中美国宇航员最多，为161人，其次是俄罗斯56人、日本11人、加拿大9人、意大利5人、法国4人、德国4人，其余比利时、巴西、丹麦、英国、哈萨克斯坦、马来西亚、荷兰、南非、韩国、西班牙、瑞典和阿拉伯联合酋长国各有1人[88]。
空间站的每个乘组最多为6人，以“远征”（expedition）为名，到2022年底，已经轮换到第68个乘组，即远征-68，成员列表为：Frank Rubio、Dmitri Petelin、Koichi Wakata、Josh Cassada、Nicole Mann、Sergey Prokopyev、Anna Kikina[89]。
到2022年底，国际空间站成员已经执行了257次出舱行走任务，累计舱外行走超过1500小时，其中美国宇航员193次，俄罗斯宇航员65次[90]。
特别记录
到国际空间站工作次数最多的人是俄罗斯宇航员马连琴科·尤里·伊万诺维奇（МАЛЕНЧЕНКО Юрий Иванович）和尤尔奇欣·费多尔·尼古拉耶维奇（ЮРЧИХИН Фёдор Николаевич），5次前往国际空间站[88][91][92]。在国际空间站上工作时间最久的男/女性宇航员分别是斯科特·凯利和克里斯蒂娜·哈莫克·科赫，分别是超过了340天和328天[93]。太阳能电池阵列翼展（109米）比世界上最大的客机空中客车A380（80米）和最长的客机波音747都更长[3][93]。国际空间站可以同时与8艘飞船或航天飞机对接[3]。国际空间站已经进行了来自108个国家的超过3000项实验任务，其舱外可以同时装备20多种不同的研究有效载荷，包括地球传感设备，材料科学有效载荷，阿尔法磁谱仪-02等粒子物理实验仪器[3]。空间站的内部加压容积与一架波音747客机相当[3]。
后续规划
国际空间站从1998年开始进行组装任务。多年来，各成员国一直在合作维护和升级国际空间站。但该站的技术寿命受到主要结构的限制，包括模块、散热器和桁架结构。主要结构的寿命受动态载荷（如航天器对接/脱离）和轨道热循环的影响，已经接近寿命期限[94]。
2022年2月1日，美国国家航空航天局（以下简称NASA）宣布，将国际空间站的寿命延长至2030年[2]。届时国际空间站将受控重返大气层，经过烧蚀之后坠入南太平洋的尼莫点（是地表上距离各大陆最远的位置，又称“卫星坟墓”）[94]。
在退役前的最后几年中，国际空间站将逐渐加强与商业航天的联系，美国宇航局总部国际空间站主任罗宾加滕斯说：“第三个十年是成果之一，建立在我们成功的全球伙伴关系的基础上，验证探索和人类研究技术，以支持深空探索，继续为人类带来医疗和环境效益，并为低地球轨道的商业未来奠定基础。我们期待在2030年之前最大限度地提高空间站的这些回报，同时计划过渡到随后的商业太空目的地。”[2]
太空碎片砸中民房
2024年3月8日，一块太空垃圾砸中美国佛罗里达州一栋房屋。事后，房主亚历杭德罗·奥特罗反映发现一块圆柱形的物体砸穿了他家屋顶和地板，无人受伤。随后，该物体被送往佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心进行分析。[95][96]
2024年4月15日，NASA确认该物体是来自国际空间站的一块太空垃圾。称这块圆柱形的太空垃圾是由一种名为铬镍铁的合金金属制成，重1.6磅（0.7公斤），高4英寸（10厘米），宽约1.6英寸（4厘米），是用来固定电池在货物托盘上的金属支架。原本计划于2021年丢弃，并在大气层中完全燃烧殆尽。[95]NASA表示，国际空间站会对此进行详细调查，分析原因，并表示会尽可能降低风险，在必须释放空间硬件时保护地球上的人。房主亚历杭德罗·奥特罗表示，不知道谁来为他赔偿。安装在托盘上的电池属于美国所有，但托盘本身则是日本航空航天研究开发机构（JAXA）发射的。[95]
国际空间站存在隐患
2024年10月10日，美国航天局发布一份审计报告，揭示了国际空间站面临的一项长期存在的空气泄漏问题。该问题被报告视为当前国际空间站最大的“安全风险”，直接关联到其能否顺利服役至预定的2030年期限。其空气泄漏的具体位置位于国际空间站的俄罗斯舱段，其状况已持续了五年。[97]
对此，NASA副局长詹姆斯·弗里指出，泄漏问题由来已久，但美俄双方航天局一直在紧密合作，共同致力于问题的识别和修复工作。经过一系列的修补措施，泄漏速率已经有所降低。为了确保安全，NASA要求限制该舱段舱门的开启时间。同时，俄罗斯航天局也在持续评估所谓的“隐患点”，并在必要时采取加固措施，尽管其中一些可能是无害的表面瑕疵。[97]
2024年10月29日，英国《每日邮报》报道，美国国家航空航天局（NASA）的一份报告承认，由于长期存在的漏气问题，国际空间站有50处“令人担忧的隐患”和4处裂缝，可能导致居住在上面的宇航员紧急撤离。NASA警告称，其中一些隐患源自同一处气体泄露点。2024年4月以来，这一泄漏点的漏气速率达到最大值。若国际空间站出现宇航员被迫撤离的情况，会是其24年载人历史上的第一次。[98]
其他
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- iss20 — 美国国家航空航天局
- FAQ: The International Space Station 2022 Transition Plan — 美国国家航空航天局
- 太空碎片砸中民房，美国宇航局：确认是3年前国际空间站抛弃的废电池组 — 红星新闻-今日头条
- NASA承认：上月砸穿佛罗里达州一栋房屋的神秘物体，是国际空间站释放的太空垃圾 — 环球网-今日头条
- NASA证实国际空间站存在空气泄漏:已持续5年 可能威胁宇航员安全 — 快科技-东方财富网
- 英媒：国际空间站有50处“隐患”，宇航员随时准备撤离 — 环球时报-今日头条
注释
- 空间站是一种能在轨道上长期运行、具有一定科学技术试验能力或生产能力的有人居住航天器。
- 此处指美国、欧洲等西方阵营内的国际合作
- 本条基于空间站的空间顺序列表，而非建设时间
- 为描述各舱段对接位置，本条首先以俄/美对接点为基准，则对于两侧的舱段而言，以朝向该点的方向称为前端，远离该点的一侧成为尾端。另外，本条将朝向地球的一侧称地球侧，相反一侧称太空侧。