国际空间站的作用是什么？
在科幻小说和空间探索发展的早期阶段，人类就对空间站充满幻想。梦想家们把空间站想象成轨道上的前哨基地，就像18、19世纪美国西部开发时所建立的堡垒和前哨。国际空间站是人类为了保持在太空中的永久存在而做出的最新也是规模最大的努力。
对于有些人而言，空间站是在地球无法复制的环境中进行尖端科学试验的场所。而另一些人则把空间站当成了做生意的场所，一些独特的物质（晶体、半导体和药物）在空间站制造比在地球上制造出来的形状更好。还有一些人把空间站看作去行星和恒星探险的出发点，或者是旅游景区，甚至是缓解地球人口过多问题的新兴城市或聚居地。
1998年，国际空间站在轨装配拉开序幕。它最终建成后将包括超过100个舱，需要进行44次太空飞行才能将各种部件送入轨道。装配和维护国际空间站需要进行160次太空行走，总耗时为1920个工时。装配和维护工作计划在2010年完成，预期使用寿命为10年，计划总投资为350亿～370亿美元。建成后，国际空间站可容纳7名宇航员。它将由以下部件组成。
◇ “曙光”号控制舱：该控制舱包含推进（两个火箭发动机）、命令和控制系统。
◇ 节点：这些节点连接着空间站的主要部分。
◇ “星辰”号服务舱：该服务舱包括为空间站早期工作人员提供的生活和生命保障区、用于接待“进步”号货运飞船的对接口、用于姿态控制和再推进的火箭发动机。
◇ 科学实验室：空间站将拥有6个实验室，内有科学仪器和将装备运至外层平台的机械臂。
◇ 实验舱：研究微重力、生命科学、地球科学和空间科学的便利场所。
1999年拍摄的国际空间站
◇ 桁架：桁架是一个长长的塔状构架，用来组装各种舱、装备以及系统设备。
◇ 移动服务系统：这一机械系统会沿桁架运动，装有远程臂，可进行装配和维护工作。
◇ 运输车：为了进行紧急疏散，空间站将配备“联盟”号太空舱和一辆人员返回车（X-38）。
◇ 电力系统：空间站通过太阳能电池帆板和相关设备来生产、储存、管理和分配电能。
知识档案
1973年，美国将它的第一个也是唯一的空间站“天空实验室1号”送入轨道。在发射的过程中，空间站受到严重的损坏：一个重要的陨石防护罩和两块主太阳能电池帆板中的一块被撕裂，另一块没能完全张开。这就意味着空间站几乎丧失了全部的电力，内部温度也上升到52℃。第一批工作人员在此后10天被送入太空，去修复受损的空间站。宇航员们将完好的那块太阳能电池帆板展开，设立了一个伞状的太阳防护罩以使空间站降温。完成空间站的修复之后，在该小组之后又有两个小组参与其中，他们总共在空间站上生活了112天，进行了大量的科学和生物医学的研究。
国际空间站如何工作
为了维持一个人类能永久进行生活和工作的环境，国际空间站必须能够提供：生命保障、推进、通讯和跟踪、导航、电能、电脑、再补给以及紧急逃生路线。
国际空间站的使用
在大多数情况下，国际空间站被用来在微重力的独特环境下进行科学实验。国际空间站比“和平”号空间站大4倍，航天飞机只能在轨道上停留3周，而国际空间站在轨道上停留的时间则要长得多。来自各国政府、企业和教育机构的代表都可以利用国际空间站的各种设施。可以进行的实验类型包括以下几种。
☆ 微重力科学。
☆ 生命科学。
☆ 地球科学。
☆ 空间科学。
☆ 工程研究和发展。
☆ 商业产品开发。
◎ 微重力科学
重力影响着地球上的物质运动。举例来说，重力改变了原子聚合形成晶体的方法。在微重力的环境下，可以形成近乎完美的晶体。利用这些晶体，可以制造出更有效地治疗疾病的药物，或制造出可以提高电脑运行速度的性能更优越的微处理器。
重力的另一个作用是它可以在火苗中形成对流气流，从而导致火焰燃烧不稳定。这样，想要对燃烧进行研究就非常困难。但是，在微重力的环境下，火苗的燃烧就变得简单、稳定而缓慢；这样的火苗使燃烧过程研究变得简单多了。这样的研究可以使人们更好地理解燃烧的过程，从而设计出更好用的火炉或更有效地减少环境污染。
国际空间站将建立最先进的实验室来研究微重力对上述过程的影响。
◎ 生命科学
我们都知道，生命是在重力作用下的世界逐渐进化的。我们身体的形状和轮廓都受到了重力的影响，我们依靠骨骼来平衡重力。我们的感官可以告诉我们上下方向，因为我们可以感知重力。但重力究竟是怎样影响生物的呢？国际空间站使我们有机会在失重条件下去研究植物和动物。举例来说，当植物的种子发芽时，植物的根部向下生长，嫩芽或叶子向上生长（这叫作“向重力性”）；幼嫩的植物总是能通过某种方式感知重力。那么，如果种子是在微重力的环境下生长，情况又会如何呢？国际空间站将会对此进行实验研究。
展开太阳能电池帆板的国际空间站
如果长期处于失重的环境中，会导致我们的骨骼缺钙，肌肉组织缺乏，全身供血不足。失重对我们产生的影响和衰老类似（肌肉力量不断变小，即骨质疏松症），因此处于失重环境中也可以使我们加深对衰老过程的认识。如果我们能够想出减小微重力影响的对策，我们也可能会想出办法来阻止因衰老而产生的身体变化。国际空间站将能提供宇宙飞船所无法提供的长期处于微重力下的环境。
在国际空间站，我们可以对与地球生态系统类似的生态生命保障系统进行测试。我们可以在太空中大量种植植物，来获得氧气、去除二氧化碳，同时提供食物。当科学家们计划进行长途的太空旅行时，比如前往火星或木星，在国际空间站收集信息就变得非常重要了。
◎ 地球科学
国际空间站的运行轨道将把地球表面75%的面积纳入观测范围。宇航员们通过使用空间站的相关仪器，可以进行如下工作。
国际空间站的起源
1984年，美国总统罗纳德·里根建议美国应该与其他国家合作，建造一个永久性的可居住的空间站。根据里根的设想，一个空间站必须要得到政府和工业界的支持，而美国最终也促成了与14个国家（加拿大、日本、巴西以及欧洲航天局所辖的英国、法国、德国、比利时、意大利、荷兰、丹麦、挪威、西班牙、瑞士、瑞典）的合作。在国际空间站实施期间以及苏联解体之后，美国于1993年邀请俄罗斯加入到国际空间站项目，这就使参与国家总数升至16个。
☆ 气候和天气状况研究。
☆ 地质学研究。
☆ 收集大气质量的相关信息。
☆ 将植被、土地使用情况和矿产资源分布情况制图。
☆ 对河流、湖泊和海洋的清洁状况进行监控。
从这些研究中获得的数据将有助于我们理解地球生物圈的运作过程，以及怎样做才能将人类对生物圈的影响降低到最低。
◎ 空间科学
国际空间站将成为一个在地球大气层上方进行轨道运动的平台。和哈勃天文望远镜一样，透过国际空间站的望远镜，可以在不受地球大气层干扰的情况下，清晰地看到太阳、恒星和行星。利用国际空间站配备的仪器，可以寻找其他恒星周围的行星，也可以在遥远的星系寻找宇宙起源的线索。与哈勃天文望远镜相比，国际空间站上的所有设备可以更加轻松地进行修理和更换。
2003年的国际空间站数字透视图
◎ 工程研究和开发
国际空间站中多数工程研究和开发项目都致力于研究空间环境对物质的影响，以及开发太空探索的新技术。未来将进行研究的项目如下。
☆ 用来搭建太空建筑物的新的建筑技术。
☆ 新的太空技术，包括太阳能电池和太阳能存储。
☆ 新的卫星和宇宙飞船通讯系统。
☆ 可供未来宇宙飞船使用的先进的生命保障系统。
在国际空间站建设前，美国国家航空和航天局发射了一颗名为“LDEF”（长期暴露实验装置）的卫星，以此来研究太空环境（大气层上方的原子氧、宇宙光和微流星体）产生的影响。研究物质被放置在卫星的外部。
在轨道中运行了几年之后，该卫星被航天飞机召回，返回地球并用于研究。
这种类型的实验在国际空间站里进行要容易得多。在国际空间站，物质会被放置在开放的平台上，在数年的时间里长期处于太空环境中。
这些研究物质可以比在卫星上更容易地替换以便进行分析。在这些实验中获得的信息可以帮助科学家设计出性能更加优越的物质，从而使卫星可以在太空环境中停留更长的时间。
◎ 商业产品开发
前面提到，在空间站可以制造出性能更好的晶体，这些晶体可用来制造更有效的药物、提取原油用的催化剂以及半导体。国际空间站也将会开放实验室来制造这些产品，同时为这些产品提供比在航天飞机上长得多的轨道时间。
空间站的未来
人类对空间站的开发才刚刚起步。与“礼炮”号空间站、天空实验室和“和平”号空间站相比，国际空间站已经取得了巨大的进步，但是要实现科幻小说家们所描绘的大型空间站或聚居地，我们还有很长一段路要走。迄今为止，还没有一个空间站处于重力的环境下，这有以下两个原因。
（1）我们希望在一个无重力的环境下，对重力的作用进行研究。
（2）我们目前的技术无法做到使大型建筑，如太空站，发生旋转来产生人造重力。
未来，居住着大量人口的太空聚居地将有基本的人造重力。
由于国际空间站处于地球的低轨道上，因此需要定期地再推进。不过，未来的空间站将有可能利用在地球和月球之间存在的两个拉格朗日点，即L-4和L-5。在这些点上地球和月球的重力正好抵消，这样，位于这些点上的物体既不会被拉向地球也不会被拉向月球。轨道将非常稳定，无须再推进的过程。