国际空间站

国际太空站（，缩写为；，缩写为；，缩写为），是一个在近地轨道上运行的科研设施，是人类目前在轨的两个空间站之一，亦是人类历史上第九个载人太空站。国际太空站分为两个部分：俄罗斯轨道段（ROS）由俄罗斯运营，而美国轨道段（USOS）由美国和其他国家运营。太空站的主要功能是作为在微重力环境下的研究实验室，研究领域包括生物学、物理学、天文学、地理学、气象学等，目前由五个国家或地区合作运转，包括美国国家航空航天局、俄罗斯航天国家集团、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大太空局和欧洲空间局。
截止2022年4月，已有来自20国的宇航员和太空游客登上国际空间站，但均为美国或俄罗斯主导的太空计划。从1998年11月15日国际空间站第一个部份曙光号功能货舱发射升空。第一批长期居民远征1远征队于2000年11月2日抵达。到2010年6月，空间站已经在轨道上环绕地球运转了66000圈。俄罗斯质子号和联盟号火箭以及美国航天飞机发射了国际空间站的主要模块。负责空间站与地面之间运输的现役太空船有俄罗斯的进步号和联盟号，美国的天鹅座、龙飞船2号和星际航线。国际空间站最多可承载七名乘员（长时间），最多时同时承载了十三人。由于大气阻力和重新启动等因素的影响，国际空间站的轨道实际高度常发生漂移。，已有来自22个国家的279人造访过国际空间站。国际空间站的未来计划包括增加至少一个模块，即公理航天的有效载荷动力热模块。
目的.
国际空间站最初计划用作实验室、天文台和太空工厂，同时为未来可能前往月球、火星和小行星的任务提供运输、维护和低地球轨道中转基地。然而， NASA和俄罗斯航天局最初的谅解备忘录中设想的用途并未全部实现。2010年美国国家太空政策赋予了国际空间站额外的角色，包括服务于商业、外交和教育目的。
科学研究.
国际空间站为开展科学研究提供了一个平台，提供电力、数据、冷却系统以及空间站人员，以便开展各种实验。
小型无人航天器也可以为实验提供平台，特别是那些涉及零重力和太空暴露的实验。空间站提供了一个长期环境，可以在其中进行长达数十年的研究，又能让研究人员随时进入。
国际空间站允许多组实验共享相同的发射和空站人员时间，从而简化了单个实验。国际空间站开展的研究领域十分广泛，包括天体生物学、天文学、物理科学、材料科学、太空天气、气象学，以及包括空间医学和生命科学在内的人体研究。
地球上的科学家能随时访问空间站上的数据并能为人员实验修改提出建议。如果有必要进行后续实验，利用定期发射的补给船，也能相对容易地为实验来带所需的新硬件。
空站人员将进行持续数月的探险飞行。六名空站人员每周大约需要工作160个工时。然而，他们大量时间都花在了空间站的维护工作上。
或许，国际空间站上最引人注意的实验就是阿尔法磁谱仪(AMS)，它旨在探测暗物质并解答有关宇宙的其他基本问题。据 NASA 称，AMS 与哈勃太空望远镜一样重要。它目前停靠在空间站，由于其功率和带宽需求，无法轻易容纳在自由飞行的卫星平台上。2013 年 4 月 3 日，科学家报告称，AMS 可能探测到暗物质的迹象。据科学家称，“来自太空的阿尔法磁谱仪的首批结果证实，地球上的宇宙射线中存在无法解释的高能正电子过量”。
太空环境对生命而言十分恶劣。在太空中，无防护的存在具有以下特点：强辐射场（主要由质子和来自太阳风的其他亚原子带电粒子以及宇宙射线组成）、高真空、极端温度和微重力。一些简单的生命形式（称为极端微生物）以及小型无脊椎动物（称为缓步动物）可以通过脱水在这种极度干燥的环境中生存。
太空环境对生命具有极大的敌意。未受保护的太空暴露面临强烈的辐射场（主要由太阳风中的质子和其他带电亚原子粒子组成，此外还有宇宙射线）、高真空、极端温度和微重力。 一些被称为极端微生物的简单生命形式， 以及称为缓步动物的小型无脊椎动物，可以通过干燥适应在极度干燥的状态下生存于这种环境中。
医学研究正在提升对长期太空暴露对人体影响的认识，包括肌肉萎缩、骨质疏松和体液转移。这些数据将用于评估高时长载人航天和太空殖民的可行性。2006年的研究数据显示，在长时间的星际航行后（例如前往火星所需的六个月旅程），如果宇航员降落在行星表面，他们将面临严重的骨折和行动困难风险。
在国际空间站（ISS）上进行的医学研究由国家航天生物医学研究所（NSBRI）主持。其中一个重要研究是微重力高级诊断超声，宇航员在远程专家的指导下进行超声扫描。该研究旨在探索太空中的医学诊断和治疗。通常情况下，国际空间站上没有医生，因此诊断疾病是一项挑战。预计远程引导的超声扫描技术将在地球上的紧急情况和偏远地区医疗中发挥作用，解决缺乏专业医生的问题。
2020年8月，科学家报告称，地球上的细菌（特别是高度耐受环境危害的"耐辐射奇球菌"）能够在外太空生存三年，这项研究基于国际空间站的实验。这一发现支持了胚种论，即生命可能遍布宇宙，并通过宇宙尘埃、流星体、小行星、彗星、矮行星或受污染的航天器传播。
在2010年代，随着2011年美国轨道舱段的完工，国际空间站上的遥感地球观测、天文学和深空研究显著增加。在国际空间站计划的20多年中，站内和地面的研究人员分析了地球大气中的气溶胶、臭氧、闪电和氧化物，以及宇宙中的太阳、宇宙射线、宇宙尘埃、反物质和暗物质。搭载在国际空间站的地球遥感实验包括轨道碳观测卫星3、ISS-RapidScat、ECOSTRESS、全球生态系统动态研究和云气溶胶输送系统。用于太空天文观测的设备包括SOLAR、中子星内部成分探测器、量热电子望远镜、全天空X射线监测仪（MAXI）和阿尔法磁谱仪。
自由落体.
国际空间站所在高度的重力约为地表重力的90%，但由于轨道上的物体处于持续的自由落体状态，因此呈现出一种失重的状态。
然而，这种表观失重状态受到以下五种因素的扰动：
研究人员正在调查国际空间站近乎失重环境对植物和动物的演化、发育、生长及内部生理过程的影响。根据部分研究数据，NASA 计划进一步探索微重力对三维、人类组织样本生长的影响，以及微重力环境下可形成的特殊蛋白质晶体。
研究微重力下的流体物理学将有助于建立更精确的流体行为模型。由于在微重力环境下流体可以几乎完全混合，物理学家正在研究在地球上难以混合的流体。此外，研究低重力和低温条件下的反应，有助于深入理解超导现象。
材料科学研究是国际空间站的一项重要科研活动，其目标是在地球上优化制造技术，从而实现经济效益。 其他研究方向还包括低重力对燃烧过程的影响，例如燃烧效率、排放控制以及污染物管理。这些研究成果可能会改善能源生产技术，并带来经济和环境效益。
探索.
国际空间站（ISS）在相对安全的低地球轨道提供了一个测试航天器系统的地方，这些系统将用于前往月球和火星的长时任务。这提供了在轨操作、维护、修理和更换活动的经验。这将有助于开发在离地球更远的航天器操作所需的关键技能，降低任务风险，并提升星际航天器的能力。 提到MARS-500实验，这是一项在地球上进行的乘务员隔离实验，欧洲航天局（ESA）表示：“虽然国际空间站对于回答有关失重、辐射和其他特定空间因素可能影响的问题至关重要，但诸如长期隔离和密闭影响等方面，通过地面模拟可以更恰当地解决。” 2011年，俄罗斯航天局（Roscosmos）载人航天计划负责人谢尔盖·克拉斯诺夫建议在国际空间站上进行“缩短版”的MARS-500实验。
2009年，谢尔盖·克拉斯诺夫注意到伙伴关系框架本身的价值，他写道：“与单独行动的伙伴相比，发展互补能力和资源的伙伴能为我们提供更多空间探索成功和安全的保证。国际空间站正在帮助推进近地空间探索以及太阳系（包括月球和火星）研究和探索的未来计划的实现。” 载人火星任务可能是涉及多个航天机构和当前国际空间站伙伴关系之外的国家的多国努力。2010年，欧洲航天局总干事让-雅克·多尔丹表示，他的机构准备向其他四个伙伴提议，邀请中国、印度和韩国加入国际空间站伙伴关系。 美国国家航空航天局局长查尔斯·博尔登在2011年2月表示：“任何火星任务都可能是全球努力。” 目前，美国联邦立法禁止美国国家航空航天局未经联邦调查局和国会批准与中国在航天项目上合作。
教育和文化推广.
国际空间站乘务员通过运行学生开发的实验、进行教育演示、允许学生参与课堂版本的国际空间站实验，并通过无线电和电子邮件直接与学生互动，为地球上的学生提供了机会。 欧洲航天局提供了一系列可供课堂使用的免费教学材料，可供下载。 在一节课中，学生可以导航国际空间站内外的3D模型，并面对实时解决的突发挑战。
日本航空宇宙研究开发机构（JAXA）旨在激励儿童“追求工艺精神”，并提高他们“对生命重要性和社会责任的意识”。 通过一系列教育指南，学生们对过去和近期的载人航天飞行以及地球和生命有了更深入的理解。 在JAXA的“空间种子”实验中，通过种植在国际空间站上飞行约九个月的向日葵种子，探索航天飞行对植物种子的突变效应。在2008年至2010年中期“希望号”利用的第一阶段，来自十多所日本大学的研究人员在不同领域进行了实验。
文化活动是国际空间站计划的另一个主要目标。日本航空宇宙研究开发机构空间环境与利用中心主任田中哲夫曾说：“太空中有某种东西甚至能触动对科学不感兴趣的人。”
国际空间站上的业余无线电（ARISS）是一个志愿者项目，鼓励全球学生通过与国际空间站乘务员的业余无线电通信机会，追求科学、技术、工程和数学领域的职业。ARISS是一个国际工作小组，由来自九个国家的代表团组成，包括欧洲的几个国家，以及日本、俄罗斯、加拿大和美国。在无法使用无线电设备的地区，扬声器电话将学生连接到地面站，然后将通话连接到空间站。
"第一次轨道"是一部2011年的长篇纪录片，讲述了东方1号，第一次围绕地球的载人航天飞行。通过尽可能将国际空间站的轨道与东方1号的地面路径和时间匹配，纪录片制作者克里斯托弗·赖利和欧洲航天局宇航员保罗·内斯波利能够拍摄尤里·加加林在其开创性轨道飞行中看到的景色。这段新镜头与来自俄罗斯国家档案的原始东方1号任务音频记录剪辑在一起。内斯波利被认为是这部纪录片的摄影指导，因为他在第26远征队/27期间亲自录制了大部分镜头。 这部电影于2011年在YouTube上全球首映，通过网站"firstorbit.org"以免费许可方式播放。
2013年5月，指挥官克里斯·哈德菲尔德在空间站上拍摄了大卫·鲍伊的“太空奇遇”音乐视频，并在YouTube上发布。 这是第一部在太空中拍摄的音乐视频。
2017年11月，在参与国际空间站第52远征队/53期间，保罗·内斯波利录制了两次他的语音（一次用英语，另一次用他的母语意大利语），供维基百科文章使用。这是第一批专为维基百科在太空中制作的内容。
2021年11月，宣布了一个名为“The Infinite”的虚拟现实展览，展示国际空间站上的生活。
命名.
国际空间站最初提议的名字是“阿尔法（Alpha）空间站”，但是遭到俄罗斯的反对，理由是此名字暗示国际空间站是人类历史上第一个空间站，而苏联及后来的俄罗斯先后成功地运行过8个空间站。虽然国际空间站的命名没有采用最初提出的阿尔法空间站，但是空间站的无线电呼号却是“阿尔法”，这个呼号是空间站第一批乘员登站时确定的，当时国际空间站的名字仍然未定，时任美国宇航局主席的丹尼尔·戈尔丁将空间站的临时呼号定为阿尔法，此呼号后来沿用下来，成为空间站的正式电台呼号。
历史.
国际太空站计划的前身是美国太空总署的自由号空间站，这个计划是1980年代美国战略防御计划计划的一个组成部分。在1987年12月1日美国太空总署宣布波音公司、通用电气公司、麦道飞机公司和洛迪恩推进动力公司获得了参与建造自由太空站的订单。老布什执政期间，星球大战计划被搁置，自由太空站也随之陷入停顿，1993年时任美国总统的克林顿正式结束了自由太空站计划。冷战结束后在美国副总统戈尔的推动下，自由太空站重获新生，美国太空总署开始与俄罗斯联邦太空局接触，商谈合作建立太空站的构想。
1998年11月15日国际太空站的第一个组件曙光号功能货舱进入预定轨道，同年12月，由美国制造的团结号节点舱升空并与曙光号连接，2000年7月星辰号服务舱与太空站连接。2000年11月2日首批太空人登上国际太空站。
国际太空站的各个组件大多由美国太空总署的太空梭进行运输，由于各个组件大多在地面就已经完成建设任务，太空人在太空只需要进行很少的操作便可以将组件连接上太空站主体。国际太空站完全完成之后，根据其设计共可以提供7名太空人同时工作和生活。
国际太空站的预算远远超过了美国太空总署最初的预计，其建造时间表也比预定的要晚，其主要原因是2003年发生哥伦比亚号太空梭失事事件之后，美国太空总署停飞了所有的太空梭。在太空梭停飞的两年半时间里，太空站的人员和物资运输完全依赖俄罗斯的联盟号太空船，太空站上的科学研究活动也尽可能地被压缩了。按照预定计划，太空站的建设将在太空梭重返太空之后在2006年恢复，但是在2005年7月发现号太空梭的STS-114飞行任务完成后，由于太空梭隔热材料在升空过程中脱落，美国太空总署再次停飞所有太空梭，这使得国际太空站的建设时间表再次拖延。
2006年11月20日，国际太空站上的活动首次在地球上进行了高画质电视直播，并在纽约的时代广场大萤幕电视上播放。这是人类首次观看到来自太空的高画质电视直播画面。直播节目的主角是国际太空站第14长期考察组指令长迈克尔·洛佩斯-阿莱格里亚，摄像师是站内的随航工程师托马斯·赖特尔。这套直播系统名为太空影片网关，直播的清晰度可以达到普通类比电视的6倍。
2007年1月31日，国际太空站第14长期考察组中的两名美国太空人洛佩斯-阿莱格里亚和苏尼特·威廉斯成功进行超过7个小时的太空漫步。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，完成了一些电路接线工作，使对接的太空梭能接入并使用太空站上新太阳能电池板提供的电力，将一个遮光反射罩和隔热罩丢弃，然后将一组旧太阳能电池板上的散热器回收。2月4日美国东部时间上午8时38分，这两名太空人再度出舱，进行约7个小时的太空漫步。他们将命运号实验舱的另一个冷却回路从临时系统接入永久系统，对一个废弃的氨水冷却设备进行清理。2月8日，这两名太空人完成了6小时40分钟的第三次太空漫步，将太空站外的两个大型遮罩移除丢弃，并安装货物运输机的几个附属装置。2月22日，国际太空站飞行工程师、俄罗斯太空人米哈伊尔·秋林和洛佩斯-阿莱格里亚进行一次6个多小时的计划外太空漫步，修复了对接在太空站上的进步M-58飞船的一处未能收拢的天线。
2007年10月30日，美国「发现号」太空梭太空人日前为国际太空站重新装配太阳能天线电池板时，电池板出现破裂，美国太空总署科学家检视电池板破损处，了解造成原因。
2009年3月，美国太空总署网站开始线上直播国际太空站即时画面，太空站工作人员睡觉或者下班的时候，全球网际网路用户可以通过网路欣赏太空站的直播影像。
2012年5月31日，全球首艘造访太空站的商业太空船——美国龙飞船成功返回地球，制造龙飞船的SpaceX与美国太空总署签署了价值16亿美元的合约，向太空站发射12次货运太空船。
站体漏气事件.
2020年9月29日，星辰号服务舱舱体出现漏气。翌月19日，俄罗斯太空人阿纳托利·伊万尼申利用茶包里释-{}-出的些许茶叶，让其漂浮于星辰号的转隔舱里。随后紧闭中转隔舱口密封，再以摄影机监控茶叶于微重力下飘浮方向之移动轨迹，终于在靠近星号服务舱通讯设备附近一处墙上刮痕上找到泄漏点，太空人最后利用卡普顿胶带（Kapton tape）修补了这个裂缝。
建造.
按照计划，建造整个国际空间站共需要超过50次太空飞行和组装，其中的39次飞行需要由航天飞机完成，每次约15吨左右，有大约30次飞行和装配任务需要进步号飞船上的货物提供支持。整个建造工作完成后，国际空间站将会有1200立方米的内部空间，总重量420公吨，总输出功率达到110千瓦，桁架长度108.4米，舱体长度74米，额定乘员6人。
整个空间站由众多组件构成：
周期性往返任务：
已脱离的组件
已取消的组件
往返航天器
此外还有很多非承重桁架用于支撑空间站巨大的太阳能电池板。
美国专门设计的用于国际空间站微重力制造项目的3D打印机已经通过了美国宇航局最后的验证测试，将于2014年8月发射到国际空间站投入使用。
组件配置.
下面是空间站主要组成部分的图示。蓝色区域是航天员不使用宇航服就可以进入的加压部分。空间站的非增压上层建筑用红色表示。计划中的组件用白色显示，以前的组件用灰色显示。其他非增压部件为黄色。团结号节点舱同命运号实验舱直接相连。为了清晰起见，图中二者被分开显示。类似的情况在图示中也可以被注意到。
争议.
有很多持批评观点的人认为国际空间站计划是在浪费时间和金钱，并且抑制了其他更有意义的计划。持有这种观点的人列举，花费在国际空间站计划上的上千亿美元和近乎一世代的时间，可以用来实施无数的无人太空任务，或者将这些时间和金钱花在地球上的研究中，也要比国际空间站更有意义。空间站的支持者认为对于空间站的批评是目光短浅而且带有欺骗性的，支持者认为花费在载人空间探索上的巨额经费同样会给地球上的每个人带来切实的好处。有评估指出，国际空间站计划所开发的载人航天相关技术的商业应用，会间接带动全球经济，其所带来的收益是最初投资的七倍，也有一些相对保守的估计则认为此种收益只是最初投资的三倍。还有一些坚定的支持者认为，即使国际空间站在科学方面的意义为零，仅其发挥的推动国际合作的作用，也足以令这个计划彪炳史册。
运行.
远征队.
所有永久驻地乘员组命名「长期考察组N」，长期考察最长为6个月，「远征N」在每次远征以后连续地被增加。太空游客没有算作是远征成员。以A、B、C次发射组员为例，当A+B一组在空间站时，称为第XX次任务远征队，但是当A组员返回地球，C组发射时，则变成B+C组在空间站执勤，就称为XX+1次任务远征队。依此类推。
远征1至6由三人组组成。在美国宇航局哥伦比亚号航天飞机失事后，第7至12次远征被减少到安全的最少两人。从第13次远征开始，考察组在2010年左右逐渐增加到6人。从2020年开始，随着美国商业载人航天发展计划的乘员组抵达，美国宇航局把长期考察组的规模增加到7名，这是国际空间站最初设计的人数。
太空游客.
自费进入太空的旅行者被俄罗斯航天局和美国宇航局称为太空飞行参与者，有时被称为"太空游客"。在航天飞机2011年退役之前，当专业人员更换的人数不能被联盟号的三个座位整除时，而短期停留的乘员没有被派来，备用座位就由MirCorp公司通过太空探险公司出售。2011年之后，空间站的乘员人数减少到6人时，太空旅游就停止了，因为合作伙伴都要需要俄罗斯的运输工具。这段时间共有7名太空游客到达国际空间站。
在美国宇航员使用龙飞船2号抵达空间站之后，太空旅游得以继续。2021年12月以来，另有5名太空游客到达国际空间站。
轨道.
国际空间站目前维持在一个近乎圆形的轨道上，最低平均高度为，最高为，位于增温层中心，与地球赤道的轨道倾角为51.6度。之所以选择这个轨道，是因为它是俄罗斯联盟号和进步号航天器从北纬46度拜科努尔航天发射场能直接到达的最低倾角，而不会飞越中国或在居民区掉落废弃火箭级。它的平均速度为，每天飞行个轨道（一个轨道93分钟）。在NASA航天飞机每次对接时，空间站的高度被允许下调，以允许更重的负载转移到空间站。在航天飞机退役后，空间站的名义轨道被提高了高度（从大约350公里到大约400公里）。其他更频繁的补给航天器不需要这种调整，因为它们是性能更高的飞行器。
大气层的阻力平均每月使空间站减少约2公里的高度。轨道维持可以由空间站星辰号服务舱上的两个主发动机，或与星辰号尾部对接的俄罗斯或欧洲航天器来完成。自动运载飞船在建造时有可能在其尾部增加第二个对接端口，允许其他飞船与空间站对接和助推。维持国际空间站的轨道每年要使用约7.5吨的化学燃料，每年的成本约为2.1亿美元。
成本.
国际空间站被描述为有史以来建造的最昂贵的单一项目。 截至2010年，总成本为$1500亿美元。这包括美国太空总署1985年至2015年对该站的$587亿美元预算（以2021年美元计算为$897.3亿美元）、俄罗斯$120亿美元、欧洲$50亿美元、日本$50亿美元、加拿大$20亿美元、以及为建造太空站而进行的36次太空梭飞行的费用（估计每次飞行费用为$14亿美元），总计 $504亿美元。假设从2000年到2015年，由2至6名工作人员使用20,000人/日，则每人/日的成本为$750万美元，不到通货膨胀调整后的天空实验室每人日$1,960 万美元（通货膨胀前为$550万美元）的一半.
退役.
2012年3月30日，俄罗斯联邦航天局局长弗拉基米尔·波波夫金表示，联邦航天局正在与外国伙伴讨论2020年后继续使用国际空间站的问题，并打算改变国际空间站的运作方式。波波夫金说，联邦航天局考虑将国际空间站的使用期延长到2028年，即使作出了延长使用期的决定，国际空间站的作用也将改变，它将成为进行技术试验和训练载人登月的平台。
2022年1月，美国宇航局宣布计划于2031年1月令国际空间站退役使其脱离轨道，并将任何残余物引导到南太平洋的一个偏远地区。在2031年1月由NASA专用太空船脱离轨道之前，国际太空站预计将拥有额外的模组（例如公理太空模块段），美国也在研究后续空间站外包给商业公司的可行性与法规问题。
2022年7月26日，俄罗斯单方面表示将在2024年之后退出国际空间站。不过在俄航太部门的建议下，改为延至其完工后续的基础设施为止。
2023年4月6日，俄罗斯航天国家集团向俄政府建议将国际空间站俄罗斯舱段运行期限延长至2028年。
该站预计将持续运行至2030年底，之后将使用龙飞船2号脱离轨道。&lt;ref name=":2b"&gt;