载人航天技术在60年代就已经取得了重大突破，但长期以来一直是苏/俄、美两国的天下，现在我国正致力于载人航天技术的研究，1999年10月20日，“神舟“号宇宙飞船发射成功。我国航天工业有望在本世纪在本世纪末下世纪初完成首次载人航天飞行。本文基于该背景。向读者介绍最新国际太空科学发展情况。

　　21世纪将是人类正式进出太空时代，国际太空就是其基础工作之一。太空站的主要目的是利用太空环境进行实验，并将结果利用于以后的太空开发和产业上。此外也要进行地球观测和天文观测，也可能成为建设月球基地和载人火星探测的中继站。

　　1971年4月19日，前苏联成功发射了世界第一个空间站礼炮一号，此后美苏又分别把8个空间站先送上太空，在已建成的9个空间站中，有8个是苏俄的，只有1个是美国的，它表明苏/俄在空间站领域居当代领先地位，其主要原因是美国把所有力量都集中到研制航天飞机方面去了。

　　人类显然不满足于已取得的成就，目前还正在计划建造我国合作的国际空间站。

　　1984年，美国里根总统在国会的年初国情咨文演说中宣称，以10年之内完成为目标。其实美国航空暨太空总署（NASA）早在1982年就成立了太空站的概论设计，此计划经过里根总统宣布才正式起步。

　　美国于1982年就向日本、欧盟各国和加拿大等国呼吁参与太空站建造计划，参与各国于1985年跟美国交换备忘录，先行设计作业也就开始启动。依照备忘录，曾经提供航天飞机上的太空实验室的欧洲负责实验舱，提供航天飞机上的机械臂的加拿大则准备太空站上的机构臂。日本则是开始进行实验舱的先行设计工作。1988年，太空站计划进入开发阶段，并命名为“自由号”。

　　太空站计划在后来数年遭遇到削减预算等多项障碍下，屡次更改设计及时间表，到了1993年克林顿政府由于财政压力，大幅缩小建设规模。

　　1992年，美俄两国同意在太空开发领域里合作，两国宇航员可进入对方宇宙飞船内，并进行美国航天飞机和俄罗斯和平号太空站计划。其中航天飞机与和平号对接任务的规模后来加以扩大，成为国际太空站第一阶段的主要实施项目。太空站计划获得俄罗斯参与之后，始得具备真正的国际太空站计划。其中航天飞机与和平号对接任务的规模后来加以扩大，成为国际太空站第一阶段的主要实施项目。太空站计划获得俄罗斯参与之后，始得具备真正的国际性，名称也改为“阿尔法号”，俄罗斯决定提供预定建造继和平号之后的和平2号的多项硬件。

　　目前以“国际太空站”为正式名称，这个国际太空站的形状已经很接近以美国为中心来进行的太空站和俄罗斯的和平2号太空结合后的形态。

计划的第一阶段是航天飞机与和平号的对接任务

　　国际太空站计划的进度分为第1到第3阶段，第1阶段已经于1993年年底就开始执行，为美国航天飞机与俄罗斯和平号太空站的对接，第2和第3阶段才是实际建造和营运时期。

　　1992年10月，俄罗斯的塞尔凯·锹托夫两位宇航员以搭乘美国航空暨太空总署的航天飞机为目的开始接受训练克里卡利夫在1994年2月成为首次进行美国航天飞机的俄罗斯人。1995年2月进行航天飞机与和平号的会合，6月则第一次对接成功。

　　在此期间，美国的宇航员诺曼·沙加特在3月搭乘俄罗斯联合号宇宙飞船登上和平号，驻留到6月，利用第2次对接时才乘坐航天飞机返回地球，在太空站开始建造之前，包括美国宇航员驻进和平号在内，一共完成了9次对接任务。

　　实施第1阶段的目的是希望在美国与俄罗斯的作业下能顺利进行第2阶段以后的国际太空站建筑和营建，为此在第1阶段中需要确定建造太空站所需的技术、调查太空环境和进行太空实验等工作。

太空站建造的第一步：机能货物舱的升空

　　1998年6月，带有重达21吨的机能货物舱的质子号火箭由俄罗斯科努拜尔太空中心升空，这是先升空的国际太空站结构要件，也是国际太空站计划第2阶段的开始。

　　机能货物馆的任务是保持太空站的轨道高度和姿势，并且供应太空站建造初期陆续升空的各组件所需的电力和燃烧，以及与地面的通讯等等。

　　1997年，美国的“第1舱”升空。第2舱是凭借对接用加压结合装置而与机能货物舱对接，也就是具有连接俄罗斯太空舱与美国等西方国家太空舱的任务。

　　12月，俄罗斯的“服务舱”升空。服务舱负有控制太空站内的环境和维持生命等的重要功能。其中设有睡眠用床和厕所等居住设施。服务舱升空之后，基本上宇航员驻留在太空站所需的环境算是齐全了。

联合号宇宙飞船对接之扣就可形成供3位宇航员长驻留的环境

　　服务舱升空，在1999年以航天飞机送Z1桁架、Ku频道天线等各种配件。同时，有3位宇航员乘坐俄罗斯的联合号宇宙飞船驻进太空站，联合号宇宙飞船是可以搭载3位宇航员的人员输送工具，也可以供紧急返回地球时使用。联合号宇宙飞船对接之后，太空站才能成为让3位宇航员长期驻留的地方。美国宇航威廉·谢巴德、俄国宇航员尤利·吉先科和塞尔凯·克里卡列夫等3位将是长期驻留太空站的首批宇航员组，他们将要驻留在太空站5个月，然后与由航天飞机送来的另一批宇航员换班。

　　美国实验舱是最早成太空站组件的实验舱，太空站从此获得可以进行太空实验的环境。接着以俄国宇航员尤利·乌沙吉夫为指挥官的第2批小组的3位宇航员将替换已驻留太空站的第1批小组，加拿大的机械臂是在此班次升空，机械臂对太空站的建造和保养等工作上具有重要作用。

　　然后锁气舱升空，并连接于第1舱。锁气舱是太空进行舱外活动时所需的气密室，有了锁气舱之后，宇航员才能从事舱外活动。美国与俄罗斯携手建太空站基本部分的第2阶段是到此时结束。

分3批升空的日本突验舱“JEM”

　　日本实验舱预定自2001年5月起分为批升空，首先JEM补给舱加压区于2001年5月升空，8月送上加压实验舱与机械臂，而无盖实验区则于2002年2月升空。

　　俄罗斯研究将于2002年8月和11月升空，而欧洲实验舱哥伦布轨道设施则于10月升空，这是各国实验舱相继加入的时期。2003年1月和3月则有俄罗斯舱升空，美国的人员返回机也在3月间升空，从此形成了可以让7位宇航员长期驻留太空站的环境。

　　再经若干次补充性升空行动之后，2003年12月美国居往舱升空，国际太空站的硬件建筑工作便大功告成。

在寂静无声的太空中，宇航员利用机械臂执行装配工作

　　建筑国际太空站中工作最忙的是“机械臂”，由地球送来的每一个组件都由舱外活动的宇航员操作机械臂才能装设于预定的位置。据估计，至太空站建造完成为止需要大约12000小时的舱外活动，操作机械臂的宇航员必须具备高超的操作技术。

　　太空站桁架上，航天飞机载物舱等等设有机械臂的地方很多，其中以在桁架上的机械臂形态最大，由加拿大负责开发。它是由主管和可以随意卸装的精密机械臂组成，后者是在处理较小的的组件时使用。太空站建造完成，机械仍可应用补给物资的搬运、支援、保养等工作。

　　太空站设计是设计为完成后可以运用10年以上，并留有余地以适应营运期间内可能产生的新需求。

“JEM”实验舱

　　“JEM”实验舱由加压区、补给区、无盖实验区和机械臂组成。机械臂设在加压。加压区是利用微重和环境进行材料实验、生命科学实验等的实验室，其内部保持与地表相同的1大气压，因此工作人员能轻装执行工作。

　　补给区内部也保持1大气压，是贮存实验装置、材料和消耗品的地方，也可以用于物资的转送，由太空站脱离之后以航天飞机送回地球，装进货物再升空返回JEM。

　　无盖实验区是经常暴露于太空中的部位，如此结构方式尚无第2个实例，是JEM的一大特点。国际太空站环绕轨道的空间气压仅有地表气压的100亿分之1左右，是属于高真空状态。而在无盖实验区可以进行太空环境观测和地球观测等工作。

　　国际太空站拥有美国、日本、欧盟、俄罗斯等国的6个实验舱，每一实验舱都可以进行利用太空环境的多种研究。

　　研究内容可分为3大项，即开发新材料和生命科学实验的“微重力利用研究”、研究人体以寻找人类太空生活安全性与舒适性的“太空中人体研究”以及开发、运用机械人技术和太空输送技术的“理工学研究”。

　　其中，利微重力的材料实验比较受瞩目，因为运用于产业等领域的可能性很高。由于在太空中制造的材料不会产生因重力而造成的沉淀现象，可以获得成分混合均匀的产品，能形成高品质半导体或蛋白质的结晶，也可以期待新医药品的出现。

居住舱是供宇航员进食、睡眠和休息的地方

　　太空站内宇航员的一天是由居住舱内开始。居住舱设有饮食、运动设施、淋浴室以及以及厕所等等，是一处可供宇航员休息和娱乐活动的地方。

　　通常宇航员是每星期工作5天，其余2天则休息和自由活动。工作天的时间划分并非固定不变、大致上可分如下：睡眠时间8.5小时，起床后1.5小时是早餐和准备当天活动的时间，接下来的0.5小时内调整当天的作业计划，之后开始进行8小时的太空站业务。1.5小时的中餐后必须从事为维持肌肉力量所需的2小时运动，再经2小时的自由时间可以入睡。

　　在居住舱中，绝大部分淋浴后的污水和由人体排出的水是采用再生回收的方式，只有抽干水分的尿成分、排泄物以及呼气中的二氧化碳做为材料合成而得到的碳等物质是送回地球处理的。

　　每个乘员需要在国际太空站上生活3到6个月，为消除乘员的无聊情绪，将会准备变多端的菜单，也可以带进音乐带、照相机、家人照片等某种限度内的私人物品。

环绕地球轨道的国际太空站监探地球和太空

　　国际太空站的完成可以促使人类取得观测地球手段。太空站大约90分钟就能环绕地球一圈，其轨道涵养大约75%的地球表面，也是95%地球人口生活的地方。并能经常性地观测气候、植被变化、人类的地表利用状况，以及大气中的物质等等。

　　在地表观测方面，将可提供预寒流、大规模水灾所需的材料。遇到火山爆发或地震等突发性灾害时，可以将其观测系统改为搜集相关资料之用，并期待能取得全球性气候变化的资料。

　　太空站也担任“为观测太空而设的窗户”的角色，美国航空暨太空总署提供的“阿尔法磁场分光计”是以调查黑暗物质及反物质的存在为目的的观测装置，由此设施可以获得了解宇宙结构和演化过程的资料。

　　为了不要错过宇宙中的突发性现象，需要常监控由太阳和远方天体释出的辐射线，包括X射线、γ射线等，由这种资料应该可以对太阳活动和宇宙环境有更详细的了解。

由太空中紧急返航，任何时刻都能确保乘员安全

　　国际太空站配备有紧急脱离用的人员返回机，可以在乘员受伤、生病、或者太空站、航天飞机出现不当现象时使用。人员返回机冲进大气层之后则采用与航天飞机同样的滑翔方式着陆。

　　人员返回机的容纳人数在4至7人之间，另外还有俄罗斯联合宇宙飞船（可容纳3人）也能当做紧急返回用途使用，由此可知最多7人的在太空站全部乘员的紧急返回手有双重保证。

　　在太空站中，确保证乘员安全最优先项目，因此发现故障并辨别故障程度、设法修护的自动系统持续工作而不会停顿。此自动系统可以保持即使发生严重状况，也能确保有24小时的缓冲时间，在与地球表面无接触状态下，太空站仍能独立运行。

　　对于预防疾病方面，设有定期性进行乘员个人的医学咨询、心理辅导和健康检查的制度。另外，为了避免轨道上的“太空垃圾”的撞击，太空站的各个组件都覆盖着金属制的碎片屏蔽。