國際空間站(太空合作計畫)

國際空間站（英語：International Space Station，縮寫ISS；俄語：Междунаро́дная косми́ческая ста́нция，縮寫為МКС）是目前在軌運行最大的空間平台，是一個擁有現代化科研設備、可開展大規模、多學科基礎和套用科學研究的空間實驗室，為在微重力環境下開展科學實驗研究提供了大量實驗載荷和資源，支持人在地球軌道長期駐留。國際空間站項目由16個國家共同建造、運行和使用，是有史以來規模最大、耗時最長且涉及國家最多的空間國際合作項目。自1998年正式建站以來，經過十多年的建設，於2010年完成建造任務轉入全面使用階段。目前，國際空間站主要由美國國家航空航天局（NASA）、俄羅斯國家航天集團（Roscosmos）、歐洲航天局（ESA）、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）和加拿大空間局（CSA）共同運營。

基本介紹

• 中文名：國際空間站
• 外文名：International Space Station
• 參與機構：NASA，Roscosmos，JAXA，ESA，CSA
• 質量：419,725千克
• 長度：73米
• 寬度：109米
• 加壓空間：916立方米
• 近地點：400.2 km (248.7 mi)
• 遠地點：409.5 km(254.5 mi)
• 軌道周期：92.65分鐘/圈（15.54圈/天）
• 軌道傾角：51.64°
• 退役時間：2028年，預計2024年

建造歷程

參與國家與分工

國際空間站於1993年由美國、俄羅斯、11個歐洲航天局成員國（法國、德國、義大利、英國、比利時、丹麥、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士）、日本、加拿大和巴西共16個國家聯合建造，是迄今世界上最大的航天工程。國際空間站最初的大體分工是：

國際空間站站徽

美國研製試驗艙、離心機調節艙、居住艙、節點－1艙、氣閘艙、夯架結構和太陽能電池陣。
俄羅斯研製多功能貨艙、服務艙、萬向對接艙、對接段、對接與儲存艙、生命保障艙、科學能源平台和2個研究艙。
歐洲研製試驗艙、自動轉移飛行器及節點艙－2、3。
義大利研製3個多用途後勤艙。
日本研製試驗艙，它由增壓艙、遙控機械臂系統、暴露設施和試驗後勤艙組成。
加拿大負責研製移動服務系統，該系統包括空間站遙控操作機器人系統――加拿大機械臂－2、移動基座系統和專用靈巧機械手。
巴西提供一些特殊試驗設備。
空間站計畫裝配13個增壓艙，其中6個是用於科學試驗的研究艙，1個是為空間站提供初始推進、姿控、通信和存儲功能的多功能貨艙，以及3個對接用的節點艙。

建造階段

國際空間站的建造大致可分為三個階段。第一階段（1994年-1998年），主要進行了9次美國太空梭與俄羅斯和平號空間站的交會對接，取得了寶貴的經驗。第二階段（1998-2001年），初期裝配階段。1998年11月20日，國際空間站首個組件——曙光號功能貨艙（美國出資，俄羅斯製造）發射成功。1998年12月4日，美國團結號節點艙由奮進號太空梭送入軌道，並於12月7日與曙光號成功對接。第2階段的主要目標是建成1個具有載3人能力的初期空間站。第三階段（2001年-2006年），最終裝配和套用階段。裝配完成後的國際空間站長110米，寬88米，大致相當於兩個足球場大小，總質量達400餘噸，將是有史以來規模最為龐大、設施最為先進的人造天宮，運行在傾角為51.6°、高度為397公里的軌道上，可供6～7名航天員在軌工作，之後國際空間站將開始一個為期10～15年的永久載人的運行期。

基本參數

加壓模組長度：	240英尺（73米）
桁架長度：	357.5英尺（109米）
太陽能電池陣列長度：	239.4英尺（73米）
質量：	925,335磅（419,725公斤）
可居住體積：	13,696立方英尺（388立方米），不包括對接飛船體積
加壓體積：	32,333立方英尺（916立方米）
畢格羅可擴展活動艙（BEAM）體積：	32,898立方英尺（932立方米）
發電量：	8個太陽能電池陣列提供75至90千瓦的功率
計算機代碼：	約230萬行

主要結構

國際空間站總體設計採用桁架掛艙式結構，即以桁架為基本結構，增壓艙和其它各種服務設施掛靠在桁架上，形成桁架掛艙式空間站。其總體布局如圖所示。大體上看，國際空間站可視為由兩大部分立體交叉組合而成：一部分是以俄羅斯的多功能艙為基礎，通過對接艙段及節點艙，與俄羅斯服務艙、實驗艙、生命保障艙、美國實驗艙、日本實驗艙、歐空局的“哥倫布”軌道設施等對接，形成空間站的核心部分；另一部分是在美國的桁架結構上，裝有加拿大的遙操作機械臂服務系統和空間站艙外設備，在桁架的兩端安裝四對大型太陽能電池帆板。這兩大部分垂直交叉構成“龍骨架”，不僅加強了空間站的剛度，而且有利於各分系統和科學實驗設備、儀器工作性能的正常發揮，有利於航天員出艙裝配與維修等。

國際空間站裝配狀況 （至2011年5月為止）

主要艙段

各艙段發射信息

艙段名稱	代號	發射時間	對接時間
曙光號功能貨艙	FGB	1998-11-20	-
團結號節點艙	NODE1	1998-12-04	1998-12-07
星辰號服務艙	CM	2000-07-12	2000-07-26
命運號實驗艙	LAB	2001-02-08	2001-02-10
尋求號氣閘艙	A/L	2001-07-12	2001-07-15
碼頭號對接艙	CO1	2001-09-15	2001-09-17
和諧號節點艙	NODE2	2007-10-23	2007-10-26
哥倫布號實驗艙	COL	2008-02-07	2008-03-14
貨運模組（希望號首個模組）	ELM-PS	2008-03-11	2008-03-14
希望號實驗艙	JEM	2008-06-01	2008-06-03
搜尋號小型研究模組	MIM2	2009-11-10	2009-11-12
寧靜號節點艙	NODE3	2010-02-08	2010-02-12
穹頂號觀測艙	cupola	2010-02-08	2010-02-12
黎明號小型研究模組	MIM1	2010-05-14	2010-05-18
萊奧納爾多號多功能後勤艙	PMM	2010-05-24	2011-03-01
實驗艙	BEAM	2016-04-10	2016-04-16

俄羅斯部分

1.曙光號功能貨艙（Zarya）

曙光號（Zarya）功能艙為國際空間站的第一個組件，於1998年11月20日由俄羅斯“質子-K”火箭從拜科努爾航天發射場發射升空。曙光號是國際空間站的基礎，能提供電源、推進、導航、通信、姿控、溫控、充壓的小氣候環境等多種功能。它由“和平”號空間站上的“晶體”艙演變而來，壽命13年，電源最大功率為6千瓦，可對接4個太空飛行器。曙光號重量為24.2噸（其中包括4.5噸燃料），長13米，內部容積約72立方米（可用面積為40平方米）。它可以在不補充燃料的情況下連續飛行430晝夜。

命名由來：Zarya名字源於俄語Заря́，用英語解釋是dawn，Sunrise的意思。“曙光”號功能艙源於俄羅斯當年為“禮炮”號空間站所研製的TKS飛船，由美國出資，俄羅斯製造，命名為“Zarya”的含義在於此功能艙的發射標誌著航天領域國際合作新時代的到來。

2.星辰號服務艙 （Zvezda）

星辰號（Zvezda）服務艙是國際空間站的核心，是航天員生活和工作的主要場所，星辰號服務艙由俄羅斯出資和建造，於2000年7月12日發射，7月26日與國際空間站聯合體對接。星辰號長13米，重19噸，由過渡艙、生活艙和工作艙等3個密封艙，和一個用來放置燃料桶、發動機和通信天線的非密封艙組成。生活艙中設有供太空人洗澡和睡眠的單獨"房間"，艙內有帶冰櫃的廚房、餐桌、供航天員鍛鍊身體的運動器械。星辰號發射之後，對接的3個艙段和輔助設備組成了質量為73噸、運行在397千米、傾角為51.6度的軌道上的空間聯合體，每90分鐘環繞地球一周，使國際空間站具備了接待航天員居住和工作的基本條件。

命名由來：Zvezda 源於俄語 Звезда，用英語解釋是“star”的意思。該艙基本框架結構被稱為“DOS-8”，是20世紀80年代中期俄羅斯計畫建造的“和平號-2”（Mir-2）空間站的核心，因此在製造過程中，“星辰”號服務艙常被稱為“Mir-2”。1999年初，俄羅斯正式將其命名為“星辰”號。

3.碼頭號對接艙

碼頭號（Pirs）對接艙由俄羅斯"能源"火箭航天公司研製，重約4噸，體積為13立方米，於2001年9月15日發射。艙外有1mm厚的微流星防護板和多層隔熱材料。共有2個對接口，1個主動對接口和1個被動對接口，主動對接口與星辰號服務艙對接，被動對接口留給聯盟飛船和進步飛船等對接。對接艙的一側還有一個隔艙，當航天員穿上太空衣，調節好隔艙中的氣壓後，就可以打開隔艙門進行太空行走，出艙艙門直徑為1000mm。碼頭號有助於增加國際空間站與地面間的貨物、人員運輸。

4.搜尋號小型研究模組

搜尋號小型研究模組（Poisk ）於2009年11月10日發射，為艙內和艙外的基礎和套用實驗和研究提供支持，在停靠到星辰號服務艙後為聯盟號載人飛船和進步號貨運飛船等提供對接口。可作為氣閘艙提供2個航天員的出艙口。在密封艙內為實驗設備和貨物存儲提供2立方米的可用空間，它還有2個基準點用於安裝艙外實驗載荷及貨物，在其密封艙內可儲存870kg的貨物。

5.黎明號小型研究模組

黎明號小型研究模組在2010年5月由美"阿特蘭蒂斯"號太空梭運送至國際空間站。黎明號實驗艙長約7米，重約7.8噸，主要用於科學實驗。

美國部分

1.團結號節點艙 （unity node module）

團結號（Unity）節點艙是國際空間站的第二個組件，也是國際空間站的第一個節點艙，於1998年12月4日由“奮進”號太空梭送入軌道。艙體長5.49米，直徑4.57米，重11612千克，用於存貯貨物和調節電力供應，是國際空間站上負責連線6個艙體的主要節點艙。

命名由來：由於該艙是國際空間站的第一個節點艙，因此也常被稱為“節點1”（Node 1）。根據NASA國際空間站計畫主任蘭迪·布林克利的解釋，“Unity”這個名字代表了NASA、波音還有全世界國際空間站團隊的共同努力，反映了國際空間站計畫中的國際合作。

2.命運號實驗艙 （destiny laboratory module）

命運號實驗艙（Destiny）是NASA在1974年2月“空間實驗室”（Skylab）退役後的第一個永久性運作的在軌實驗室，由美國波音公司製造，形似圓筒，長9.3米、直徑4.3米，重13.6噸。於2001年2月與團結號節點艙順利對接。命運號實驗艙是美國進行微重力科學與研究的場所，包括材料加工、生命科學、生物醫學實驗、流體試驗和地球科學等。

3.尋求號（Quest）

尋求號（Quest）氣閘艙是國際空間站主要的氣閘艙，由美國於2001年7月14日發射升空的。氣閘艙的作用是為航天員提供出艙活動前穿戴航天服的場所。尋求號被連線到空間站之前，俄羅斯航天員只能在星辰號服務艙內穿戴航天服，美國航天員只有在有太空梭停靠的情況下，在太空梭里穿戴航天服。尋求號氣閘艙能同時兼容美國和俄羅斯航天員穿戴使用航天服。

4.和諧號（Harmony）

和諧號（Harmony）節點艙是國際空間站3個節點艙中的第2個，於2007年10月23日由“發現”號太空梭發射升空。在國際空間站所起的作用是把美國“命運”號實驗艙和後來送入太空的歐洲航天局“哥倫布”號空間實驗艙、日本“希望”號空間實驗艙連線在一起。

命名由來：之前被稱為“節點2”艙，2007年3月15日更名為“和諧”號。這個名字源自於一個名叫“節點2挑戰”的校園競賽，來自全美32個州的2200多名高中生參加了這個競賽。這個競賽要求參與學生學習國際空間站知識，製作比例模型，並解釋自己所取名字的含義。最後六個不同的學校提交了“Harmony”這個名字。由NASA教員、工程師、科學家和高級管理人員組成的評選小組選定這個名字，並解釋稱這個名字不僅體現了國際空間站國際合作的精神，還形象地表現出“和諧”號節點艙在國際空間中所擔負的把各合作夥伴的實驗艙連線在一起的職責。

5.寧靜號節點艙（Tranquility）

寧靜號（Tranquility）節點艙是國際空間站的第3個節點艙，由義大利泰利斯阿萊尼亞航天公司為NASA建造，長約7米，直徑約4.5米，在軌重量約18,160千克。寧靜號能夠為國際空間站上的航天員，以及包括氧氣生成器、水循環系統、廢物清理-衛生維護系統和“科爾貝爾”跑步機等在內的許多生命支持和環境控制系統提供額外的空間。與寧靜號節點艙相連的“瞭望塔”觀測艙是國際空間站機械臂的控制站，長約1.5米，直徑約2.96米，在軌重量約1882千克。觀測艙四周有6個視窗，頂部有1個視窗，能夠幫助航天員以一個全景的角度觀察地球、宇宙星體以及與國際空間站對接的飛船，視窗能抵禦空間碎片的撞擊。“寧靜”號節點艙和“瞭望塔”觀測艙於2010年2月8日隨“奮進”號太空梭被運往國際空間站。

命名由來：寧靜號節點艙在2009年4月之前一直被稱作“節點3”，名字源自於NASA所舉辦的征名活動——“幫節點3取名”。活動期間，公眾可登入NASA官網參與活動，可選擇NASA提供的4個名字中的其一，也可以建議自己認為合適的名字。2009年3月20日活動截止時，NASA收到數千個提議，“Tranquility”是建議次數最多的前十名之一。在經過評選之後，曾經作為國際空間站第14和第15遠征考察團成員的女太空人蘇尼塔·威廉士在一檔晚間電視節目中宣布“節點3艙”被命名為“寧靜”（Tranquility）。NASA空間運行部副主任比爾·格斯登邁爾表示選取“Tranquility”這個名字與紀念“阿波羅”—11有關。40年前的7月，“阿波羅”—11飛船在月球上的靜海（Sea of Tranquility）登入，“Tranquility”與探索和月球有關，同時“Tranquility”也象徵了空間站的國際合作精神。

6.穹頂號觀測艙

該艙由ESA研製但屬於NASA，它為機械臂操作提供直接視角，並可看到太空梭有效載荷設備區域。

7.萊奧納爾多號多功能後勤艙

萊奧納爾多號多功能後勤艙由義大利研製，價值1．6億美元。它是一個由金屬鋁製成，長21英尺（約為6.4米）、直徑為15英尺（約4.6米）的圓筒，分為16個貨箱，能攜帶9.1噸貨物。後勤艙可重複使用，其功能是為國際空間站運送必需的物資，再將空間站上的廢棄物帶回地面。萊昂納多後勤艙於2001年進行了首次太空飛行。義大利航天局根據與NASA的協定建造了前三個“萊昂納多”服務後勤艙。2010年3月，“發現”號太空梭將攜帶萊昂納多後勤艙執行最後一次貨運任務。返回地面後，萊昂納多後勤艙進行了改裝，具備了更好的碎片防護功能，並能使航天員更容易使用其內部的設備，並更名為“永久性多功能艙”。

命名由來：該艙是由義大利製造的多用途後勤艙（MPLM），以義大利文藝復興三傑之一萊昂納多·達文西（Leonardo Di Ser Piero Da Vinci）命名。

8.畢格羅可充氣活動模組（BEAM）

BEAM由美國內華達州拉斯維加斯畢格羅航天公司生產。該模組由柔軟的、可摺疊的適應太空嚴酷環境的纖維構成，重達1.4噸。由鋁和可摺疊的特殊面料製成，在飛行時會被壓縮起來，形成一個長2.4米、直徑2.36米的“大包裹”。與空間站對接後，長度和直徑分別會增加到3.7米和3.2米，內部空間將從3.6立方米擴展到16立方米，與一間小型臥室大小相當。

與金屬製成的傳統太空艙相比，充氣式太空艙的優勢是體積小、重量輕、造價也更為便宜。由於在運輸的過程中可大幅縮小體積，這種太空艙能為火箭省出大量的空間，這也意味著可以節省燃料和降低發射成本。按照計畫，BEAM將會在空間站上停留兩年，在此期間，太空人每年會進入其中數次，安裝儀器設備、收集數據並對其狀態做出評估，但不會在這個充氣艙內居住。

歐洲部分

哥倫布實驗艙

哥倫布實驗艙是繼美國命運號之後的第二個國際空間站實驗艙，它由歐洲10個國家的40家公司共同參與製造，是歐空局最大的國際空間站項目。“哥倫布”實驗艙裝備有多種實驗設備，能開展細胞生物學、外空生物學、流體和材料科學、人類生理學、天文學和基礎物理學等多方面的實驗，其使用壽命至少10年。

日本部分

希望號實驗艙

日本實驗艙 (Japanese Experiment Module，JEM)，命名為“希望”號，日語為Kibō（Hope)，意為希望。“希望”號實驗艙是日本對國際太空站的貢獻，由JAXA於2001年9月製造完成，也是國際太空站上最大的艙組。“希望”號實驗艙是日本有史以來第一座連線到空間站上的載人太空艙，是日本的載人太空飛行器。

“希望”號實驗艙是日本首個載人航天設施，最多可容納4人。它由艙內保管室、艙內實驗室、艙外實驗平台、艙外集裝架、機械臂和通信系統6大部分組成。艙內保管室主要作為保管倉庫使用，室內有實驗設備、維修工具、實驗材料以及萬一儀器出現故障時供替換的設備。艙內實驗室是一個外徑4.4米、內徑4.2米、長11.2米的圓筒狀設備。實驗室內的氣體成分和地表大氣幾乎相同，保持著1個標準大氣壓以及便於太空人活動的溫度和濕度，所以太空人可以身穿普通衣服在實驗室內工作。艙外實驗平台可利用宇宙微重力、高真空等特殊條件進行地球觀測、通信、材料實驗等研究。 艙外集裝架是向艙外實驗平台運送以及回收實驗設備的過渡平台。機械臂分主臂和子臂兩大部分，主臂可抓起7噸重物。太空人可在艙內實驗室里利用監視器，通過操縱台控制機械臂工作。希望號實驗艙在日本設計和組裝完畢之後被運送到美國國家航空航天局(NASA)， 然後其各部件由美國太空梭分3次運往國際空間站，並在太空完成組裝。實驗艙的第一部分——保管室於2008年3月11日由美國“奮進”號太空梭攜載先期運往國際空間站。

運輸方式

俄羅斯聯盟號載人飛船

聯盟號載人飛船由俄羅斯科羅廖夫能源火箭航天集團研製，自20世紀60年代中期開始使用，並定期升級。 聯盟號可以獨立支持三名機組乘員長達5.2天，並在國際空間站停靠200天。 該飛船具有自動對接系統，可以自動駕駛或由機組乘員手動駕駛。 聯盟號負責乘員和貨物往返國際空間站的運輸。

發射質量	7190 kg
返回模組	2900 kg
軌道模組	1300 kg
推進模組	2600 kg
可運輸貨物質量	2人乘組時230 kg；3人乘組時170 kg
長度	7 m
最大直徑	2.7 m
居住艙直徑	2.2 m
太陽能電池板長度	10.6 m

俄羅斯進步號貨運飛船

進步號貨運飛船是由俄羅斯科羅廖夫能源火箭航天集團研製，是基於聯盟號設計的貨運補給飛船，用於向國際空間站運送貨物、推進劑、水和天然氣。 停靠在國際空間站後，推進器可以幫助國際空間站升到更高的軌道高度，並控制國際空間站的方向。 通常情況下，每年向國際空間站發射四次進步號飛船。 進步號可以自動駕駛或由機組乘員手動駕駛。進步號在裝滿國際空間站產生的垃圾之後，在再入地球大氣層過程中焚燒。 在自主飛行（最多30天）期間，進步號可以作為開展空間實驗的研究實驗室。

發射質量	7440 kg
貨物運載能力	2250 kg
長度	7.4 m
最大直徑	2.7 m
太陽能電池板長度	10.7 m
加注推進劑	870 kg
推力	2942 N

日本HTV貨運飛船

HTV貨運飛船是JAXA專門為國際空間站計畫研發、由三菱重工製造的非載人貨運飛船。使用空間站遠程操縱系統（SSRMS）停靠在國際空間站。 HTV貨運飛船能夠在其內部的加壓載體和外部非加壓載體中攜帶物流材料，可以運送貨物、天然氣和水。 HTV貨運飛船在裝滿國際空間站產生的垃圾之後，在再入地球大氣層過程中焚燒。

長度	9.2 m
最大直徑	4.4 m
發射質量	16500 kg
貨物運載能力	5500 kg

美國太空梭

1998年12月4日-2011年7月21日期間，NASA的三艘太空梭——發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號幫助建造了國際空間站，並運送了大部分國際空間站艙段和主要部件，是一種能夠重複使用的運輸方式。

長度	37.2 m
高度	17.3 m
翼展	23.8 m
標準質量	104000 kg
貨物運載能力	16000 kg

歐洲ATV貨運飛船

ATV貨運飛船是歐洲宇航防務集團研製的一種自動後勤補給飛船，可以運送貨物、大氣、水和推進劑。 貨物卸載後，重新裝載垃圾和廢品，與空間站脫離，在再入地球大氣層過程中焚燒。2008年3月-2015年2月期間共發射了五艘ATV貨運飛船，分別是：Jules Verne，Johannes Kepler，Edoardo Amaldi，Albert Einstein和GeorgesLemaître。

發射質量	20750 kg
貨物運載能力	7667 kg
長度	10.3 m
最大直徑	4.5 m
太陽能電池板長度	22.3 m
推力	1960 N

科學研究

研究領域

國際空間站上的科學實驗項目主要由NASA、Roscosmos、ESA、JAXA和CSA合作進行，涵蓋物理科學、生物學與生物技術、技術開發與驗證、人體研究、地球與空間科學以及教育活動與推廣6大研究領域。

1.生物學與生物技術

微重力環境下，細胞核組織生長方式與形狀可能與地面不同。該領域的實驗重點研究空間飛行狀態下生物體( 動物、植物、微生物、細胞) 的生命活動，生物組織破壞過程，器官和組織再生特性，細胞間相互作用，生物技術產品試驗性開發，獲取關於生命科學基本問題的新認識。

2.技術開發與驗證

該領域的實驗旨在發展並改進空間技術及其組件，開發新的空間技術提高艙段利用率，開發未來空間基礎設施關鍵組件。

3.地球與空間科學

國際空間站運行的近地軌道為收集地球空間科學數據提供了獨特優勢。該領域的實驗旨在研究地球表面、大氣層和電離層的物理過程。收集地球冰川、農田、城市和珊瑚礁等信息，並與軌道衛星數據互補，獲得全面的地球信息。

4.物理科學

國際空間站是在微重力環境下長期研究物理現象的唯一場所。該領域的實驗重點研究微重力環境下各種物理和化學過程；空間材料科學，製備在陸地條件下無法獲取或難以獲取的新物質與材料； 地面技術現代化研究；為先進載人空間設施和無人探測器開發關鍵技術進行技術儲備。

5.教育活動與推廣

國際空間站為鼓勵學生參與航天活動提供了獨特平台，對數千名學生產生了積極影響。

6.人體研究

利用國際空間站研究長期微重力環境對人類健康造成的風險，並制定降低這些風險的對策，有助於解決未來近地軌道以外長期任務的相關問題。

典型科學發現

1.阿爾法磁譜儀

“阿爾法磁譜儀”是迄今為止在太空運行的最強大，最靈敏的粒子物理探測器。自從2011年5月安裝在國際空間站上，開始獲取數據，將一直持續運行到國際空間站使命結束。AMS譜儀精確測量多種宇宙線粒子的結果是宇宙線觀測的一個里程碑，並對暗物質和反物質的尋找等物理學前沿研究有重大意義。

2016年12月8日24時，國際著名物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中在瑞士歐洲核子研究中心，總結髮布了阿爾法磁譜儀（簡稱AMS）在國際空間站運行五年來的物理成果。目前，AMS已經收集了超過900億宇宙線事例，更多的數據分析還在進行中。丁肇中報告的AMS最新結果涵蓋多種宇宙線粒子的精確獨特的數據，包括在宇宙空間測量的正電子流強和正電子比例，反質子—質子比，以及電子、質子，反質子、氦核以及其它核子的流強。

2.雙胞胎實驗

航天員邁克·凱利和斯科特·凱利參與實驗，他們是一對出生於1964年的雙胞胎。兄弟倆從1996年開始為太空飛行訓練。斯科特參與了1999年 "發現"號太空梭STS-103太空飛行和2007年 "奮進"號太空梭STS-118太空飛行、2010年俄羅斯"聯盟TMA-M"號飛船太空飛行和國際空間站第25次和第26次長期考察。邁克·凱利曾四次前往太空，分別參加2011年 "奮進"號太空梭STS-108太空飛行、2006年的"發現"號太空梭STS-121太空飛行、2008年 "亞特蘭蒂斯"號太空梭STS-124太空飛行、2011年"奮進"號太空梭太空飛行。

2015年3月，斯科特·凱利再次參與太空飛行，在國際空間站上度過了創紀錄的340天8小時42分鐘。邁克·凱利留在了地球上，在這段時間與在國際空間站的斯科特接受同樣的檢測和分析。研究覆蓋面很廣，從腸道細菌的組成到各種基因和認識能力的活躍性。獲得的結果交由10個研究小組分析。

最意外的結果產生於觀察端粒之後。端粒是染色體末端的部分，保護 DNA主要部分不在細胞分裂期間受損。每一次細胞分裂後，染色體都會縮短一些。為了這種縮短不影響編碼區，端粒都位於染色體末端。在新的分裂和分裂周期後，染色體變得更加短，細胞衰老就是這樣發生的。斯科特的端粒在太空中變得比邁克的端粒更長，原因尚不明確。

3.空間DNA測序

2016年8月30日，NASA航天員凱特·魯賓斯在國際空間站（ISS）上利用MinION微型測序儀成功完成首次微重力條件下的DNA測序，這標誌著人類已經迎來“在空間對活體生物進行基因測序”的新時代。開啟了一個全新的科學領域——太空基因組和系統生物學。

這次空間測序是“生物分子測序研究項目”的一部分。測序使用的是英國牛津納米孔公司提供的MinION測序儀，只有手掌大小，既方便又快捷。測序原理是通過納米孔施加電流，同時讓含有檢測樣本的液體流經檢測儀，不同的DNA分子會引起不一樣的電流變化，通過電流變化就能識別出這種基因序列的生物。項目組將事先準備好的老鼠、病毒和細菌的DNA樣本帶到空間站，由魯賓斯在太空進行檢測，而地麵團隊成員同步對類似樣本進行測序。比較後發現，太空和地球上的兩種測序結果能完美匹配。有了在空間中測序DNA的方法，就能識別出國際空間站內的微生物是否威脅航天員的健康，幫助地面科學家隨時了解航天員們的生活環境，及時告知他們是否要做清潔或服用抗生素。空間DNA測序儀對未來造訪火星等需要長時間待在空間站的航天員來說，是保護他們健康的重要工具。

4.空間蔬菜種植

“蔬菜生產系統”（Veggie）是迄今為止國際空間站上最大的植物種植實驗設施，此項研究將為延長航天員駐留時間提供支持，還將用於研究植物對重力的感知和回應，改善地球上的植物生長並提高產量。Veggie探索種植能夠製作色拉的蔬菜，未來可能用於提供新鮮食物以改善航天員的食慾、營養，也可能用於幫助航天員減壓放鬆和娛樂。在實驗中，Veggie為作物提供光照和營養，國際空間站提供溫控和二氧化碳。

2014年5月，航天員利用Veggie系統成功種植了“Outredgeous”紅色長葉萵苣，並在最近第一次品嘗了這種宇宙蔬菜。這是太空種植上重大的一步，同時，NASA也希望進一步擴展作物的數量和種類，以滿足未來登入火星的太空人的營養需求。在Veg-01驗證之後，航天員於2016年10月25日對Veg-03進行檢測。Veg-03改良了輸水系統，並測試確認不同環境對作物的影響，讓六株生菜同時生長。

飛行控制中心

美國地面中心

（1）NASA總部（HQ），負責管理NASA各領域中心、制定管理政策、評估國際空間站計畫項目的各個階段；

（2）詹森空間中心（JSC），負責管理國際空間站計畫計畫以及美國艙段的任務控制，並與合作夥伴國控制中心合作共同管理整個ISS上進行的活動；

（3）甘迺迪空間中心（KSC），為每次任務開展ISS模組和太空梭準備工作，協調發射，並管理太空梭的發射以及著陸後的運行；

（4）馬歇爾空間飛行中心（MSFC），其載荷運行和集成中心（POIC）負責控制美國實驗的運行並協調合作夥伴國的在軌實驗；

（5）遠程科學支持中心（TSC），美國有多個TSC來實施國際空間站計畫上科學實驗的運行，分別位於馬歇爾空間飛行中心、埃姆斯研究中心（ARC）、詹森空間中心和格蘭研究中心（GRC）。

俄羅斯地面中心

（1）莫斯科任務控制中心（TsUP），是俄羅斯最主要的國際空間站計畫計畫相關機構，負責俄羅斯載人空間飛行活動控制和俄羅斯艙段的運行；

（2）加加林航天員訓練中心（GCTC），負責提供俄羅斯艙段全尺寸訓練器、出艙行走用訓練水池、模擬重力離心機，以及天體導航用天文館。

（3）拜科努爾航天發射場，是俄羅斯載人和非載人太空飛行器的主要發射中心。

歐洲地面中心

（1）歐洲空間研究與技術中心（ESTEC），是歐洲航天局（ESA）最大的研究機構和技術核心；

（2）哥倫布控制中心（COL-CC）和自動轉移飛行器控制中心（ATV-CC），COL-CC和ATV-CC負責控制和運行歐洲的ISS項目。COL-CC負責控制和運行哥倫布研究實驗室、協調歐洲實驗載荷，ATV-CC負責控制和運行自動轉移飛行器（ATV）；

（3）蓋亞那空間中心（GSC），最初由法國國家空間研究中心（CNES）創建，由法國航天局和歐空局共同資助和使用，作為阿麗亞娜5運載火箭的發射場；

（4）歐洲航天員中心（EAC），歐洲航天員培養基地；

（5）用戶支持和運行中心（USOC），歐洲各國在各自國家空間中心中建有用戶支持和運行中心，這些中心負責空間站歐洲載荷的使用和布置。

日本地面中心

（1）筑波空間中心，是一個綜合運營中心，擁有各類測試設施，具備航天員培訓能力；

（2）種子島發射基地，是日本最大的火箭發射中心。

加拿大地面中心

（1）移動服務系統（MSS）運行綜合中心（MOC），提供MSS工程設計和監控所需的資源、設備、專家，同時負責航天員訓練工作；

（2）有效載荷遠程科學操作中心（PTOC），支持在軌加拿大有效載荷的實時運行。