我们知道，人类对航天的热衷，目的并不是创造辉煌和谱写史诗，而是为最终全面、深入地开发和利用宇宙资源。
为实现这一目的，一方面必须发展一种通向太空的运输手段；另一方面就是要建立永久性的航天基地。空间站就是向着这种永久性航天基地发展的过渡形式。
空间站是在太空飞行的大型载人航天器，又称为轨道站或者是轨道空间站，它是一种可以供多名宇航员居住和工作的大型载人航天器，是人类在太空开展航天活动的重要基地，它在太空飞行而不再返回地面，因此它就好像是一艘不返回的“航空母舰”，也是我们建立在太空的“地球村”。
事实上，说空间站是人类设在太空的地球村一点儿也不夸张，而且这个村的住户还经常流动，一批人进住，另一批人返回，不同国家的人员都相继访问这个“地球村”，随着科学技术的不断发展，这个“地球村”会不断扩大。
空间站的奥秘空间站的划分
从广义上分，空间站可分为单一式空间站和组合式空间站。
空间站的组接要比积木复杂得多从空间站的发展来看，第一步是单一式的。所谓单一式的空间站，就是由运载火箭把整体的空间站直接发射入轨，在空间站上有对接口，可以与其他航天器进行整体的对接。那么，什么是对接呢？对接实际上就像小孩子玩的“积木”或者是“变形金刚”，它可以有一个主体，然后在它的上面一个一个地再组合许多其他的部分，形成一个更大的玩具一样。空间站对接后就能组成更大的空间站，当然它比玩积木要复杂得多。
空间站发展的第二步就是组合式空间站。所谓组合式的空间站是更大型的空间站，由于太大，不可能整体地被发射上去，而是由多枚运载火箭多次发射，一部分一部分地分别发射上去，然后在轨道上进行组装。美国与前苏联的空间站都是从单一式开始发展的，利用它为建造实用型的组合式永久性载人空间站探索和试验一些更为复杂的相关技术。
人类第三步的目标就是建立长寿命、有人职守的永久型的空间站，这种空间站和一般的空间站相比，具有很多的不同和一系列的优点。
空间站与其他的载人航天器一样，也要配备相应的系统。但是由于空间站的飞行时间更长，因此对系统在各个方面的要求也就更高，比如它的工作可靠性、可维修性、抗老化性、防辐射性等。
目前，世界各国发射的空间站在外形与内部结构上，可以千差万别，但是就它的系统组成来说，我们可以找出共性的东西，可以把它的系统组成按功能分成不同的部分。
轨道飞行
轨道飞行是地球轨道飞行的简称。它与月球飞行、行星际飞行等都是宇宙飞行领域内的重要组成部分。人类进行的航天活动绝大部分属于轨道飞行。它的轨道近似椭圆形，地球位于椭圆的两个焦点中的一个。椭圆轨道不是固定的，而随时间发生微小变化，在进行轨道飞行使命的设计时必须考虑这种变化。有时为了实现飞行使命的某些特殊要求，航天器飞行过程还需要利用航天器自身的发动机进行变轨机动，使其轨道由一个椭圆变成另一个椭圆。有些航天器在完成了飞行主要使命以后还需要进行最后一次轨道机动，使其脱离原先的飞行轨道，并经由特定的返回轨道返回地面。
空间站的构造
我们知道，任何一种空间飞行器都离不开结构，而空间站也不例外。事实上，它本身的构造是极其复杂的。特别是由于要求它长期在太空工作，承载宇航员甚至一般游客的较长时间的居住，因此它的设计考虑的因素与一般的飞行器甚至飞船都有很大的不同。那么，具体都有什么不同呢？下面简单介绍下：
（1）空间站的结构要有足够的强度和刚度
事实上，对空间站的结构要求是极其苛刻的。首先它要有足够的强度和刚度。这主要由它经受的环境条件所决定的，我们看看空间站从发射到上天工作的环境就明白了。不少人从电视上看到过空间站的发射实况转播，当火箭点火工作的刹那，成吨的燃料喷着长长的火舌伴随着震耳欲聋的轰鸣声从发动机的喷管倾泻而出，强大的冲击和振动立刻作用到空间站结构上。在火箭奔向太空的过程中，由于火箭发动机一直工作，所以强烈的振动一直作用在空间站结构上。
此外，由于火箭的高速飞行，空间站表面与周围大气产生强烈的摩擦，空间站的结构会被加热，我们称为气动加热，使空间站的表面甚至内部温度升高，可以达到几百摄氏度，这会降低结构的强度。
为了保护空间站，在发射时，火箭的前端大都有整流罩，把空间站罩起来，到高空再抛掉。而空间站进入空间后，要经过日照区和阴影区，空间的环境温度在100℃至零下100℃的范围内变化。而空间站结构在这样复杂恶劣的条件下工作，不但要保证足够的强度，不能因为剧烈的振动、冲击产生破坏，而且还要保证足够的刚度，也就是不能产生大的或者不能恢复的变形。尤其像国际空间站的这种结构形式，采用很长的桁架，刚度问题很重要，容易产生变形，而这种变形会带来很多问题，除了影响正常工作外，它还影响到对空间站的控制，使它不能按预想的状态飞行。
建造空间站所用材料之一——铝合金
因此，空间站在材料的选取和使用上是很讲究的，要求它的强度高、刚度好，但是又不能采用钢铁作为主要材料，因为这种材料的比重太大，必须选用一些轻金属材料，如铝合金、铝镁合金、钛合金等或者非金属材料。目前发展的低密度高强度的非金属复合材料得到了广泛的应用。由于空间站长期在太空飞行，在那种条件下，空间粒子、宇宙射线的辐射作用是很强的，它们的作用可以改变甚至破坏材料的性能，使一些非金属材料老化变质，所以要求材料本身能够抗辐射，而且能够有效地屏蔽辐射作用，以保护舱内宇航员的安全。另外空间站还可能遇到微流星和空中碎片的撞击，要保证不被击穿，所以在材料的选取上是非常严格的。
（2）空间站的舱门有着特殊的要求
空间站的另一个结构特点是它的舱门有着特殊的要求。首先，宇航员进出的舱门要保证可靠的密封，而且能够快速拆装，这种门开关的次数比较多，属于一种活动舱门。当需要打开时应保证快速，而当需要关上时，要保证可靠的密封，否则舱内气体泄漏到外界真空，会直接威胁到宇航员的生命安全。在空间站的舱段上开有数个观察窗，这使宇航员在舱内能够看到天空、地球以及前后左右的外界情况。观察窗对于宇航员来说太重要了，在空中作业时需要对星空及地球进行观测，在交会对接中需要对前后左右进行观测，控制空间站的前后左右移动。
密封舱
密封舱是飞行器中用以保证人在高空或宇宙空间正常生活的安全设备。宇宙飞船的密封舱是一个封闭系统，外表面覆有绝热保护层，座舱设有快速开启的舱门和用耐热玻璃保护的舷窗。舱内采用再生式供气，并有环境调节系统；高空飞行飞机的密封舱，又称“气密舱”或“增压舱”，由增压调压系统向舱内输入增压空气，大型飞机还有湿度调节装置。
空间站的能源、环境与制导
我们知道，对于空间站而言，人的生命保障及安全是最重要的问题。而事实上，高度真空的太空是不具备人类的生存条件的，只好依靠空间站的设计来保证这些条件，这就是空间站的环境控制和生命保障系统，而且要保障的内容是多方面的。
大家知道，在航天活动中，人处于一种密闭的容器中，与地球环境是完全不同的。环境控制和宇航员的生命保障系统的功能就是建立和维持宇航员的生活和工作所必要的最佳的环境条件。如舱内的温度、湿度、总压力以及氧分压及有害气体的控制等，同时供给生命活动所必需的物质如氧气、水、食物等，并能去除生活中所产生的废物。
在空间站的环境控制中，首先需要控制的就是舱内温度。当空间站在空间飞行时，已经没有了大气层的遮挡，太阳的辐射热直接传到空间站上，如果不加控制，它的内部温度很快就会升高，这好比把汽车停在太阳光下，车内温度会快速上升一样。
另一方面，空间站内部的仪器设备的工作要产生热量，尤其有一些大功率的管子，发热量很大。还有宇航员在舱内的活动也要散发热量，同时地球的低温红外辐射也会对空间站产生影响。在这几种热源的影响下，若不加控制，空间站舱内的温度升高及降低会有很大的变化。而在人活动的密封舱内，要求温度在20℃左右的范围内变化，空间站内的各种不同的仪器设备也要求工作在一定的温度范围。这些都要靠空间站的温度控制系统来完成。
空间站内的温度控制手段从大的方面可以分为被动式和主动式两种。被动式，就是在空间站的外表面喷涂一种使辐射率和吸收率成一定比例的物质，在内部包覆一层隔热物质，用来减少热量的内外交换，把太阳的辐射热绝大部分再辐射到空间，只允许一部分进入舱内，大部分的空间站都采用这种方法。仅这样做还不够，还要采用极其复杂的主动温度控制系统，把设备的散热、乘员发热以及外部传到空间站各个舱的热量，通过舱内空气的流通和物体的传导，把热量收集到温度调节系统的散热器，它可以主动地收集热量，传送到空间站舱外。而在舱外装有用于散热的辐射器，或者称为辐射制冷器，通过它把多余的热量辐射到空间去。
为了保证系统的工作可靠性，一般都是主动式和被动式的温度控制手段同时采用。此外在配置上也做了充分的考虑，那就是配备备份部件。当活动部件，比如泵损坏时，可以自动地切换到另一个泵上继续工作。正常情况下系统是自动工作的，而一旦该系统的部件都出现了问题时，则采用专门设计的手动控制系统，由宇航员来操作。
而空间站里的湿度也很重要。当空间站湿度过大时，宇航员都会因此降低工作效率，易产生疲劳甚至工作的失误。而当湿度太小时，某些设备又不能正常工作，因此必须进行湿度控制。一般空间站上装有冷凝干燥器和湿气收集器，就是在密封舱内有若干个风机，将含有湿气的空气吹往热交换器，它的内部装有湿气收集器，在收集器内装有特殊的吸水材料，湿气被材料吸收后送到水收集器可以用来控制湿度。
空间站的制导与控制系统
资料表明，空间站的制导与控制系统也是一个极其重要的系统，要求它完成的工作内容有许多方面。而制导与控制系统的工作好坏，则直接关系到空间站的成败。这是因为在空间站的发射阶段、轨道飞行阶段，以及与其对接航天器的返回部分，在返回过程中都需要对整个空间站及返回部分进行控制，控制失灵就有可能不能返回地面，造成不堪设想的后果。概括说来，空间站的制导与控制系统主要完成以下几个功能：
正处于轨道飞行阶段的空间站
其一，入轨后正常的飞行控制。在轨道运行段，即使是正常情况下也要进行控制，这包括了对空间站的运动控制和姿态控制。空间站在轨道上飞行时，由于大气的影响，轨道高度会逐渐变低；如果不加控制就会向地球坠落。因此，需要补充能量，控制其变轨，提高轨道高度。当空间站需要与其他飞行器交会对接时，更需要控制，为了使空间站与要对接的飞行器对准方向，要控制空间站做一些运动，以完成对接任务。
另外一方面，空间站在轨道飞行时处于失重状态，如果不加控制，它就要做随意的翻滚，这是不允许的。因此，空间站飞行时有3个旋转轴，分别为滚动轴、偏航轴和俯仰轴。在正常运行中，不允许它绕任何一个轴有大的转动，或者转动的值不超出允许的范围，这样的一种控制称为三轴姿态稳定控制。
当空间站上装有太阳能电池帆板时，要求帆板在空间站运行中不停地转动，使帆板的平面与太阳光的入射线尽量垂直，此时的发电效率最高，因此，当空间站围绕地球转动时，帆板要围绕自身的轴相对空间站而转动，始终使它的平面朝向太阳。
揭秘空间站能源系统
我们知道，能源系统对任何一种飞行器而言都是必不可少的。当然，对空间站来说也不例外。空间站上有众多的电子仪器设备，有许多的活动部件在空间站的飞行中完成各种动作，这些都需要供电后才能工作，所以能源系统是必不可少的。
国际空间站的太阳能电池板相当于半个足球场大小
对于不同的任务要求，空间电源有不同的种类。对于轨道比较低、工作寿命比较短的飞行器，一般多采用化学电源，如银—锌电池、镍—镉电池，性能再好的如锂电池、氢—氧燃料电池等；而对于高轨道、长寿命的空间站一般采用太阳能电池，这种电池是利用物质的光电效应从太阳取得能量，可以工作几年甚至几十年。我们看到空间站上像蜻蜓一样的两个伸展的大翅膀，那就是太阳能电池的帆板，在帆板上贴有数以万计的小太阳能电池片，每个小电池片的尺寸一般2厘米见方，但整个帆板的面积却很大，国际空间站的太阳能电池帆板的面积足有半个足球场那么大。
一般飞行器上都带两种以上的电源，一种是可以充放电的化学电池，另一种就是太阳能电池。当空间站在日照区内飞行时，太阳能电池对空间站供电，同时向化学电池充电，保存能量，而飞到阴影区时，由化学电池放电。
