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国際宇宙ステーション（ISS）[ c ]は、地球低軌道（LEO）にある宇宙ステーションです。国際宇宙ステーション計画の成果であり、NASA（米国）、ロスコスモス（ロシア）、ESA（欧州）、JAXA（日本）、CSA（カナダ）の5つのパートナー宇宙機関によって運営されています。 [ 13 ]国際協力によって建設、維持、有人運用された最初の宇宙ステーションであり、これまでに建造された最大の有人宇宙船です。[ 14 ] [ 15 ]軌道上の研究ステーションであり、微小重力下での科学実験が行われ、宇宙環境が研究されています。[ 15 ] 2000年11月2日以来、宇宙における人類の最も長い継続的な滞在を支えています。[ 16 ]天宮と並んで、現在運用されている2つの宇宙ステーションのうちの1つです。[ 17 ]
宇宙ステーションは、地球上空約400キロメートル（250マイル）[ 18 ]の北緯51.64度と南緯51.64度の間を周回しており、ヴァン・アレン帯やほとんどの宇宙ゴミよりも低い位置にある。[ 19 ]宇宙ステーションは、地球を約93分ごとに周回し、1日に15.5回、秒速7.67キロメートル（時速27,600キロメートル、時速17,200マイル）の速度で周回している。 [ 20 ]宇宙ステーションの大きさは、 （太陽電池アレイを含めて）109メートル（358フィート） × 73メートル（239フィート）[ 21 ]で、フルサイズのサッカー場と同じくらいの大きさである。[ 22 ]また、加圧された内部容積は1,005立方メートル（35,491立方フィート）で、ボーイング747型旅客機に匹敵する。[ 21 ]
宇宙ステーションは、ロシア宇宙庁が開発したロシア軌道セグメント（ROS）と、NASA、ESA、JAXA、CSAが構築した米国軌道セグメント（USOS）の2つの主要セクションに分かれたモジュール式宇宙ステーションです。統合トラス構造は、ステーションの広大な太陽電池パネルとラジエーターのシステムを16の主要な加圧モジュールに接続します。これらのモジュールは、科学研究、乗組員の居住、保管、宇宙船の制御、エアロックの操作をサポートします。ISSには、訪問する宇宙船用の8つのドッキングおよび係留ポートがあります。合計で、ステーションは43の異なるモジュールと要素で構成されています。[ 23 ]乗組員は、ソユーズとクルードラゴン宇宙船、そして以前はスペースシャトルを介して訪れます。[ d ]貨物補給船には、プログレス、カーゴドラゴン、シグナス、自動輸送機、HTV-Xなどがあります。
国際宇宙ステーション（ISS）は、宇宙時代を通じて発展してきた宇宙における国際協力の政治的な産物である。このステーションは、以前計画されていた2つの有人地球周回ステーション、すなわちアメリカの宇宙ステーション・フリーダムとソ連のミール2を統合したものである。最初のISSモジュールは1998年に打ち上げられ、主要コンポーネントはプロトン、ソユーズ、スペースシャトルのロケットで運ばれた。長期滞在は、 2000年11月2日に第1次長期滞在クルーが到着したことから始まった。それ以来、ISSは25年255日間連続して有人状態を維持しており、これは宇宙における人類の連続滞在期間としては最長である。2025年8月現在 26か国から290人がこの観測所を訪れた。[ 24 ]
ISSの将来計画には、少なくとも1つのモジュール、Axiom Space社製のペイロード電力熱モジュール（PPSM）の追加が含まれており、これによりステーションの商業セグメントが形成される。ステーションは2030年末まで運用される予定で、その一部はAxiom Stationとロシア軌道サービスステーション（OSS）に使用される。その後、ISSは米国の軌道離脱機（DEV）を使用して軌道から離脱する計画だが[ 25 ]、この計画に対する批判や、ステーションをより安定した高軌道に維持するという提案は、2026年現在、議会の支持を集めている。。
宇宙時代の初期、そしてそれに続く宇宙開発競争のさなか、アメリカとソ連は宇宙空間における協力の可能性を模索し始めた。その集大成として、1975年のアポロ・ソユーズテスト計画（ ASTP）が実施され、異なる宇宙開発国による宇宙船の初のドッキングが実現した。ASTPは成功とみなされ、さらなる共同ミッションも検討された。
そのような構想の一つが国際スカイラブ計画で、アポロとソユーズの有人宇宙船が複数回訪れるミッションのために、予備のスカイラブB宇宙ステーションを打ち上げることを提案した。 [ 26 ]さらに野心的だったのはスカイラブ・サリュート宇宙実験室計画で、スカイラブBをソ連のサリュート宇宙ステーションにドッキングさせることを提案した。1970年代後半の予算削減と冷戦の緊張の高まりにより、これらの構想は、スペースシャトルをサリュート宇宙ステーションにドッキングさせる別の計画とともに、頓挫した。[ 27 ]
1980年代初頭、NASAはサリュート宇宙ステーションとミール宇宙ステーションの対となるモジュール式宇宙ステーション「フリーダム」の打ち上げを計画した。1984年、欧州宇宙機関（ESA）はフリーダム宇宙ステーションへの参加を要請され、ESAは1987年までにコロンバス実験棟を承認した。[ 28 ]日本の実験棟（JEM）、通称「きぼう」は、1982年のNASAの要請に応え、フリーダム宇宙ステーションの一部として1985年に発表された。
1985年初頭、ESA加盟国の科学大臣はコロンバス計画を承認した。これは当時、ESAが取り組んでいた宇宙開発計画の中で最も野心的なものであった。ドイツとイタリアが主導したこの計画には、フリーダムに取り付けられるモジュールが含まれており、世紀末までに本格的なヨーロッパの軌道上前哨基地へと発展する能力を備えていた。[ 29 ]
1990年代初頭、コストの上昇によりこれらの計画は疑問視されるようになった。議会はフリーダムの建造と運用に必要な資金を十分に提供することを拒み、NASAに対し、コスト上昇を補うために国際的な参加を増やすよう要求し、さもなければプロジェクト全体を中止すると脅した。[ 30 ]
同時に、ソ連はミール2宇宙ステーションの計画を進めており、1980年代半ばまでに新しいステーションのモジュールの建設を開始していた。しかし、ソ連の崩壊によりこれらの計画は大幅に縮小せざるを得なくなり、ミール2はまもなく打ち上げられない危機に瀕した。[ 31 ]両方の宇宙ステーション計画が危機に瀕したため、アメリカとロシアの当局者が会談し、それらを統合することを提案した。[ 32 ]
1993年9月、アメリカのアル・ゴア副大統領とロシアのヴィクトル・チェルノミルジン首相は、後に国際宇宙ステーションとなる新しい宇宙ステーションの計画を発表した。[ 33 ]また、この新しいプロジェクトの準備として、アメリカがミール計画に関与し、アメリカのスペースシャトルがシャトル・ミール計画にドッキングすることにも合意した。[ 34 ]
ISSは当初、実験室、観測所、工場としての役割に加え、輸送、メンテナンス、そして将来の月、火星、小惑星へのミッションのための低軌道中継基地としての役割も担うことが意図されていました。しかし、 NASAとロスコスモス間の当初の覚書で想定されていた用途のすべてが実現したわけではありません。[ 35 ] 2010年の米国国家宇宙政策では、ISSには商業、外交、[ 36 ]および教育目的[ 37 ]にも役立つ役割が追加されました。
ISSは、実験を支援するために電力、データ、冷却、乗組員が利用できる科学研究を行うためのプラットフォームを提供します。小型の無人宇宙船も、特に無重力や宇宙への曝露を伴う実験のためのプラットフォームを提供できますが、宇宙ステーションは、人間の研究者が容易にアクセスできるため、数十年にわたって研究を実施できる長期的な環境を提供します。[ 38 ] [ 39 ]
ISSは、実験グループが同じ打ち上げと乗組員の時間を共有できるようにすることで、個々の実験を簡素化します。研究は、宇宙生物学、天文学、物理科学、材料科学、宇宙天気、気象学、宇宙医学や生命科学を含む人間研究など、幅広い分野で行われています。[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]地球上の科学者はデータにタイムリーにアクセスでき、乗組員に実験の変更を提案できます。後続の実験が必要な場合は、定期的に予定されている補給船の打ち上げにより、新しいハードウェアを比較的簡単に打ち上げることができます。[ 39 ]乗組員は数か月の期間の遠征を行い、6人の乗組員で週に約160人時の労働を提供します。ただし、乗組員の時間のかなりの部分はステーションのメンテナンスに費やされます。[ 44 ]
ISSの注目すべき実験は、暗黒物質を検出して宇宙に関するその他の根本的な疑問に答えることを目的としたアルファ磁気スペクトロメーター（AMS）です。NASAによると、AMSはハッブル宇宙望遠鏡と同じくらい重要です。AMSは宇宙ステーションにドッキングしており、電力と帯域幅の必要性から、自由に飛行する衛星プラットフォームに容易に搭載することはできませんでした。[ 45 ] [ 46 ] 2013年4月3日、科学者たちは、AMSによって暗黒物質の兆候が検出された可能性があると報告しました。 [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]これらの科学者によると、「宇宙搭載アルファ磁気スペクトロメーターの最初の結果は、地球に向かう宇宙線における高エネルギー陽電子の未解明の過剰を確認した」とのことです。[ 53 ]
宇宙環境は生命にとって過酷です。宇宙空間に無防備に存在すると、強烈な放射線（主に太陽風からの陽子やその他の亜原子荷電粒子、宇宙線から構成される）、真空、極端な温度、微小重力にさらされます。[ 54 ]極限環境生物と呼ばれる単純な生命体[ 55 ]やクマムシと呼ばれる小型無脊椎動物[ 56 ]は、乾燥によってこの環境で極めて乾燥した状態で生き延びることができます。
医学研究により、筋萎縮、骨量減少、体液移動など、長期宇宙曝露が人体に及ぼす影響についての知識が向上しています。このデータは、長期にわたる有人宇宙飛行や宇宙植民地化が実現可能かどうかを判断するために使用されます。2006年の骨量減少と筋萎縮に関するデータは、火星への旅行に必要な6か月間のような長期間の惑星間航行の後、宇宙飛行士が惑星に着陸した場合、骨折や運動障害のリスクがかなり高くなることを示唆しました。[ 57 ] [ 58 ]
国立宇宙生物医学研究所（NSBRI）の委託により、国際宇宙ステーション（ISS）では医学研究が行われています。その中でも特に注目されているのが、微小重力下における高度診断超音波研究です。この研究では、宇宙飛行士が遠隔地の専門家の指導の下で超音波検査を実施します。この研究は、宇宙空間における病状の診断と治療について検討しています。通常、ISSには医師が乗船しておらず、病状の診断は困難です。遠隔誘導超音波検査は、訓練を受けた医師に直接会うことが難しい緊急時や地方医療の状況において、地球上で応用されることが期待されています。[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]
2020年8月、科学者たちは、地球由来の細菌、特に環境ハザードに対する耐性が非常に高いデイノコッカス・ラディオデュランス菌が、国際宇宙ステーションで行われた研究に基づき、宇宙空間で3年間生存することがわかったと報告した。これらの発見は、宇宙全体に生命が存在し、宇宙塵、流星体、小惑星、彗星、準惑星、汚染された宇宙船など、さまざまな形で分布しているという仮説であるパンスペルミアの概念を裏付けるものとなった。[ 62 ] [ 63 ]
2011年の米国軌道セグメントの完了後、2010年代にはISSにおける地球のリモートセンシング、天文学、深宇宙研究が大幅に増加しました。20年以上にわたるISSプログラムを通して、ISSに搭乗している研究者と地上の研究者は、地球の大気中のエアロゾル、オゾン、雷、酸化物、そして宇宙の太陽、宇宙線、宇宙塵、反物質、暗黒物質を調査してきました。ISSで実施された地球観測リモートセンシング実験の例としては、軌道炭素観測衛星3号、ISS-RapidScat、ECOSTRESS、地球生態系ダイナミクス調査、雲エアロゾル輸送システムなどがあります。 ISS を拠点とする天文学望遠鏡と実験には、SOLAR、中性子星内部組成探査機、カロリメトリック電子望遠鏡、全天 X 線画像モニター (MAXI)、アルファ磁気スペクトロメーターなどがあります。[ 40 ] [ 64 ]
研究者たちは、宇宙ステーションのほぼ無重力環境が植物や動物の進化、発達、成長、内部プロセスに及ぼす影響を調査している。得られたデータの一部を受けて、NASAは微小重力が三次元の人体のような組織の成長や、宇宙空間で形成される可能性のある特異なタンパク質結晶に及ぼす影響を調査したいと考えている。[ 40 ]
微小重力下での流体の物理を研究することで、流体の挙動に関するより優れたモデルが得られる。微小重力下では流体がほぼ完全に混ざり合うため、物理学者は地球上ではうまく混ざり合わない流体を研究している。低重力と低温によって遅くなる反応を調べることで、超伝導の理解が深まるだろう。[ 40 ]
材料科学の研究は、地球上で使用されている技術の改善を通じて経済的利益を得ることを目的とした、ISSの重要な研究活動である。[ 65 ]その他の関心分野には、燃焼効率の研究や排出物および汚染物質の制御を通じて、低重力が燃焼に及ぼす影響が含まれる。これらの発見は、エネルギー生産に関する知識を向上させ、経済的および環境的利益につながる可能性がある。[ 40 ]
ISSは、月や火星への長期ミッションに必要な宇宙船システムをテストするための、比較的安全な低地球軌道の場所を提供します。これにより、軌道上での運用、保守、修理、交換活動の経験が得られます。これは、地球から遠く離れた宇宙船を運用するための重要なスキルを開発し、ミッションのリスクを減らし、惑星間宇宙船の能力を向上させるのに役立ちます。[ 66 ]地球上で実施された乗員隔離実験であるMARS-500実験について、ESAは「ISSは無重力、放射線、その他の宇宙特有の要因の可能性のある影響に関する疑問に答えるために不可欠ですが、長期隔離や閉じ込めの影響などの側面は、地上ベースのシミュレーションによってより適切に対処できます」と述べています。[ 67 ]ロシアの宇宙機関ロスコスモスの有人宇宙飛行プログラム責任者であるセルゲイ・クラスノフは、2011年にMARS-500の「短縮版」がISSで実施される可能性があると示唆しました。[ 68 ]
2009年、セルゲイ・クラスノフは、パートナーシップの枠組み自体の価値に言及し、「パートナーが別々に活動する場合と比較して、補完的な能力とリソースを開発するパートナーは、宇宙探査の成功と安全性をはるかに確実にすることができる。ISSは、地球近傍宇宙探査のさらなる推進と、月や火星を含む太陽系の研究および探査の将来的なプログラムの実現に役立っている」と書いた。[ 69 ]火星への有人ミッションは、宇宙機関や現在のISSパートナーシップ以外の国々が参加する多国籍の取り組みになる可能性がある。2010年、ESAのジャン＝ジャック・ドルダン長官は、中国、インド、韓国をISSパートナーシップに招待するよう他の4つのパートナーに提案する準備ができていると述べた。[ 70 ] NASAのチャールズ・ボールデン長官は2011年2月に、「火星へのミッションは、おそらく世界的な取り組みになるだろう」と述べた。[ 71 ]現在、米国の連邦法は、FBIと議会の承認なしにNASAが宇宙プロジェクトで中国と協力することを禁じている。[ 72 ]
ISSの乗組員は、学生が開発した実験を実行したり、教育的なデモンストレーションを行ったり、ISSの実験の教室版に学生が参加できるようにしたり、無線や電子メールを使用して学生と直接交流したりすることで、地球上の学生に機会を提供しています。[ 73 ] [ 74 ] ESAは、教室で使用するためにダウンロードできる無料の教材を幅広く提供しています。[ 75 ]あるレッスンでは、学生はISSの内部と外部の3Dモデルをナビゲートし、リアルタイムで解決する突発的な課題に直面することができます。[ 76 ]
宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、子どもたちに「ものづくりを追求する」よう促し、「生命の重要性と社会における責任への意識」を高めることを目指している。[ 77 ]一連の教育ガイドを通して、生徒たちは有人宇宙飛行の過去と近未来、そして地球と生命についてより深く理解するようになる。[ 78 ] [ 79 ] JAXAの「宇宙の種」実験では、ISSに約9ヶ月間滞在したヒマワリの種を育て、ISSに搭載された植物の種に対する宇宙飛行の突然変異の影響を調査する。 2008年から2010年半ばまでのきぼう利用の第一段階では、10以上の日本の大学の研究者がさまざまな分野で実験を行った。[ 80 ]
文化活動はISS計画のもう一つの主要な目的である。JAXA宇宙環境利用センター長の田中哲夫氏は、「宇宙には科学に興味のない人でも心を動かされる何かがある」と述べている。[ 81 ]
国際宇宙ステーションアマチュア無線（ARISS）は、世界中の学生が国際宇宙ステーションの乗組員とのアマチュア無線通信を通じて科学、技術、工学、数学のキャリアを追求することを奨励するボランティアプログラムです。ARISSは、ヨーロッパ諸国、日本、ロシア、カナダ、米国を含む9か国からの代表団で構成される国際ワーキンググループです。無線機器が使用できないエリアでは、スピーカーフォンで学生が地上局に接続し、地上局が宇宙ステーションに通話を接続します。[ 82 ]他の免許取得者は、 NFM、APRS、SSTV（イベント時のみ、ダウンリンクのみ）など、さまざまな方法でステーションと自由に通信できます。[ 83 ]
『ファースト・オービット』は、地球を周回する初の有人宇宙飛行であるボストーク1号に関する2011年の長編ドキュメンタリー映画です。ドキュメンタリー映画監督のクリストファー・ライリーとESAの宇宙飛行士パオロ・ネスポリは、地上経路と時刻に関してISSの軌道をボストーク1号の軌道にできるだけ近づけることで、ユーリ・ガガーリンが先駆的な軌道宇宙飛行で見た景色を撮影することができました。この新しい映像は、ロシア国立公文書館から入手したボストーク1号のミッションのオリジナル音声記録と編集されています。ネスポリは、第26/27次長期滞在中に映像の大部分を自ら撮影したため、このドキュメンタリー映画の撮影監督としてクレジットされています。 [ 84 ]この映画は、2011年にウェブサイトfirstorbit.orgを通じて無料ライセンスでYouTubeで世界初公開されました。 [ 85 ]
2013年5月、クリス・ハドフィールド司令官は宇宙ステーション内でデヴィッド・ボウイの「スペース・オディティ」のミュージックビデオを撮影し、YouTubeで公開した。 [ 86 ] [ 87 ]これは宇宙で撮影された最初のミュージックビデオだった。[ 88 ]
2017年11月、国際宇宙ステーション（ISS）での第52/53次長期滞在ミッションに参加していたパオロ・ネスポリは、ウィキペディアの記事で使用するために、自身の話し声を2つ録音した（1つは英語、もう1つは母国語のイタリア語）。これらは、ウィキペディアのために特別に宇宙で作成された最初のコンテンツだった。[ 89 ] [ 90 ]
2021年11月、ISSでの生活を題材にした「The Infinite」というバーチャルリアリティ展示が発表された。 [ 91 ]
5つの宇宙計画と15か国が関わる国際宇宙ステーションは、史上最も政治的、法的に複雑な宇宙探査計画である。[ 92 ] 1998年の宇宙ステーション政府間協定は、関係国間の国際協力の主要な枠組みを定めている。その後の一連の協定は、管轄権の問題から訪問宇宙飛行士の行動規範に至るまで、ステーションの他の側面を規定している。[ 93 ]
ブラジルもこのプログラムへの参加を招待されたが、このような招待を受けた唯一の発展途上国であった。協定の枠組みでは、ブラジルは6つのハードウェアを提供し、その見返りとしてISSの利用権を得ることになっていた。しかし、ブラジルは資金不足と国内の政治的優先順位の低さから、いずれの要素も提供することができなかった。ブラジルは2007年に正式にISSプログラムから脱退した。[ 94 ] [ 95 ]
2022年のロシアによるウクライナ侵攻後、国際宇宙ステーション（ISS）におけるロシアと他国との継続的な協力関係が疑問視されている。ロシア連邦宇宙局（ロスコスモス）のドミトリー・ロゴージン局長は、ロシアの撤退によってISSが軌道修正能力を失い、軌道離脱する可能性があると示唆し、一連のツイートで次のように述べている。「もし我々との協力を阻止すれば、誰がISSを軌道離脱から救い、米国やヨーロッパの領土に衝突させるのか？500トンの建造物がインドや中国に衝突する可能性もある。そのような見通しで彼らを脅したいのか？ISSはロシア上空を飛行しないので、すべてのリスクはあなた方にある。覚悟はできているか？」[ 96 ] (この後者の主張は誤りです。ISSは北緯51.6度から南緯51.6度の間の地球上のあらゆる場所を飛行しており、これはサラトフの緯度とほぼ同じです。) ロゴージン氏は後に、ISSのパートナー間の正常な関係は制裁が解除されて初めて回復できるとツイートし、ロスコスモスが協力関係の終了に関する提案をロシア政府に提出する意向を示しました。[ 97 ] NASAは、必要であれば、米国のノースロップ・グラマン社がISSを軌道上に維持するための再加速能力を提供していると述べました。[ 98 ]
2022年7月26日、ロスコスモスの長官としてロゴージンの後任となったユーリー・ボリソフは、 2024年以降の計画からの撤退計画をロシアのウラジーミル・プーチン大統領に提出した。 [ 99 ]しかし、宇宙ステーションを担当するNASA職員のロビン・ガテンスは、NASAはロスコスモスから撤退計画に関する正式な通知を受け取っていないと回答した。[ 100 ]
国際宇宙ステーションは、世界各地で製造された部品で構成されており、グローバルな協力の成果である。
ザリャとズヴェズダを含むロシア軌道セグメントのモジュールは、モスクワのフルニチェフ国立研究生産宇宙センターで製造された。ズヴェズダは当初、打ち上げられなかったミール2宇宙ステーションのコンポーネントとして1985年に製造された。 [ 101 ] [ 102 ]
デスティニーモジュールとユニティモジュール、統合トラス構造、太陽電池アレイを含む米国軌道セグメントの大部分は、アラバマ州ハンツビルのNASAマーシャル宇宙飛行センターとニューオーリンズのミショー組立施設で製造されました。[ 101 ]これらのコンポーネントは、フロリダ州ケネディ宇宙センターの運用・チェックアウトビルと宇宙ステーション処理施設（SSPF）で最終的な組み立てと打ち上げ処理を受けました。[ 103 ]
米国軌道セグメントには、欧州宇宙機関が提供しドイツで製造されたコロンバスモジュール、日本が提供しつくば宇宙センターと宇宙科学研究所で製造されたきぼうモジュール、カナダアーム2 、およびカナダと米国の共同事業であるデクスターも搭載されている。これらのコンポーネントはすべて、打ち上げ処理のためにSSPFに輸送された。[ 101 ] [ 104 ]
宇宙建築における一大事業である国際宇宙ステーションの組み立ては、1998年11月に始まった。[ 10 ]
ロシア区画のモジュールは、ラスヴェットを除いて自律的に打ち上げられ、ドッキングした。その他のモジュールやコンポーネントはスペースシャトルで運ばれ、その後、ロボットアームを使用して遠隔操作するか、船外活動（EVA）と呼ばれる船外活動中に宇宙飛行士によって設置された。 2011年6月5日までに、宇宙飛行士はステーションにコンポーネントを追加するために159回以上のEVAを行い、宇宙滞在時間は合計1,000時間を超えた。[ 105 ] [ 106 ]
国際宇宙ステーション（ISS）の軌道上での運用の中核となる部分は、1998年11月20日にプロトンロケットに搭載されたロシア製のザーリャモジュールの打ち上げによって始まった。ザーリャは推進、姿勢制御、通信、電力供給を担った。その2週間後の1998年12月4日、アメリカ製のユニティがスペースシャトル・エンデバー号（STS-88）で輸送され、ザーリャと結合した。ユニティはISSのロシア側とアメリカ側のセグメントをつなぎ、将来のモジュールや訪問する宇宙船を接続するためのポートを提供する役割を担った。
かつて激しいライバル関係にあった国々が異なる大陸で建造した2つのモジュールを接続したことは重要な節目であったが、これらの初期モジュールには生命維持装置が搭載されておらず、国際宇宙ステーション（ISS）はその後2年間無人状態が続いた。当時、ロシアの宇宙ステーション「ミール」にはまだ人が居住していた。
転換点は2000年7月のズヴェズダモジュールの打ち上げで訪れた。居住区と生命維持システムを備えたズヴェズダにより、宇宙ステーションへの継続的な人間の滞在が可能になった。最初のクルーである第1次長期滞在クルーは、同年11月にソユーズTM-31で到着した。[ 107 ] [ 108 ]
国際宇宙ステーション（ISS）はその後数年間、ロシアのロケットとスペースシャトルによって運ばれたモジュールによって着実に拡張されていった。
第1次長期滞在ミッションは、スペースシャトルのSTS-92ミッションとSTS-97ミッションの中間に到着した。これらの2回の飛行では、ステーションの統合トラス構造のセグメントが追加され、ステーションにKuバンド通信、USOSの追加質量に必要な追加の姿勢制御、および追加の太陽電池アレイが提供された。[ 109 ]その後2年間、ステーションは拡張を続けた。ソユーズUロケットはPIRSドッキングコンパートメントを運び込んだ。スペースシャトルのディスカバリー、アトランティス、エンデバーは、ステーションのメインロボットアームであるカナダアーム2と統合トラス構造のいくつかのセグメントに加えて、アメリカン・デスティニー実験室とクエストエアロックを運び込んだ。
2003年にはスペースシャトル・コロンビア号の墜落 という悲劇が起こり、残りのシャトル機も運航停止となり、国際宇宙ステーション（ISS）の建設も中断された。
組み立ては2006年にアトランティス号によるSTS-115ミッションで再開され、同ミッションではステーションの2番目の太陽電池アレイが届けられた。さらにいくつかのトラスセグメントと3番目のアレイセットがSTS-116、STS-117、STS-118ミッションで届けられた。ステーションの発電能力が大幅に拡張された結果、より多くのモジュールを収容できるようになり、米国のハーモニーモジュールと欧州のコロンバス実験棟が追加された。これらに続いて、日本のきぼう実験棟の最初の2つのコンポーネントが届けられた。2009年3月、STS-119ミッションで4番目にして最後の太陽電池アレイセットが設置され、統合トラス構造が完成した。きぼうの最後のセクションは2009年7月にSTS-127ミッションで届けられ、続いてロシアのポイスクモジュールが届けられた。米国のトランクイリティ・モジュールは、2010年2月にSTS-130ミッションでキューポラとともに届けられ、続いて2010年5月にロシアの最後から2番目のモジュールであるラスヴェットが届けられた。ラスヴェットは、1998年に米国が資金提供したザーリャ・モジュールがロシアのプロトンロケットで届けられたことと引き換えに、STS-132ミッションでスペースシャトル・アトランティスによって届けられた。 [ 110 ] USOSの最後の与圧モジュールであるレオナルドは、2011年2月にディスカバリー号の最後の飛行であるSTS-133ミッションで宇宙ステーションに運ばれた。[ 111 ]
ロシアの新しい主要研究モジュール「ナウカ」は2021年7月にドッキングし[ 112 ] 、ステーションのロシアモジュールのさまざまな場所に移動できる欧州ロボットアームも同時にドッキングした[ 113 ] 。ロシアの最新の追加モジュール「プリチャル」は2021年11月にドッキングした[ 114 ]。
2025年6月現在、nasa.govによると、ISSには43種類のモジュールと要素が設置されている。[ 115 ]
ISSはモジュール式の宇宙ステーションとして機能し、構造にモジュールを追加したり取り外したりすることで、適応性を高めることができる。
以下に、主要なステーション構成要素の図を示します。ユニティノードはデスティニーラボに直接接続されていますが、分かりやすくするために別々に表示しています。同様の構成は、構造の他の部分にも見られます。
ボックスの背景色に関する凡例：
ザーリャ（ロシア語: Заря 、直訳すると「日の出」[ h ]）は、機能貨物ブロック（ロシア語: Функционально-грузовой блок）としても知られ、ISSの最初の構成要素でした。1998年に打ち上げられ、当初はISSの電力源、貯蔵、推進、誘導システムとして機能しました。ステーションが大きくなるにつれて、ザーリャの役割は主に内部と外部燃料タンクの両方での貯蔵へと移行しました。[ 117 ]
サリュート計画で使用されたTKS宇宙船の子孫であるザーリャは、ロシアで建造されたが、アメリカ合衆国が所有している。その名前は、国際宇宙協力の新時代の始まりを象徴している。[ 118 ]
Unity（別名Node 1）は、ISSの最初の米国製コンポーネントです。[ 119 ] [ 120 ]ロシアセグメントと米国セグメントをつなぐ役割を果たすこの円筒形のモジュールには、追加モジュールを取り付けるための共通係留機構の位置が6箇所（前方、後方、左舷、右舷、天頂、天底）あります。直径4.57メートル（15.0フィート） 、長さ5.47メートル（17.9フィート）のUnityは、アラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センターでボーイング社がNASAのために鋼鉄で製造しました。これは、ISSの米国セグメントの構造的バックボーンを形成する3つの接続ノード（ Unity、Harmony、Tranquility ）の最初のものです。 [ 121 ]
ズヴェズダ（ロシア語: Звезда 、文字通り「星」）は2000年7月に打ち上げられ、ISSのロシア軌道セグメントの中核を成すモジュールです。当初は生活に必要な居住空間と生命維持システムを提供し、ISSへの初の継続的な有人滞在を可能にしました。追加モジュールによってISSの機能は拡張されましたが、ズヴェズダはロシアセグメントの指揮統制センターであり、緊急時には乗組員が集まる場所となっています。[ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]
サリュート計画のDOS宇宙船の子孫であるズヴェズダは、RKKエネルギアによって製造され、プロトンロケットの先端に搭載されて打ち上げられた。[ 125 ]
デスティニー実験室は、 ISSにおける米国の実験のための主要な研究施設です。スカイラブ以来のNASA初の恒久的な軌道研究ステーションであるこのモジュールは、ボーイング社によって製造され、STS-98ミッションでスペースシャトル・アトランティスに搭載されて打ち上げられました。2001年2月に5日間かけてユニティに接続されて以来、デスティニーは科学研究の中心となっています。[ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]
デスティニー内部では、宇宙飛行士が医学、工学、バイオテクノロジー、物理学、材料科学、地球科学などの分野で実験を行っています。世界中の研究者がこれらの研究から恩恵を受けています。このモジュールには、酸素発生システムを含む生命維持システムも搭載されています。[ 129 ]
クエストジョイントエアロックは、米国の船外活動ユニット（EMU）またはロシアのオーラン宇宙服のいずれかを使用して船外活動（EVA）を可能にします。[ 130 ]
設置前は、さまざまなシステムや設計上の違いから、ISSからのEVAの実施は困難でした。ズヴェズダモジュールのトランスファーチャンバー（専用のエアロックではなかった）からはオーランスーツしか使用できず、EMUはオーランスーツを収容できない訪問中のスペースシャトルのエアロックからしか使用できませんでした。[ 131 ]
2001年7月のSTS-104ミッションでスペースシャトル・アトランティスに搭載されて打ち上げられ、ユニティモジュールに取り付けられたクエストは、ボーイング社が製造した長さ6.1メートル（20フィート）、幅4.0メートル（13フィート）の構造物である。[ 132 ]宇宙飛行士の脱出用クルーエアロック、宇宙服を保管するための機器エアロック、減圧症を防ぐための夜間の事前呼吸手順中に宇宙飛行士を収容するための設備を備えている。[ 131 ]
スペースシャトルから派生した乗員用エアロックには、照明、手すり、そして最大2着の宇宙服に生命維持システムと通信システムを提供するアンビリカルインターフェースアセンブリ（UIA）といった必須機器が備えられています。これらの宇宙服は、EMU（エネルギー管理ユニット）2着、オーランスーツ2着、またはそれぞれのタイプを1着ずつ装着することができます。
ポイスク（ロシア語: По́иск 、直訳:「検索」）、別名ミニ研究モジュール2（ロシア語: Малый исследовательский модуль 2）は、ISSのロシアセグメントの二次エアロックとして機能し、ソユーズ宇宙船とプログレス宇宙船のドッキングをサポートし、後者からの推進剤の移送を容易にします。[ 133 ] 2009年11月10日に、プログレスM-MIM2と呼ばれる改造されたプログレス宇宙船 に取り付けられて打ち上げられました。[ 134 ] [ 135 ]
ポイスクはオーラン宇宙服のメンテナンス設備を備えており、2つの内開きハッチを装備している。これは、エアロック内にわずかに残った空気圧のために外開きハッチが急に開いて危険な状況に陥ったミールからの設計変更である。 [ 136 ] 2021年にピルスが出発して以来、ロシア区画唯一のエアロックとなっている。
ハーモニー、またはノード2は、ISSの米国セグメントの中央接続ハブであり、米国、欧州、日本の実験モジュールを結んでいます。電力、データ、生命維持システムといった重要な機能を提供するため、ISSの「ユーティリティハブ」とも呼ばれています。このモジュールには、4人の乗組員の寝室も備えられています。[ 137 ]
2007年10月23日にスペースシャトル・ディスカバリー号のSTS-120ミッションで打ち上げられたハーモニーは、当初はユニティモジュールに取り付けられていましたが、2007年11月14日にデスティニー実験棟の正面にある恒久的な位置に移設されました。[ 142 ]この拡張によりISSの居住空間が大幅に拡大し、米国セグメントの建設における重要な節目となりました。
トランキリティ（別名ノード3）は、国際宇宙ステーション（ISS）のモジュールの一つです。環境制御システム、生命維持システム、トイレ、運動器具、そして観測ドームを備えています。
欧州宇宙機関とイタリア宇宙機関は、タレス・アレーニア・スペース社にトランクイリティの製造を依頼した。2009年11月20日の式典で、モジュールの所有権はNASAに移管された。[ 143 ] 2010年2月8日、NASAはスペースシャトルのSTS-130ミッションでこのモジュールを打ち上げた。
コロンバスは国際宇宙ステーション（ISS）の一部である科学実験室であり、欧州宇宙機関（ESA）がISSに提供した最大の単一貢献物である。
ハーモニー・モジュールやトランキリティ・モジュールと同様に、コロンバス実験室もイタリアのトリノでタレス・アレーニア・スペース社によって製造されました。実験室の機能機器とソフトウェアは、ドイツのブレーメンにあるEADS社によって設計されました。ブレーメンで統合された後、エアバス・ベルーガ機でフロリダ州のケネディ宇宙センターに運ばれました。2008年2月7日、スペースシャトル・アトランティス号のSTS-122ミッションで打ち上げられました。10年間の運用を想定して設計されています。このモジュールは、ドイツのミュンヘン近郊オーバープファッフェンホーフェンにあるドイツ航空宇宙センターの一部であるドイツ宇宙運用センターに設置されているコロンバス管制センターによって制御されています。
欧州宇宙機関は、コロンバスの建造に14億ユーロ（約16億米ドル）を費やしており、これには搭載されている実験装置と、それらを運用するために必要な地上管制インフラも含まれている。[ 144 ]
きぼう（きぼう、日本語:きぼう、文字通り「希望」）は、日本の実験モジュールとしても知られ、国際宇宙ステーション（ISS）にある日本の研究施設です。ISSで最大の単一モジュールであり、加圧実験室、宇宙環境で実験を行うための開放型施設、2つの保管区画、およびロボットアームで構成されています。ハーモニーモジュールに取り付けられたきぼうは、スペースシャトルミッションSTS-123、STS-124、STS-127の3回にわたって宇宙で組み立てられました。[ 145 ]
キューポラは、 ESA が建造した ISS の観測モジュールです。その名前は、イタリア語で「ドーム」を意味するcupolaに由来します。7 つの窓は、実験、ドッキング、地球の観測を行うために使用されます。2010 年 2 月 8 日にスペース シャトル ミッション STS-130 で打ち上げられ、トランクイリティ(ノード 3) モジュールに取り付けられました。キューポラが取り付けられたことで、ISS の組み立ては 85 パーセント完了しました。キューポラの中央の窓の直径は80 cm (31インチ)です。[ 146 ]
ラスヴェット（ロシア語: Рассвет 、直訳すると「最初の光」）は、ミニ研究モジュール1（ロシア語: Малый исследовательский модуль 1）としても知られ、以前はドッキング貨物モジュールとして知られていましたが、主に国際宇宙ステーション（ISS）のロシア区画で貨物保管と訪問宇宙船のドッキングポートとして使用されています。ラスヴェットは、中止されたドッキング・保管モジュールに代わるもので、1995年に建造されたミール・ドッキングモジュールをベースにした設計を採用しています。
ラスヴェットは、 1998年に米国が資金提供したザーリャモジュールをロシアのプロトンロケットで輸送したのと引き換えに、 2010年5月14日にスペースシャトル・アトランティス号のSTS-132ミッションで届けられた。 [ 147 ]ラスヴェットはその後まもなくザーリャに取り付けられた。 [ 148 ]
レオナルド恒久多目的モジュール（PMM）は、 2011年2月24日にスペースシャトル・ディスカバリー号のSTS-133ミッションで宇宙に打ち上げられ、3月1日に設置されました。レオナルドは主にISS内の予備部品、物資、廃棄物の保管に使用され、それまでは宇宙ステーション内のさまざまな場所に保管されていました。また、米国軌道セグメントに居住する宇宙飛行士の個人衛生エリアでもあります。レオナルドPMMは2011年以前は多目的補給モジュール（MPLM）でしたが、現在の構成に改造されました。以前は、スペースシャトルでISSとの間で貨物を輸送するために使用されていた2つのMPLMのうちの1つでした。このモジュールは、イタリアの博学者レオナルド・ダ・ヴィンチにちなんで名付けられました。
ビゲロー拡張活動モジュール（BEAM）は、NASAとの契約に基づきビゲロー・エアロスペース社が開発した実験的な拡張型宇宙ステーションモジュールで、2016年から少なくとも2020年まで国際宇宙ステーション（ISS）での一時的なモジュールとして試験されました。2016年4月10日にISSに到着し[ 149 ]、 4月16日に静かのノード3にドッキングし、2016年5月28日に拡張および加圧されました。2021年12月、ビゲロー社が活動を停止したため、ビゲロー・エアロスペース社はモジュールの所有権をNASAに譲渡しました[ 150 ] 。
国際ドッキングアダプタ（IDA）は、APAS-95をNASAドッキングシステム（NDS）に変換するために開発された宇宙船ドッキングシステムアダプタです。IDAは、ISSの2つの開放型加圧結合アダプタ（PMA）それぞれに取り付けられ、どちらもハーモニーモジュールに接続されています。
現在、国際ドッキングアダプタが2基ステーションに設置されている。当初、IDA-1はハーモニーの前方ポートにあるPMA-2に、 IDA-2はハーモニーの天頂にあるPMA-3に設置される予定だった。IDA-1が打ち上げ事故で破壊された後、IDA-2は2016年8月19日にPMA-2に設置され[ 151 ] 、その後IDA-3は2019年8月21日にPMA-3に設置された[ 152 ]。
NanoRacks Bishopエアロックモジュールは、2020年12月6日にSpaceX CRS-21でISSに打ち上げられた、商業資金で開発されたエアロックモジュールです。 [ 153 ] [ 154 ]このモジュールはNanoRacks、Thales Alenia Space、Boeingによって製造されました。[ 155 ] NASA、 CASIS 、その他の商業および政府顧客向けにCubeSat、小型衛星、その他の外部ペイロードを展開するために使用されます。[ 156 ]
ナウカ（ロシア語: Наука 、直訳:「科学」）、別名多目的実験モジュールアップグレード（ロシア語: Многоцелевой лабораторный модуль, усоверше́нствованный）は、ロスコスモスが資金提供するISSの構成要素で、 2021年7月21日14:58 UTCに打ち上げられました。当初のISS計画では、ナウカはドッキングおよび収納モジュール（DSM）の位置を使用する予定でしたが、DSMは後にラスヴェットモジュールに置き換えられ、ザーリャの天底ポートに移動されました。ナウカは2021年7月29日13:29 UTCにズヴェズダの天底ポートに正常にドッキングし 、ピルスモジュールと入れ替わりました。
プリチャル到着までは、有人および無人ミッション用の仮ドッキングアダプターが天底ポートに取り付けられていたが、到着直前に離脱するプログレス宇宙船によって取り外された。[ 157 ]
プリチャル（ロシア語: Причал 、文字通り「桟橋」）は、 ISSのロシアセグメントのドッキングハブとして機能する4トン（8,800ポンド）の球形モジュールです。2021年11月に打ち上げられたプリチャルは、ソユーズ宇宙船とプログレス宇宙船、および将来のモジュールのための追加のドッキングポートを提供します。プリチャルには、前方、後方、左舷、右舷、天頂、および天底の6つのドッキングポートがあります。これらのポートの1つはアクティブハイブリッドドッキングシステムを備えており、ナウカモジュールとのドッキングを可能にしました。残りの5つのポートはパッシブハイブリッドで、ソユーズ、プログレス、およびより重いモジュール、および改良されたドッキングシステムを備えた将来の宇宙船のドッキングを可能にします。2024年現在、前方、後方、左舷、および右舷のドッキングポートは覆われたままです。プリチャルは当初、現在中止されている軌道有人組立実験複合体の要素となる予定でした。[ 158 ] [ 159 ] [ 160 ] [ 161 ]
ISSには加圧を必要としない外部コンポーネントが多数あります。その中で最大のものは統合トラス構造（ITS）で、ステーションのメイン太陽電池アレイと熱放射器が取り付けられています。[ 162 ] ITSは10個の独立したセグメントで構成され、全長108.5メートル（356フィート）の構造を形成しています。 [ 10 ]
この宇宙ステーションには、6 台のロボットアーム、3 台の外部格納プラットフォーム(ESP)、4 台のExPRESS 物流キャリア(ELC) など、いくつかの小型外部コンポーネントが搭載される予定でした。[ 163 ] [ 164 ]これらのプラットフォームは、電気を供給し、実験データをローカルで処理することで、宇宙空間の真空中で実験 ( MISSE、STP-H3、ロボット燃料補給ミッションなど) を展開および実行することを可能にしますが、主な機能は予備の軌道交換ユニット(ORU) を保管することです。ORU は、ポンプ、貯蔵タンク、アンテナ、バッテリーユニットなど、故障したり設計寿命を超えた場合に交換できる部品です。このようなユニットは、船外活動中に宇宙飛行士によって、またはロボットアームによって交換されます。[ 165 ] STS-129、[ 166 ] STS-133 [ 167 ]および STS-134など、いくつかのシャトルミッションが ORU の輸送に特化していました。 [ 168 ] 2011年1月現在 ORUの輸送手段として他に使われたのは、日本の貨物船HTV-2のみで、露出パレット（EP）を介してFHRCとCTC-2を輸送した。[ 169 ]
実験モジュールに直接取り付けられた小型の曝露施設もあります。きぼう曝露施設はきぼう複合施設の外部「ポーチ」として機能し[ 170 ] 、欧州コロンバス実験棟の施設は欧州技術曝露施設[ 171 ] [ 172 ]や宇宙原子時計アンサンブル[173 ]などの実験に電力とデータ接続を提供します。リモートセンシング機器SAGE III-ISSは2017年2月にCRS-10で宇宙ステーションに届けられ[ 174 ]、NICER実験は2017年6月にCRS-11で届けられました[ 175 ] 。ISSに外部搭載された最大の科学ペイロードはアルファ磁気スペクトロメータ（AMS）で、2011年5月にSTS-134で打ち上げられ、ITSに外部搭載された素粒子物理学実験です。AMSは宇宙線を測定し、暗黒物質と反物質の証拠を探します。[ 176 ] [ 177 ]
エアバス社製の商用バルトロメオ外部ペイロード搭載プラットフォームは、2020年3月6日にCRS-20で打ち上げられ、欧州のコロンバスモジュールに取り付けられました。これにより、ExPRESSロジスティクスキャリアの8スロット、きぼうの10スロット、コロンバスの4スロットに加えて、さらに12スロットの外部ペイロード搭載スペースが確保されます。このシステムはロボットによるメンテナンスが可能で、宇宙飛行士の介入は不要です。クリストファー・コロンブスの弟にちなんで名付けられました。[ 178 ] [ 179 ] [ 180 ]
2010年5月、ナウカの機器は（NASAとの合意に基づき）STS-132で打ち上げられ、スペースシャトル・アトランティスによって運ばれた。重量1.4トンのこの機器は、ラスヴェット（MRM-1）の外側に取り付けられた。これには、欧州ロボットアーム（ERA）（ナウカと共に打ち上げられた）の予備の肘関節、EVA中に使用されるERAポータブル作業台、RTOの追加放熱器、加圧実験用エアロックの横にある内部ハードウェアが含まれていた。[ 181 ]
RTOdラジエーターはNaukaに冷却能力を追加し、モジュールがより多くの科学実験を実施できるようにする。[ 181 ]
ERAは、VKD-56船外活動中にRTOdラジエーターをラスヴェットから取り外し、ナウカに移送するために使用されました。その後、VKD-58船外活動で起動され、完全に展開されました。 [ 182 ]このプロセスには数か月かかりました。2023年8月のVKD-60船外活動中に、可搬式作業プラットフォームも移送されました。これはERAの端に取り付けることができ、宇宙飛行士が船外活動中にアームの端に「乗る」ことができます。[ 183 ] [ 184 ]しかし、数か月にわたるEVA装備とRTOd放熱器の設置後も、6か月後に、ナウカの実際の使用前にRTOdラジエーターが故障しました（RTOd設置の目的は、ナウカ実験からの熱を放射することです）。この故障、つまり漏れにより、RTOdラジエーターはナウカで使用できなくなりました。これは、ソユーズMS-22とプログレスMS-21のラジエーター漏れに続く、ISSのラジエーター漏れとしては3度目である。予備のRTOdが利用できない場合、ナウカの実験はナウカのメイン打ち上げラジエーターに頼らざるを得ず、モジュールをフル活用することはできないだろう。[ 185 ] [ 186 ]
もう一つの MLM 装備は、大型ペイロード取り付け手段 (Sredstva Krepleniya Krupnogabaritnykh Obyektov、SKKO) と呼ばれる 4 セグメント外部ペイロード インターフェースです。[ 187 ]モジュール起動装備プロセスの一環として、Progress MS-18 (LCCS 部分) とProgress MS-21 (SCCCS 部分)によって 2 つの部分に分けて Nauka に届けられました。 [ 188 ] [ 189 ] [ 190 ] [ 191 ] VKD-55 船外活動中に、Nauka の ERA 後方向きベース ポイントに外部に持ち出され設置されました。[ 192 ] [ 193 ] [ 194 ] [ 195 ]
統合トラス構造（ITS）は、ステーションの主要な遠隔操作システムである移動サービスシステム（MSS）の基盤として機能し、MSSは主に3つの構成要素から成ります。
STS-134では、カナダアーム2がROSに這い上がれるように、ザリャにグラップル装置が追加されました。[ 168 ]また、STS-134では、スペースシャトルミッションで耐熱タイルを検査するために使用されていた15m （50フィート）のオービターブームセンサーシステム（OBSS）も設置されました。これは、MSSのリーチを伸ばすためにステーションで使用できます。[ 168 ]地球またはISSのスタッフは、リモートコントロールを使用してMSSコンポーネントを操作し、宇宙遊泳を必要とせずにステーションの外で作業を行うことができます。
きぼう露出施設の整備を行う日本の遠隔操作装置システム[ 199 ]はSTS-124で打ち上げられ、きぼう加圧モジュールに取り付けられている[ 200 ] 。このアームはスペースシャトルのアームに似ており、片端は恒久的に取り付けられ、もう一方の端には標準的な把持装置用のラッチ式エンドエフェクタが付いている。
ROSの整備を行う欧州ロボットアームは、ナウカモジュールと共に打ち上げられた。[ 201 ] ROSは、宇宙船やモジュールを操作する必要がない。すべての宇宙船やモジュールは自動的にドッキングし、同じ方法で廃棄される。乗組員は、船外活動中に2基のストレラ（ロシア語: Стрела́ 、文字通り「矢」 ）貨物クレーンを使用して、乗組員と機器をROS内で移動させる。各ストレラクレーンの質量は45kg （99ポンド）である。
ピルス（ロシア語: Пирс、直訳すると「桟橋」）は、2001年9月14日 、ISS組立ミッション4Rとして、ロシアのソユーズUロケットで打ち上げられ、上段には改良型プログレス宇宙船プログレスM-SO1が使用された。ピルスは2021年7月26日10時56分（UTC）にプログレスMS-16 によってドッキング解除され、同日14時51分（UTC）に軌道離脱し、宇宙ステーションにナウカモジュールを取り付けるためのスペースが確保された。ピルスは離脱前、宇宙ステーションにおける主要なロシア製エアロックとして機能し、ロシアのオーラン宇宙服の保管と改修に使用された。
2020年1月、NASAはAxiom Space社にISS用の商用モジュールの製造契約を発注しました。この契約はNextSTEP2プログラムに基づくものです。NASAはAxiom社と固定価格契約で交渉し、宇宙ステーションのハーモニー（ノード2）モジュールの前方ポートに取り付けるモジュールの製造と納入を請け負いました。NASAは1つのモジュールのみを発注しましたが、Axiom社はノードモジュール、軌道上研究・製造施設、乗員居住区、大型窓付き地球観測所を含む5つのモジュールからなるセグメント全体（Axiom Orbital Segment）の製造を計画していました。Axiomセグメントは宇宙ステーションの機能と価値を大幅に向上させ、より多くの乗員や他組織による民間宇宙飛行を可能にすると期待されていました。Axiom社はISSの運用終了後、このセグメントを独立した宇宙ステーション（Axiom Station）に改造し、ISSの後継機として運用することを計画していました。[ 202 ] [ 203 ] [ 204 ]カナダアーム2は、2030年のISSの退役後もアクシオムステーションでの運用を継続する予定です。[ 205 ] 2024年12月、アクシオムスペースはステーション組み立て計画を改訂し、独立軌道上でアクシオムステーションを組み立てる前に、ISSにドッキングするモジュールは1つだけで済むようにしました。[ 206 ] ISSにドッキングするモジュールには、アクシオムモジュールおよび後のステーションに移送され、保管される既存のISSハードウェアを収納するスペースが設けられます。[ 207 ]
2024年12月現在Axiom Spaceは、ペイロード電力熱モジュール（PPTM）というモジュールを2027年以降にISSに打ち上げる予定である。[ 206 ] PPTMは、約1年後にAxiomのHabitat One（Hab-1）モジュールが打ち上げられるまでISSに留まり、その後ISSから分離してHab-1と結合する予定である。[ 206 ]
米国軌道離脱機（USDV）は、NASAが提供する宇宙船で、2030年の運用寿命終了後に国際宇宙ステーションを制御された軌道離脱と消滅させることを目的としている。2024年6月、NASAはSpaceXに軌道離脱機の製造契約を授与した。[ 208 ] NASAは、軌道上に「最低限の能力」、すなわち「USDVと少なくとも1つの商用ステーション」が揃い次第、ISSを軌道離脱させる計画である。[ 209 ]
ISS計画の過程で、ステーション用に開発または計画されたいくつかのモジュールがキャンセルされました。その理由には、予算の制約、モジュールが不要になったこと、2003年のコロンビア号事故後のステーションの再設計などがあります。米国の遠心分離機居住モジュールは、さまざまなレベルの人工重力での科学実験を行う予定でした。[ 210 ]米国の居住モジュールは、ステーションの居住区として機能する予定でした。代わりに、居住区は現在、ステーション全体に分散しています。[ 211 ]米国の暫定制御モジュールとISS推進モジュールは、打ち上げ失敗の場合にズヴェズダの機能を代替する予定でした。 [ 212 ] 2つのロシアの研究モジュールは、科学研究のために計画されていました。[ 213 ]これらは、ロシアの汎用ドッキングモジュールにドッキングする予定でした。[ 214 ]ロシアの科学電力プラットフォームは、 ITSの太陽電池アレイとは独立して、ロシアの軌道セグメントに電力を供給する予定でした。
科学動力モジュール1（SPM-1、別名NEM-1）と科学動力モジュール2（SPM-2、別名NEM-2）は、当初2024年以降に国際宇宙ステーション（ISS）に到着し、ナウカモジュールにドッキングしているプリチャルモジュールにドッキングする予定だったモジュールです。[ 161 ] [ 215 ] 2021年4月、ロスコスモスは、NEM-1が提案されているロシア軌道サービスステーション（ROS）の中核モジュールとして再利用され、2027年以降に打ち上げられ[ 216 ]、自由飛行中のナウカモジュールにドッキングすると発表しました。[ 217 ] [ 218 ] NEM-2は、2028年に打ち上げられる別の中核「ベース」モジュールに改造される可能性があります。[ 219 ] 2025年12月現在NEM-1（現在は単にNEMと呼ばれている）は2029年にISSに打ち上げられ、2030年頃のROSモジュールの分離に先立ち、プリチャルに代わるユニバーサルノードモジュールとドッキングする予定である。 [ 220 ]
2016年8月、ビゲロー・エアロスペースはNASAと、次世代宇宙探査技術パートナーシップの第2段階に基づき、B330をベースとした実物大の深宇宙居住モジュールの地上試作機を開発する契約を締結した。このモジュールは、ビゲローが国際宇宙ステーションに取り付けて試験することを希望していたことから、拡張型ビゲロー先進ステーション強化モジュール（XBASE）と呼ばれた。しかし、2020年3月、ビゲローは従業員88名全員を解雇し、2024年2月現在、 同社は休眠状態にあり、倒産したとみなされているため、[ 221 ] [ 222 ] XBASEモジュールが発売される可能性は低いと思われる。
2011年に、人工的な部分重力効果を得るための十分な規模の遠心分離機を宇宙空間で初めて実証するという提案がなされた。これはISS乗組員の睡眠モジュールとなるように設計されていた。予算上の制約により、このプロジェクトは他のプロジェクトを優先して中止された。[ 223 ]
重要なシステムは、大気制御システム、給水システム、食料供給設備、衛生設備、火災検知・消火設備です。ロシア軌道セグメントの生命維持システムは、ズヴェズダ・サービスモジュールに搭載されています。これらのシステムの一部は、USOS（宇宙軌道セグメント）の機器によって補完されています。ナウカ実験室には、生命維持システム一式が備えられています。
ISSの機内環境は地球の環境と似ています。[ 224 ] ISSの通常の気圧は101.3 kPa (14.69 psi)で、地球の海面と同じ気圧です。[ 225 ]乗組員はより低い気圧でも健康を維持できますが、一部の機器は気圧に非常に敏感です。[ 225 ]
ロシアとソ連のすべての宇宙船では地球のような大気条件が維持されているが[ 226 ] 、アメリカの宇宙船は打ち上げ後に5psi（0.3気圧）の純酸素大気を使用している。
ズヴェズダに搭載されているエレクトロンシステムとデスティニーにある同様のシステムは、ステーション内で酸素を生成する。[ 227 ]クルーは、ボトル入り酸素と固体燃料酸素発生装置（SFOG）キャニスターという化学式酸素発生装置というバックアップオプションを持っている。[ 228 ]ズヴェズダのヴォズドゥフシステムによって空気から二酸化炭素が除去される。腸からのメタンや汗からのアンモニアなど、人間の代謝のその他の副産物は、活性炭フィルターによって除去される。[ 228 ]
ROSの大気制御システムの一部は酸素供給です。三重冗長性は、エレクトロンユニット、固体燃料発生器、および貯蔵酸素によって提供されます。酸素の主供給源はエレクトロンユニットで、水の電気分解によってO₂とH₂を生成し、 H₂を船外に排出します。1kW （1.3hp ）のシステムは、乗組員1人あたり1日約1リットルの水を使用します。この水は地球から運ばれるか、他のシステムからリサイクルされます。ミールは、酸素生成にリサイクル水を使用した最初の宇宙船でした。二次酸素供給は、酸素生成Vikaカートリッジを燃焼させることによって提供されます（ ISS ECLSSも参照）。各「キャンドル」は450～500 ℃（842～932 °F）で5～20分かけて分解し、600リットル（130英ガロン、160米ガロン）のO₂を生成します。このユニットは手動で操作されます。[ 229 ]
米国軌道セグメント（USOS）には、 2001年に納入されたクエストエアロックモジュールの加圧貯蔵タンクからの酸素の冗長供給があり、10年後には、電気分解によってO2を生成するESA製の先進閉ループシステム（ACLS）がトランクイリティモジュール（ノード3）に搭載され、これを補完している。[ 230 ]生成された水素は、船内大気中の二酸化炭素と結合され、水とメタンに変換される。
両面太陽電池アレイはISSに電力を供給します。これらの両面セルは片面で直射日光を集め、もう片面で地球からの反射光を集め、地球上で一般的に使用されている片面セルよりも効率が高く、低温で動作します。[ 231 ]
宇宙ステーションのロシア側セグメントは、他の多くの宇宙船と同様に、ズヴェズダに搭載された2つの回転式太陽電池アレイから28Vの低電圧直流電力を使用する。USOS側セグメントは、USOSの太陽電池アレイから130～180Vの直流電力を使用する。電力は160Vの直流で安定化・分配され、ユーザーが必要とする124Vの直流に変換される。分配電圧が高いため、より小型で軽量な導体を使用できるが、乗組員の安全性が犠牲になる。両セグメントはコンバータを介して電力を共有する。
USOSの太陽電池アレイは4組の翼として配置され、総発電量は75～90キロワットです。[ 5 ]これらのアレイは通常、発電量を最大化するために太陽を追尾します。各アレイの面積は約375平方メートル（4,036平方フィート）、長さは58メートル（190フィート）です。完全な構成では、太陽電池アレイは軌道ごとにアルファジンバルを1回転させることで太陽を追尾し、ベータジンバルは軌道面に対する太陽の角度のより緩やかな変化に追従します。ナイトグライダーモードでは、夜間に太陽電池アレイを地面と平行に配置し、ステーションの比較的低い軌道高度での大きな空気抵抗を低減します。[ 232 ]
当初、この宇宙ステーションは、90分間の軌道のうち地球に覆われる45分間の間、連続的に電力を供給するために充電式ニッケル水素電池（NiH2）を使用していた。電池は軌道の昼側で充電される。電池の寿命は6.5年（37,000回以上の充放電サイクル）で、ステーションの想定寿命である20年間にわたって定期的に交換されていた。[ 233 ] 2016年からは、ニッケル水素電池はリチウムイオン電池に置き換えられ、ISS計画の終了まで使用できると見込まれている。[ 234 ]
宇宙ステーションの大型太陽電池パネルは、ステーションと電離層の間に高い電位差を発生させます。これにより、宇宙船のプラズマシースによってイオンが加速される際に、絶縁表面でのアーク放電や導電性表面のスパッタリングが発生する可能性があります。これを軽減するために、プラズマ接触器ユニットは、ステーションと周囲の宇宙プラズマの間に電流経路を作り出します。[ 235 ]
宇宙ステーションのシステムと実験は大量の電力を消費し、そのほとんどすべてが熱に変換されます。内部温度を動作可能な範囲内に保つために、外部表面材料、MLIなどの断熱材、ヒートパイプで構成される受動熱制御システム（PTCS）が採用されています。PTCSが熱負荷に対応できない場合は、外部能動熱制御システム（EATCS）が温度を維持します。EATCSは、内部の無毒の水冷却ループで構成され、大気を冷却および除湿し、収集した熱を外部の液体アンモニアループに伝達します。熱交換器からアンモニアは外部ラジエーターにポンプで送られ、赤外線として熱を放出し、その後アンモニアはステーションに循環されます。[ 236 ] EATCSは、きぼうやコロンバスを含むすべての米国の加圧モジュール、およびS0、S1、P1トラスの主電力分配電子機器の冷却を提供します。最大70kWの熱を放出できます 。これは、 STS-105で打ち上げられP6トラスに取り付け られた初期アンモニアサービス装置（EAS）を介した初期外部アクティブ熱制御システム（EEATCS）の14kWをはるかに上回る。 [ 237 ]
ISSは、ステーションとミッションコントロールセンター間のテレメトリおよび科学データリンクを提供するために、さまざまな無線通信システムに依存しています。無線リンクは、ランデブーおよびドッキング手順中、および乗組員、フライトコントローラー、家族間の音声およびビデオ通信にも使用されます。その結果、ISSにはさまざまな目的で使用される内部および外部通信システムが装備されています。[ 238 ]
ロシア軌道セグメントは、主にズヴェズダに搭載されたリラアンテナを地上との直接通信に使用している。[ 73 ] [ 239 ]また、ルチデータ中継衛星システムを利用する機能も備えていたが、 [ 73 ]ステーション建設時には故障状態であったものの、[ 73 ] [ 240 ] [ 241 ]ルチ5Aとルチ5Bの打ち上げにより2011年と2012年に運用状態に復旧した。[ 242 ]さらに、ヴォスホートMシステムは、内部電話通信と地上管制へのVHF無線リンクを提供している。[ 243 ]
米国軌道セグメント(USOS) は、S バンド(音声、テレメトリ、コマンド - P1/S1 トラスに搭載) とK uバンド(音声、ビデオ、データ - Z1 トラスに搭載) の 2 つの独立した無線リンクを使用します。これらの送信は、静止軌道上の米国追跡データ中継衛星システム (TDRSS)を介してルーティングされ、テキサス州ヒューストンのクリストファー C. クラフト Jr. ミッションコントロールセンター(MCC-H)とのほぼ連続的なリアルタイム通信が可能になります。[ 73 ] [ 244 ] [ 238 ]カナダアーム2、欧州コロンバス実験棟、日本のきぼうモジュールのデータチャネルも、当初は S バンドと K uバンドシステムを介してルーティングされ、欧州データ中継システムと、同様の日本のシステムが最終的にこの役割で TDRSS を補完することを目的としていました。[ 244 ] [ 245 ]
UHF無線は、船外活動を行う宇宙飛行士や宇宙飛行士、および宇宙ステーションにドッキングまたはドッキング解除する他の宇宙船によって使用されます。[ 73 ]自動宇宙船には独自の通信機器が搭載されています。ATVは、宇宙船に取り付けられたレーザーとズヴェズダに取り付けられた近接通信機器を使用して、宇宙ステーションに正確にドッキングしました。[ 246 ] [ 247 ]
ISSの米国軌道セグメントには、WindowsまたはLinuxが動作する市販のノートパソコンが約100台搭載されている。 [ 248 ]これらのデバイスは、ステーションの28V DC電源システムを使用するように改造されており、デバイスから発生する熱が無重力環境で滞留する可能性があるため、追加の換気が行われている。NASAはノートパソコン間の共通性を高めることを優先しており、宇宙飛行士が必要に応じてノートパソコンを修理できるように、予備部品がステーションに保管されている。[ 249 ]
ノートパソコンは、携帯型コンピュータシステム（PCS）とステーションサポートコンピュータ（SSC）の2つのグループに分けられます。
PCS ラップトップは Linux で動作し、 Debian Linuxで動作するステーションの主コマンド & コントロール コンピュータ (C&C MDM) に接続するために使用されます。[ 250 ]これは、信頼性と柔軟性のために 2013 年に Windows から切り替えられたものです。[ 251 ]主コンピュータは、ステーションを軌道上に維持し、生命を支える重要なシステムを監視します。[ 248 ]主コンピュータにはディスプレイやキーボードがないため、宇宙飛行士は PCS ラップトップを使用して、USB から1553アダプタを介してリモート端末として接続します。[ 252 ]主コンピュータは 2001 年、[ 253 ] 2007 年、[ 254 ]および 2017 年に故障しました。2017 年の故障では、外部コンポーネントを交換するために船外活動が必要でした。[ 255 ]
SSCのラップトップは、手順の確認、科学実験の管理、電子メールやビデオチャットによるコミュニケーション、休憩時間の娯楽など、ステーション内の他のすべての用途に使用されます。[ 248 ] SSCのラップトップは、 Wi-Fiを介してステーションの無線LANに接続され、Wi-FiはKuバンドを介して地上に接続されます。当初はステーションからのダウンロード速度が10 Mbit/s 、アップロード速度が3 Mbit/sでしたが、[ 256 ] NASAは2019年にシステムをアップグレードし、速度を600 Mbit/sに向上させました。[ 257 ] ISSの乗組員はインターネットにアクセスできます。[ 258 ] [ 259 ]
常駐クルーにはそれぞれ遠征番号が割り当てられます。遠征は打ち上げからドッキング解除まで最長6ヶ月間続き、「増分」は同じ期間を対象としますが、貨物宇宙船とすべての活動を含みます。第1次から第6次遠征は3人編成のクルーで構成されていました。NASAのスペースシャトル・コロンビア号の墜落後、ロシアの小型貨物宇宙船プログレスではより大規模なクルーへの物資補給が不可能になったため、第7次から第12次遠征はステーションを維持管理できる2人編成の「管理」クルーに縮小されました。[ 261 ]スペースシャトルが飛行を再開した後、第13次長期滞在から3人乗りのクルーもISSに戻ってきた。スペースシャトルの飛行によってステーションが拡張されるにつれて、クルーの人数も増加し、最終的には2010年頃に6人に達した。[ 262 ] [ 263 ] 2020年から米国の大型商業宇宙船でクルーが到着し始めたことで、[ 264 ]クルーの人数は7人に増加し、これはISSが当初設計された人数である。[ 265 ] [ 266 ]
ロスコスモスのオレグ・コノネンコは、宇宙および国際宇宙ステーション（ISS）での滞在期間の最長記録保持者であり、ISSでの5回の長期滞在ミッション（第17次、第30/31次、第44/45次、第57/58/59次、第69/70/71次長期滞在）を通じて、宇宙に約1,111日間滞在した。彼はまた、3回（第31次、第58/59次、第70/71次長期滞在）コマンダーを務めた。[ 267 ]
NASAとAxiom Spaceのペギー・ウィットソンは、アメリカ人の中で最も長い時間を宇宙で過ごし、第5次、第16次、第50/51/52次長期滞在ミッションとAxiomミッション2および4に参加して、合計675日以上を宇宙で過ごした。[ 268 ] [ 269 ]
2023年6月現在、13人が自費で国際宇宙ステーション（ISS）を訪れている。報道では、こうした旅行者はしばしば「宇宙旅行者」と呼ばれるが、軌道上で専門的な訓練を受けたり、科学、教育、またはアウトリーチ活動を行ったりするため、この用語に異議を唱える人も多い。[ i ] [ 275 ]そのため、ロスコスモスとNASAは彼らを宇宙飛行参加者と分類している。
当初、民間資金によるISSへのアクセスは、乗組員の交代時または専用ミッション時に、ソユーズ宇宙船の座席を通じてロスコスモスによってのみ提供されていました。これらの座席はスペースアドベンチャーズによって約4,000 万米ドルで販売されていました。[ 276 ] [ 277 ] NASAとESAは当初この慣行を批判し、NASAはISS滞在費用を支払った最初の人物であるデニス・ティトの訓練を拒否しました。 [ j ]
2021 年以降、NASA は民間宇宙飛行士ミッション (PAM) として知られる商業的に組織された訪問も承認し始めました。これらの飛行には、NASA 認定の米国の商業用機を使用し、宇宙船の運用と他の宇宙飛行参加者の監督を担当する元 NASA 宇宙飛行士であるミッション司令官を含める必要があります。[ 278 ]最初の PAM であるAxiom Mission 1 は、1 人の Axiom 司令官と 3 人の民間人乗客を乗せて 2022 年に打ち上げられ、[ 279 ] [ 280 ] [ 281 ]続いて 2023 年に民間人乗客 1 人およびサウジアラビア宇宙庁の宇宙飛行士 2 人を乗せたAxiom Mission 2が打ち上げられました。[ 282 ] [ 283 ] 2025 年現在、NASA は年間最大 2 回の PAM の機会を提供しています。[ 284 ]個人に加えて、PAMはESAや他の各国政府によって、宇宙飛行士を短期ミッションに送り出すために頻繁に使用されています。
様々な有人および無人宇宙船が宇宙ステーションの運用を支援してきた。ISSへの飛行には、プログレス95回、[ k ] ソユーズ73回、スペースXドラゴン52回、[ l ]スペースシャトル37回、シグナス22回、HTV / HTV-X 10回、ATV 5回、ボーイングスターライナー2回のミッションが含まれる。[ 285 ]
現在、訪問する宇宙船用のドッキングポートは8つあり、さらに4つのポートが設置されているが、まだ運用開始されていない。[ 286 ]
前方ポートは、ステーションの通常の向きと進行方向において、ステーションの前方に位置します。後方ポートはその反対で、後方に位置します。天底は地球の方角を指し、天頂は地球から遠ざかる方向を指します。足が地球の方角を向き、進行方向を向いているとき、左舷は左、右舷は右になります。
宇宙ステーションの軌道再加速を行う貨物宇宙船は、通常、後方、前方、または天底方向を向いたポートにドッキングする。
2026年2月14日現在 26か国から合計294人が国際宇宙ステーション（ISS）を訪れており、政府支援の宇宙飛行士と民間資金による宇宙飛行参加者の両方が含まれる。これらの訪問者のうち、米国が172人、次いでロシアが65人、日本が11人、カナダが9人となっている。イタリアは6人、フランスは5人、ドイツは4人だった。サウジアラビア、スウェーデン、アラブ首長国連邦はそれぞれ2人がISSを訪れた。ベラルーシ、ベルギー、ブラジル、デンマーク、ハンガリー、インド、イスラエル、カザフスタン、マレーシア、オランダ、ポーランド、南アフリカ、韓国、スペイン、トルコ、英国からはそれぞれ1人がISSを訪れた。[ 287 ]
無人宇宙飛行は主に、乗組員の物資、科学調査、船外活動用装備、宇宙船のハードウェア、推進剤、水、ガスなどの貨物を宇宙ステーションに輸送するために利用されています。貨物補給ミッションには、これまでロシアのプログレス補給船、現在は退役した欧州のATV、日本のHTV、アメリカのドラゴンおよびシグナス補給船などが使用されてきました。さらに、ロシアのモジュールも複数、無人ロケットで打ち上げられ、宇宙ステーションに自律的にドッキングしています。
日付はすべてUTCです。出発日は最短日（NET）であり、変更される場合があります。
日付はすべてUTCです。打ち上げ予定日は最短予定日（NET）であり、変更される可能性があります。
ロシアの宇宙船は、人間の介入なしに宇宙ステーションと自律的にランデブーしてドッキングすることができる。約200キロメートル（120マイル）以内に入ると、宇宙船はクルス・ドッキング航法システムを起動し、ステーションのビーコンと無線信号を交換して軌道マヌーバを誘導する。接近するにつれて、より高精度のトランシーバーが宇宙船をドッキングポートに合わせ、最終接近を制御する。乗組員は手順を監視し、必要に応じてTORU（遠隔操作ランデブーユニット）システムを使用して介入することができる。[ 289 ]自動ドッキングは1967年からソ連の計画で使用されており、クルスは1986年にミールに導入され、その後改良されてきた。開発には費用がかかるものの、その信頼性と標準化されたコンポーネントにより、長期的に大きな節約が実現している。[ 290 ]
アメリカのスペースX社のドラゴン2貨物・有人宇宙船は、人間の介入なしに自律的に宇宙ステーションとランデブーおよびドッキングすることができる。ただし、有人ドラゴンミッションでは、宇宙飛行士が介入して機体を手動で操縦することができる。[ 291 ]
他の無人貨物宇宙船は、通常、宇宙ステーションへの到着と出発時に半自動プロセスを使用します。これらの宇宙船は、ステーションに接近して近くに停泊するように指示されます。ステーションに搭乗している乗組員の準備が整うと、宇宙船はステーションに接近するように指令され、移動サービスシステム（MS）のロボットアームを使用する宇宙飛行士によって掴まれます。宇宙船とステーションの最終的な結合は、ロボットアームを使用して行われます（このプロセスはドッキングと呼ばれます）。この半自動プロセスを使用する宇宙船には、アメリカのシグナスと日本のHTV-Xがあります。現在退役しているアメリカのスペースXドラゴン1、ヨーロッパのATV、日本のHTVもこのプロセスを使用していました。
宇宙船が国際宇宙ステーション（ISS）にドッキングする前に、航法および姿勢制御（GNC）は宇宙船の原産国の地上管制に引き継がれます。GNCは、スラスタを噴射したりジャイロスコープを使って方向転換したりするのではなく、ステーションが宇宙空間を漂うように設定されます。ステーションの太陽電池パネルは、接近してくる宇宙船に対して横向きにされるため、スラスタからの残留物がセルを損傷することはありません。退役前は、スペースシャトルの打ち上げがソユーズよりも優先されることが多かったのですが、乗員や生物実験材料などの時間的に重要な貨物を運ぶソユーズの到着が優先されることもありました。[ 292 ]
軌道交換ユニット（ORU）は、ユニットが設計寿命を過ぎたり故障したりした場合に容易に交換できる予備部品です。ORUの例としては、ポンプ、貯蔵タンク、制御ボックス、アンテナ、バッテリーユニットなどがあります。一部のユニットはロボットアームを使用して交換できます。ほとんどのユニットは、ExPRESS Logistics Carrier （ELC）と呼ばれる小型パレットに載せて宇宙ステーションの外に保管されるか、科学実験装置も搭載するExternal Stowage Platforms （ESP）と呼ばれる大型プラットフォームに保管されます。どちらのタイプのパレットも、宇宙の低温で損傷する可能性があり加熱が必要な多くの部品に電力を供給します。大型のロジスティクスキャリアには、実験装置を接続するためのテレメトリ用のローカルエリアネットワーク（LAN）接続もあります。NASAのシャトル計画が終了する前の2011年頃、USOSにORUを大量に搭載することに重点が置かれました。これは、シャトルの後継機であるシグナスとドラゴンが、シャトルのペイロードの10分の1から4分の1しか搭載できないためです。
予期せぬ問題や故障により、宇宙ステーションの組み立てスケジュールや作業計画に影響が出て、機能が低下した期間が生じ、場合によっては安全上の理由からステーションの放棄を余儀なくされる可能性もあった。深刻な問題としては、2004年のUSOSからの空気漏れ[ 293 ] 、2006年のエレクトロン酸素発生器からのガス放出[ 294 ] 、2007年のSTS-117ミッション中のROSのコンピュータの故障があり、これによりステーションはスラスタ、エレクトロン、ヴォズドゥフ、その他の環境制御システムの運用ができなくなった。後者の場合、根本原因は電気コネクタ内部の結露による短絡であることが判明した[ 295 ] 。
2007年のSTS-120ミッション中、P6トラスと太陽電池アレイの移設後、展開中に太陽電池アレイが破れて適切に展開されていないことが確認された。[ 296 ]スコット・パラジンスキーがダグラス・ウィーロックの支援を受けて船外活動を行った。修理は太陽電池アレイが日光にさらされた状態で行われたため、感電の危険を減らすために特別な予防措置が講じられた。[ 297 ]同年、アレイの問題に続いて、ステーションの右舷側でアレイを回転させる右舷ソーラーアルファ回転ジョイント（SARJ）に問題が発生した。アレイ駆動モーターで過度の振動と高電流スパイクが確認され、原因が解明されるまで右舷SARJの動きを大幅に制限するという決定に至った。 STS-120とSTS-123のEVA中の検査で、大型駆動ギアに金属片や破片による広範囲な汚染が見られ、大型金属ベアリング面の損傷が確認されたため、さらなる損傷を防ぐためにジョイントがロックされた。[ 298 ] [ 299 ] STS-126では、ジョイントの潤滑とジョイント上の12個のトランドルベアリングのうち11個の交換によってジョイントの修理が行われた。 [ 300 ] [ 301 ]
2008 年 9 月、ソユーズの画像で S1 ラジエーターの損傷が初めて確認された。当初、この問題は深刻ではないと考えられていた。[ 302 ]画像には、サブパネルの 1 つの表面が、おそらく微小隕石またはデブリの衝突により、下にある中央構造から剥がれていることが示されていた。2009 年 5 月 15 日、損傷したラジエーター パネルのアンモニア チューブは、コンピューター制御のバルブの閉鎖により、冷却システムの残りの部分から機械的に遮断された。その後、同じバルブを使用して損傷したパネルからアンモニアを排出し、アンモニア漏れの可能性を排除した。[ 302 ]また、2008 年の船外活動中に切り離されたサービス モジュールのスラスタ カバーが S1 ラジエーターに衝突したことも知られているが、その影響があったとしても、まだ確認されていない。
2010年8月1日未明、2つの外部冷却ループのうちの1つである冷却ループA（右舷側）の故障により、同ステーションの冷却能力は通常の半分しかなく、一部のシステムでは冗長性がゼロになった。[ 303 ] [ 304 ] [ 305 ]問題は、アンモニア冷却液を循環させるアンモニアポンプモジュールにあるようだった。4つのCMGのうち2つを含むいくつかのサブシステムが停止した。
ISSでの計画された運用は、冷却システムの問題に対処するための一連の船外活動によって中断されました。2010年8月7日に行われた最初の船外活動は、故障したポンプモジュールを交換するためのものでしたが、4つのクイックディスコネクトのうちの1つでアンモニアが漏れたため、完全には完了しませんでした。8月11日の2回目の船外活動で、故障したポンプモジュールが取り外されました。[ 306 ] [ 307 ]ループAを正常な機能に戻すには、3回目の船外活動が必要でした。[ 308 ] [ 309 ]
USOSの冷却システムは主に米国企業ボーイング社によって製造されており[ 310 ] 、同社は故障したポンプの製造元でもある[ 303 ] 。
S0トラスに配置されている4つのメインバススイッチングユニット（MBSU）は、4つの太陽電池アレイウィングからISSの残りの部分への電力のルーティングを制御します。各MBSUには、アレイから160V DCを2つのDC-DC電力変換器（DDCU）に供給する2つの電力チャンネルがあり、DDCUはステーションで使用される124Vの電力を供給します。2011年後半、MBSU-1はコマンドに応答しなくなり、その健全性を確認するデータも送信しなくなりました。電力のルーティングは正しく行われていましたが、次の船外活動で交換される予定でした。予備のMBSUはすでに搭載されていましたが、2012年8月30日の船外活動は、予備ユニットの取り付けを完了するために締め付けられていたボルトが電気接続が固定される前に詰まったため完了しませんでした。[ 311 ] MBSU-1の喪失により、ステーションの電力容量は通常の75%に制限され、問題が解決されるまで通常の運用に軽微な制限が必要となりました。
2012年9月5日、2回目の6時間の船外活動で、宇宙飛行士のスニータ・ウィリアムズと星出明彦はMBSU-1の交換に成功し、ISSの電力を100%回復させた。[ 312 ]
2013年12月24日、宇宙飛行士たちは宇宙ステーションの冷却システムに新しいアンモニアポンプを設置した。故障していた冷却システムは同月初めに故障し、ステーションの多くの科学実験が中断されていた。宇宙飛行士たちは新しいポンプの設置中にアンモニアの「ミニ吹雪」に耐えなければならなかった。これはNASA史上2度目のクリスマスイブの船外活動だった。[ 313 ]
2026年6月5日、ロシアのモジュールで「空気漏れが悪化している」ため、国際宇宙ステーション（ISS）の乗組員はNASAからドッキング中のスペースXクルードラゴン「フリーダム」宇宙船内に避難するよう指示された。最終的に、ロシア宇宙庁（ロスコスモス）がさらなる測定とデータが得られるまで構造修復作業を一時停止したため、NASAは短時間で宇宙飛行士のISSへの帰還を許可した。[ 314 ]
ISSの構成要素は、世界各地のミッションコントロールセンターでそれぞれの宇宙機関によって運用および監視されており、主にヒューストンのクリストファー・C・クラフト・ジュニア・ミッションコントロールセンターとモスクワのRKAミッションコントロールセンター（TsUP）が中心となっている。また、日本のつくば宇宙センター、米国アラバマ州ハンツビルのペイロード運用統合センター、ドイツ・ミュンヘンのコロンバス・コントロールセンター、カナダ宇宙庁本部（ケベック州サン・ユベール）の移動サービスシステム制御センターからも支援を受けている。
ISSは現在、離心率0.0002267のほぼ円軌道に維持されている[ 315 ]。地球の赤道に対して51.6度の傾斜角を持つ軌道です。 [ 316 ]この軌道は、中国上空を通過したり、使用済みのロケット段を居住地域に投棄したりすることなく、北緯46度のバイコヌール宇宙基地から打ち上げられるロシアのソユーズ宇宙船とプログレス宇宙船が直接到達できる最も低い傾斜角であるため選択されました。 [ 317 ] [ 318 ]その結果、より多くの極緯度がアクセス可能になり、観測可能になります。たとえば、中国の宇宙ステーションは、傾斜角41.47度でより赤道に近い軌道を周回しています。ISSは順行（地球の自転と同じ方向、西から東）で平均時速28,000キロメートル（17,000マイル/時）で移動し、 1日に15.5周（1周93分）します。[ 6 ] [ 319 ]
宇宙ステーションは、熱圏の中心にある低地球軌道（LEO）を、最低平均高度370 km（230マイル）、最高高度460 km（290マイル）で周回しています。 [ 320 ]過去には、NASAのスペースシャトルが飛行するたびに高度を下げて、より重い荷物をステーションに輸送できるようにしていました。シャトルの退役後、宇宙ステーションの公称軌道は高度を上げました（約350 kmから約400 kmへ）。[ 321 ] [ 322 ]他の、より頻繁に補給を行う宇宙船は、性能が大幅に高いため、このような調整は必要ありません。[ 39 ] [ 323 ]
大気抵抗により、平均して月に約 2 km 高度が低下します 。抵抗を減らすために、ISS は地球の夜側の暗闇の中で太陽電池アレイを飛行方向に向けてナイト グライダー モードにします。[ 232 ]ステーション キーピングでは、ステーションをより高い高度に戻すために、いわゆるリブーストが実行され、完了までに約 2 周回 (3 時間) かかります。[ 323 ] ISS の高度維持には、年間約 7.5 トンの化学燃料が使用され[ 324 ]、年間コストは約 2億 1000 万ドルです。[ 325 ]
軌道投入は、ステーションのズヴェズダ・サービスモジュールに搭載された2基のメインエンジン、またはズヴェズダの後部ポートにドッキングしたロシアまたはヨーロッパの宇宙船によって行うことができる。自動輸送機は、後端に2つ目のドッキングポートを追加できる設計となっており、他の宇宙船がステーションにドッキングして軌道投入を行うことが可能となる。
ロシア軌道セグメントには、ステーション全体の誘導、航法、制御 (ROS GNC) を処理するデータ管理システムが含まれています。[ 326 ]当初、ステーションの最初のモジュールであるザーリャが、ロシアのサービスモジュールであるズヴェズダがドッキングして制御が移管されるまでの間、ステーションを制御していました。ズヴェズダには、 ESA が構築した DMS-R データ管理システムが含まれています。[ 327 ]ズヴェズダは、2 つのフォールトトレラント コンピュータ (FTC) を使用して、冗長な地球地平線センサー、太陽地平線センサー、太陽および星のトラッカーを使用してステーションの位置と軌道を計算します。FTC はそれぞれ、並列に動作する 3 つの同一の処理ユニットを備え、多数決による高度なフォールトマスキングを提供します。
ズヴェズダはジャイロスコープ（リアクションホイール）とスラスタを使って自転します。ジャイロスコープは推進剤を必要とせず、代わりに電気を使ってフライホイールをステーションの動きとは逆方向に回転させることで運動量を「蓄え」ます。USOSには、余分な質量を処理するために独自のコンピュータ制御ジャイロスコープがあります。ジャイロスコープが「飽和」すると、スラスタを使って蓄えられた運動量を打ち消します。2005年2月、第10次長期滞在中に、ステーションのコンピュータに誤ったコマンドが送信され、 不具合が発見されて修正されるまでに約14キログラムの推進剤が消費されました。ROSとUSOSの姿勢制御コンピュータが適切に通信できない場合、まれに「フォースファイト」が発生し、ROSのGNCコンピュータはスラスタを持たないUSOSの対応コンピュータを無視しなければなりません。[ 328 ] [ 329 ] [ 330 ]
ドッキングした宇宙船は、ステーションの姿勢を維持するためにも使用できます。例えば、トラブルシューティングや、ステーションの電子機器に電力とデータインターフェースを提供するS3/S4トラスの設置時などです。 [ 331 ]
ISSが周回する低高度には、使用済みロケット段、機能停止した衛星、爆発の破片（対衛星兵器実験の物質を含む） 、塗料の剥がれ、固体ロケットモーターのスラグ、米国の原子力衛星から放出された冷却材など、さまざまな宇宙デブリが存在する。[ 332 ] これらの物体は、自然の微小隕石に加えて、重大な脅威となっている。 [ 333 ]ステーションを破壊するのに十分な大きさの物体は追跡できるため、より小さなデブリほど危険ではない。[ 334 ] [ 335 ]光学機器やレーダー機器では検出できないほど小さい物体は、約1cmから 顕微鏡サイズまで、数兆個に及ぶ。これらの物体は小さいにもかかわらず、ステーションに対する運動エネルギーと方向のために脅威となるものもある。宇宙服を着た船外活動の乗組員も、スーツの損傷とそれに伴う真空への曝露の危険にさらされている。[ 336 ]
マイクロ隕石シールドとも呼ばれる弾道パネルは、加圧セクションと重要システムを保護するためにステーションに組み込まれています。これらのパネルの種類と厚さは、予測される損傷への曝露によって異なります。ステーションのシールドと構造は、ROSとUSOSで異なる設計になっています。USOSでは、ウィップルシールドが使用されています。USセグメントモジュールは、厚さ1.5 ～5.0cm（0.59～1.97インチ）のアルミニウム製の内層、厚さ10cm （3.9インチ）のケブラーとネクステル（セラミック繊維）の中間層[ 337 ] 、およびステンレス鋼の外層で構成されており、物体が船体に衝突する前に雲状に粉砕され、衝撃エネルギーが分散されます。ROSでは、炭素繊維強化ポリマーハニカムスクリーンが船体から離間しており、その上にアルミニウムハニカムスクリーンが離間しており、スクリーン真空断熱カバーとガラスクロスが上にあります。[ 338 ]
宇宙デブリは地上から遠隔で追跡され、ステーションの乗組員に通知される。[ 339 ]必要に応じて、ロシア軌道セグメントのスラスタはステーションの軌道高度を変更してデブリを回避することができる。これらのデブリ回避マヌーバ（DAM）は珍しいものではなく、計算モデルがデブリが一定の脅威距離内に接近すると示した場合に行われる。2009年末までに10回のDAMが実施された。[ 340 ] [ 341 ] [ 342 ]通常、軌道速度を1m/s程度増加させ て軌道を1～2キロメートル上昇させる。必要に応じて高度を下げることもできるが、そのようなマヌーバは推進剤を浪費する。[ 341 ] [ 343 ]軌道デブリによる脅威が、DAMを安全に実施するには遅すぎるタイミングで特定された場合、ステーションの乗組員はステーション内のすべてのハッチを閉じ、宇宙船に退避して、ステーションがデブリによって深刻な損傷を受けた場合に避難できるようにします。ステーションの部分的な避難は、2009年3月13日、2011年6月28日、2012年3月24日、2015年6月16日、[ 344 ] 2021年11月、[ 345 ]および2024年6月27日に発生しました。[ 346 ]
2021年11月の避難は、ロシアの対衛星兵器実験が原因でした。[ 347 ] [ 348 ] NASA長官のビル・ネルソンは、ロシアが自国の宇宙飛行士を含むISSにいる全員の命を危険にさらすなど考えられないと述べました。[ 349 ]
ISSは、薄明時、つまり日没後から日の出前の時間帯に、太陽に照らされて空を横切るとき、地上と空が暗いにもかかわらずステーションが日光に照らされているとき、肉眼で明るい白い点として見える。[ 350 ] ISSは極地の間の緯度で空を横切る。[ 351 ]空を横切る経路によって、ステーションが地平線を横切るか、一方から他方へ移動するのにかかる時間は短い場合もあれば、最大10分かかる場合もあるが、地球の影に入ったり出たりするため、その時間の一部しか見えない可能性が高い。その後、約90分ごとに戻ってくるが、空を横切る時刻は数週間かけて変化するため、薄明と可視照明に戻る前に変化する。
反射面の面積が大きいため、ISSは（他の衛星のフレアを除いて）空で最も明るい人工物体であり、太陽光が当たって真上にあるときの最大等級は約-4（金星に似ている）、最大角サイズは63秒角である。[ 352 ]
Heavens-Above (下記のライブビューイングを参照)などの多くのウェブサイトや、軌道データと観測者の経度と緯度を使用して ISS が見える時間 (天候が許せば)、ステーションが上昇するように見える位置、地平線上の到達高度、ステーションが地平線の下に沈むか地球の影に入るまでの通過時間を示すスマートフォン アプリケーションによってツールが提供されています。[ 353 ] [ 354 ] [ 355 ] [ 356 ]
2012年11月、NASAは「Spot the Station」サービスを開始し、宇宙ステーションが自分の町の上空を通過する予定の時に、テキストメッセージやメールでアラートを送信するようになった。[ 357 ]宇宙ステーションは地球上の居住地の95%から見えるが、極北や極南の緯度からは見えない。[ 317 ]
特定の条件下では、ISSは5周連続で夜間に観測できます。その条件とは、1) 観測地点が中緯度であること、2) 夏至に近い時期であること、3) ISSが観測地点から見て極方向へ、現地時間の真夜中頃に通過することです。掲載されている3枚の写真は、 2014年6月5日～6日に行われた5回の通過のうち、最初、中間、最後の通過の様子を示しています。
望遠鏡に取り付けたカメラで宇宙ステーションを撮影することは天文学者の間で人気の趣味であり[ 358 ]、また、カメラを取り付けて地球や星を撮影することは乗組員の間で人気の趣味である[ 359 ] 。望遠鏡や双眼鏡を使用すれば、日中にISSを観測することができる[ 360 ] 。
ISSが太陽の前を通過する現象、特に日食の時（地球、太陽、月、ISSがほぼ一直線上に並ぶ時）は、アマチュア天文家にとって特に興味深い。[ 361 ] [ 362 ]
ISSの高度での重力は地球表面の約90%の強さですが、軌道上の物体は継続的に自由落下しているため、微小重力と呼ばれる無重力状態になります。 [ 363 ]この知覚される無重力状態は、次の5つの影響によって乱されます。[ 364 ]
The ISS is partially protected from the space environment by Earth's magnetic field. From an average distance of about 70,000 km (43,000 mi) from the Earth's surface, depending on Solar activity, the magnetosphere begins to deflect solar wind around Earth and the space station. Solar flares are still a hazard to the crew, who may receive only a few minutes warning. In 2005, during the initial "proton storm" of an X-3 class solar flare, the crew of Expedition 10 took shelter in a more heavily shielded part of the ROS designed for this purpose.[365][366]
Subatomic charged particles, primarily protons from cosmic rays and solar wind, are normally absorbed by Earth's atmosphere. When they interact in sufficient quantity, their effect is visible to the naked eye in a phenomenon called an aurora. Outside Earth's atmosphere, ISS crews are exposed to approximately one millisievert each day (about a year's worth of natural exposure on Earth), resulting in a higher risk of cancer. Radiation can penetrate living tissue and damage the DNA and chromosomes of lymphocytes; being central to the immune system, any damage to these cells could contribute to the lower immunity experienced by astronauts. Radiation has also been linked to a higher incidence of cataracts in astronauts. Protective shielding and medications may lower the risks to an acceptable level.[57]
Radiation levels on the ISS are between 12 and 28.8 milli rads per day,[367] about five times greater than those experienced by airline passengers and crew, as Earth's electromagnetic field provides almost the same level of protection against solar and other types of radiation in low Earth orbit as in the stratosphere. For example, on a 12-hour flight, an airline passenger would experience 0.1 millisieverts of radiation, or a rate of 0.2 millisieverts per day; this is one fifth the rate experienced by an astronaut in LEO. Additionally, airline passengers experience this level of radiation for a few hours of flight, while the ISS crew are exposed for their whole stay on board the station.[368]
Hazardous molds that can foul air and water filters may develop aboard space stations. They can produce acids that degrade metal, glass, and rubber. They can also be harmful to the crew's health. Microbiological hazards have led to a development of the LOCAD-PTS (a portable test system) which identifies common bacteria and molds faster than standard methods of culturing, which may require a sample to be sent back to Earth.[369] Researchers in 2018 reported, after detecting the presence of five Enterobacter bugandensis bacterial strains on the ISS (none of which are pathogenic to humans), that microorganisms on the ISS should be carefully monitored to continue assuring a medically healthy environment for astronauts.[370][371]
Contamination on space stations can be prevented by reduced humidity, and by using paint that contains mold-killing chemicals, as well as the use of antiseptic solutions. All materials used in the ISS are tested for resistance against fungi.[372] Since 2016, a series of ESA-sponsored experiments have been conducted to test the anti-bacterial properties of various materials, with the goal of developing "smart surfaces" that mitigate bacterial growth in multiple ways, using the best method for a particular circumstance. Dubbed "Microbial Aerosol Tethering on Innovative Surfaces" (MATISS), the program involves deployment of small plaques containing an array of glass squares covered with different test coatings. They remain on the station for six months before being returned to earth for analysis.[373] The most recent and final experiment of the series was launched on 5 June 2023 aboard the SpaceX CRS-28 cargo mission to ISS, comprising four plaques. Whereas previous experiments in the series were limited to analysis by light microsocopy, this experiment uses quartz glass made of pure silica, which will allow spectrographic analysis. Two of the plaques were returned after eight months and the remaining two after 16 months.[374]
In April 2019, NASA reported that a comprehensive study had been conducted into the microorganisms and fungi present on the ISS. The experiment was performed over a period of 14 months on three different flight missions, and involved taking samples from 8 predefined locations inside the station, then returning them to Earth for analysis. In prior experiments, analysis was limited to culture-based methods, thus overlooking microbes which cannot be grown in culture. The present study used molecular-based methods in addition to culturing, resulting in a more complete catalog. The results may be useful in improving the health and safety conditions for astronauts, as well as better understanding other closed-in environments on Earth such as clean rooms used by the pharmaceutical and medical industries.[375][376]
Space flight is not inherently quiet, with noise levels exceeding acoustic standards as far back as the Apollo missions.[377][378] For this reason, NASA and the International Space Station international partners have developed noise control and hearing loss prevention goals as part of the health program for crew members. Specifically, these goals have been the primary focus of the ISS Multilateral Medical Operations Panel (MMOP) Acoustics Subgroup since the first days of ISS assembly and operations.[379][380] The effort includes contributions from acoustical engineers, audiologists, industrial hygienists, and physicians who comprise the subgroup's membership from NASA, Roscosmos, the European Space Agency (ESA), the Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA), and the Canadian Space Agency (CSA).
When compared to terrestrial environments, the noise levels experienced by astronauts and cosmonauts on the ISS may seem insignificant and typically occur at levels that would not be of major concern to the Occupational Safety and Health Administration – rarely reaching 85 dBA. But crew members are exposed to these levels 24 hours a day, seven days a week, with current missions averaging six months in duration. These levels of noise also impose risks to crew health and performance in the form of sleep interference and communication, as well as reduced alarm audibility.
Over the 19 plus year history of the ISS, significant efforts have been put forth to limit and reduce noise levels on the ISS. During design and pre-flight activities, members of the Acoustic Subgroup have written acoustic limits and verification requirements, consulted to design and choose the quietest available payloads, and then conducted acoustic verification tests prior to launch.[379]:5.7.3 During spaceflights, the Acoustics Subgroup has assessed each ISS module's in flight sound levels, produced by a large number of vehicle and science experiment noise sources, to assure compliance with strict acoustic standards. The acoustic environment on ISS changed when additional modules were added during its construction, and as additional spacecraft arrive at the ISS. The Acoustics Subgroup has responded to this dynamic operations schedule by successfully designing and employing acoustic covers, absorptive materials, noise barriers, and vibration isolators to reduce noise levels. Moreover, when pumps, fans, and ventilation systems age and show increased noise levels, this Acoustics Subgroup has guided ISS managers to replace the older, noisier instruments with quiet fan and pump technologies, significantly reducing ambient noise levels.
NASA has adopted most-conservative damage risk criteria (based on recommendations from the National Institute for Occupational Safety and Health and the World Health Organization), in order to protect all crew members. The MMOP Acoustics Subgroup has adjusted its approach to managing noise risks in this unique environment by applying, or modifying, terrestrial approaches for hearing loss prevention to set these conservative limits. One innovative approach has been NASA's Noise Exposure Estimation Tool (NEET), in which noise exposures are calculated in a task-based approach to determine the need for hearing protection devices (HPDs). Guidance for use of HPDs, either mandatory use or recommended, is then documented in the Noise Hazard Inventory, and posted for crew reference during their missions. The Acoustics Subgroup also tracks spacecraft noise exceedances, applies engineering controls, and recommends hearing protective devices to reduce crew noise exposures. Finally, hearing thresholds are monitored on-orbit, during missions.
There have been no persistent mission-related hearing threshold shifts among US Orbital Segment crewmembers (JAXA, CSA, ESA, NASA) during what is approaching 20 years of ISS mission operations, or nearly 175,000 work hours. In 2020, the MMOP Acoustics Subgroup received the Safe-In-Sound Award for Innovation for their combined efforts to mitigate any health effects of noise.[381]
An onboard fire or a toxic gas leak are other potential hazards. Ammonia is used in the external radiators of the station and could potentially leak into the pressurised modules.[382]
On 12 April 2019, NASA reported medical results from the Astronaut Twin Study. Astronaut Scott Kelly spent a year in space on the ISS, while his identical twin Mark Kelly spent the year on Earth. Several long-lasting changes were observed, including those related to alterations in DNA and cognition, when one twin was compared with the other.[383][384]
In November 2019, researchers reported that astronauts experienced serious blood flow and clot problems while on board the ISS, based on a six-month study of 11 healthy astronauts. The results may influence long-term spaceflight, including a mission to the planet Mars, according to the researchers.[385][386]
There is considerable evidence that psychosocial stressors are among the most important impediments to optimal crew morale and performance.[387] Cosmonaut Valery Ryumin wrote in his journal during a particularly difficult period on board the Salyut 6 space station: "All the conditions necessary for murder are met if you shut two men in a cabin measuring 18 feet by 20 [5.5 m × 6 m] and leave them together for two months."
NASA's interest in psychological stress caused by space travel, initially studied when their crewed missions began, was rekindled when astronauts joined cosmonauts on the Russian space station Mir. Common sources of stress in early US missions included maintaining high performance under public scrutiny and isolation from peers and family. The latter is still often a cause of stress on the ISS, such as when the mother of NASA astronaut Daniel Tani died in a car accident, and when Michael Fincke was forced to miss the birth of his second child.
A study of the longest spaceflight concluded that the first three weeks are a critical period where attention is adversely affected because of the demand to adjust to the extreme change of environment.[388] ISS crew flights typically last about five to six months.
The ISS working environment includes further stress caused by living and working in cramped conditions with people from very different cultures who speak a different language. First-generation space stations had crews who spoke a single language; second- and third-generation stations have crew from many cultures who speak many languages. Astronauts must speak English and Russian, and knowing additional languages is even better.[389]
Due to the lack of gravity, confusion often occurs. Even though there is no up and down in space, some crew members feel like they are oriented upside down. They may also have difficulty measuring distances. This can cause problems like getting lost inside the space station, pulling switches in the wrong direction or misjudging the speed of an approaching vehicle during docking.[390]
The physiological effects of long-term weightlessness include muscle atrophy, deterioration of the skeleton (osteopenia), fluid redistribution, a slowing of the cardiovascular system, decreased production of red blood cells, balance disorders, and a weakening of the immune system. Lesser symptoms include loss of body mass, and puffiness of the face.[57]
Sleep is regularly disturbed on the ISS because of mission demands, such as incoming or departing spacecraft. Sound levels in the station are unavoidably high. The atmosphere is unable to thermosiphon naturally, so fans are required at all times to process the air which would stagnate in the freefall (zero-G) environment.
To prevent some of the adverse effects on the body, the station is equipped with: two TVIS treadmills (including the COLBERT); the ARED (Advanced Resistive Exercise Device), which enables various weightlifting exercises that add muscle without raising (or compensating for) the astronauts' reduced bone density;[391] and a stationary bicycle. Each astronaut spends at least two hours per day exercising on the equipment.[392][393] Astronauts use bungee cords to strap themselves to the treadmill.[394][395]
The living and working space aboard the International Space Station (ISS) is larger than a six-bedroom house, equipped with seven private sleeping quarters, three bathrooms, two dining rooms, a gym, and a panoramic 360-degree-view bay window.[396]
The station provides dedicated crew quarters for long-term crew members. Two are located in Zvezda, one in Nauka, and four in Harmony.[397][398][399][400] These soundproof, person-sized booths offer privacy, ventilation, and basic amenities such as a sleeping bag, a reading lamp, and storage for personal items.[392][393][401] The quarters in Zvezda include a small window but have less ventilation and soundproofing.[402]
Visiting crew members use tethered sleeping bags attached to available wall space or inside their spacecraft. While it is possible to sleep floating freely, this is generally avoided to prevent collisions with sensitive equipment.[403] Proper ventilation is critical, as astronauts risk oxygen deprivation if exhaled carbon dioxide accumulates in a bubble around their heads.[392]
The station's lighting system is adjustable, allowing for dimming, switching off, and color temperature changes to support crew activities and rest.[404][405]
The ISS operates on Coordinated Universal Time (UTC).[406] A typical day aboard the ISS begins at 06:00 with wake-up, post-sleep routines, and a morning inspection of the station. After breakfast, the crew holds a daily planning conference with Mission Control, starting work around 08:10. Morning tasks include scheduled exercise, scientific experiments, maintenance, or operational duties. Following a one-hour lunch break at 13:05, the crew resumes their afternoon schedule of work and exercise. Pre-sleep activities, including dinner and a crew conference, begin at 19:30, with the scheduled sleep period starting at 21:30.[407]
The crew works approximately 10 hours on weekdays and 5 hours on Saturdays, with the remaining time allocated for relaxation or catching up on tasks. Free time often involves enjoying personal hobbies, communicating with family, or gazing out at Earth through the station's windows.[407] The crew can watch TV aboard the station.[408]
When the Space Shuttle was operating, the ISS crew aligned with the shuttle crew's Mission Elapsed Time, a flexible schedule based on the shuttle's launch.[409][410][411]
To simulate night conditions, the station's windows are covered during designated sleep periods, as the ISS experiences 16 sunrises and sunsets daily due to its orbital speed.
Reflection of individual and crew characteristics are found particularly in the decoration of the station and expressions in general, such as religion.[412] The latter has produced a certain material economy between the station and Russia in particular.[413]
The micro-society of the station, as well as wider society, and possibly the emergence of distinct station cultures,[414] is being studied by analyzing many aspects, from art to dust accumulation, as well as archaeologically how material of the ISS has been discarded.[415]
Food aboard the International Space Station (ISS) is preserved and packaged to withstand long storage times, minimize waste, and prevent contamination of station systems. Because microgravity dulls taste, meals are often seasoned more heavily than on Earth.[392] Crews particularly look forward to resupply missions, which deliver perishable items such as fresh fruit and vegetables. To reduce the risk of crumbs and spills damaging equipment, foods are prepared in specialized packaging, liquid condiments are preferred over powdered ones, and containers are secured with Velcro or magnets. Drinks are delivered as powders to be mixed with water, while soups and beverages are sipped from plastic bags with straws.[393][401] Solid foods are eaten with utensils attached to trays by magnets, and any stray food must be collected to prevent it from clogging air filters and other systems.[401]
The first galley was installed in Zvezda, equipped with an electro-resistive can warmer and a water dispenser for both hot and ambient water. Many Russian meals are still packaged in cans, which are eaten directly, while others are provided in retort pouches rehydrated with the water dispenser.
A second galley was later added to Unity to support the station's larger crew. It contains two briefcase-shaped food warmers, a refrigerator (added in 2008), and a water dispenser.[393] Most food in the U.S. Orbital Segment is packaged in retort pouches, which are rehydrated if necessary and heated or chilled in a food warmer or refrigerator as desired.
While crews occasionally gather for group meals in Unity, especially during holidays or special occasions, they more often eat in small groups because of differing schedules. Russian cosmonauts also retain the option of dining separately in Zvezda, where the can warmer is located. With the growing diversity of NASA's astronaut corps and the large number of international astronauts who have flown to the ISS, the variety of food available has expanded significantly. Efforts are made to provide meals that reflect astronauts' cultural backgrounds and personal preferences, and food is often shared among crew members.[416]
Experiments have also been conducted aboard the ISS to grow fresh vegetables in orbit.[417] These studies aim to supplement astronauts' diets with additional nutrients, provide psychological benefits, and advance space agricultural techniques needed for long-duration missions to the Moon and Mars.[417] As of 2023, crops grown include three types of lettuce, Chinese cabbage, mizuna mustard, and red Russian kale.[417] Some of the plants are harvested and eaten by the crew, while others were returned to Earth for analysis. In the future, NASA plans to grow tomatoes and peppers, and eventually berries, beans, and other nutrient-rich foods. Such crops could offer not only improved nutrition, but also potential protection against space radiation for crew members who consume them.[417]
The ISS is equipped with three Russian-designed toilets, located in Zvezda, Tranquility and Nauka.[393][418] Inside these "Waste and Hygiene Compartments" the occupant fastens themselves to the toilet seat, which is equipped with spring-loaded restraining bars to ensure a proper seal.[392] A lever activates a powerful fan while opening a suction port at the bottom of the toilet bowl, and the airstream carries waste away. Solid waste is stored in individual bags placed in an aluminium container, which is later transferred to cargo spacecraft that will burn up on reentry.[393][419] Liquid waste is collected through a hose with anatomically shaped funnel adapters so that both men and women can use the same system. The urine is diverted to the Water Recovery System, where it is processed into drinking water.[401]
Showers were first introduced on space stations in the early 1970s aboard Skylab and Salyut 3.[420]:139 However, crews complained about the complexity of showering, and by the time of Salyut 6 in the early 1980s, it had been reduced to a monthly activity.[421] The ISS, like later Russian stations after, has no shower; instead, astronauts clean themselves with wet wipes or with a water jet and using soap dispensed from a toothpaste-like tube. Rinseless shampoo and edible toothpaste are also provided to conserve water.[403][422]
The ISS was originally intended for a 15-year mission, but the mission has been repeatedly extended due to its success and support.[423][424] As a result, the oldest modules of the ISS have been in orbit for more than 25 years.
The US planned in 2009 to deorbit the ISS in 2016.[424] But on 30 September 2015, Boeing's contract with NASA as prime contractor for the ISS was extended to 30 September 2020. Part of Boeing's services under the contract related to extending the station's primary structural hardware past 2020 to the end of 2028.[425] In July 2018, the Space Frontier Act of 2018 was intended to extend operations of the ISS to 2030. This bill was unanimously approved in the Senate, but failed to pass in the U.S. House.[426][427] In September 2018, the Leading Human Spaceflight Act was introduced with the intent to extend operations of the ISS to 2030, and was confirmed in December 2018.[428][429][430] Congress later passed similar provisions in its CHIPS and Science Act, signed into law by U.S. President Joe Biden on 9 August 2022.[431][432]
NASA has suggested extending ISS operations beyond 2030 if Commercial LEO Destinations providers prove insufficient to accommodate NASA's needs.[433] In February 2026, during a vote to approve the NASA Reauthorization Act of 2026, members of the United States House Committee on Science, Space, and Technology introduced an amendment requiring NASA to explore the feasibility of relocating the ISS to a safe orbital harbor following its end-of-life so that it can be preserved for potential re-use, as an alternative to destructive atmospheric re-entry, with the amendment submitted by George T. Whitesides with bipartisan support from Nick Begich III, Brian Babin and Don Beyer.[434]
In a January 2026 plan, Axiom Station, while a segment of the ISS, would pick up and use established science hardware and the Canadarm2 from the ISS.[207][205]
Russia meanwhile has stated that it plans to pull out of the ISS program after 2025.[435] However, Russian modules will provide orbital station-keeping until 2028.[436] Recommendations by the U.S.-Russian Joint Commission identified the thrusters of the Russian ISS segment as a deorbit backup.[437] In late 2025 Russia has under budget constraints reconsidered their future space station plans to again include modules from the ISS.[438]
The reliability of the station has decreased over its longer than designed operation.[436] Astronauts have been having to spend half of their time on station maintenance,[438] and air leaks, as well as mold, have increasingly called the safety of the station into doubt.[437] Furthermore station-keeping needs funds, which have been suggested to be used elsewhere, while its preservation, as an institution or landmark, has also been raised.[424][434]
An unmaintained station would pose a space debris and re-entry hazard. According to the Outer Space Treaty, the parties are legally responsible for all spacecraft or modules they launch.[439]
NASA considered originally several possible options for the station's fate after its mission: natural orbital decay with random reentry (as with Skylab), boosting the station to a higher altitude (which would delay reentry), and a controlled de-orbit targeting a remote ocean area.[440]
NASA determined that random reentry carried an unacceptable risk of producing hazardous space debris that could hit people or property and re-boosting the station would be costly and could also create hazards.
Prior to 2010, plans had contemplated using a slightly modified Progress spacecraft to de-orbit the ISS. However, NASA concluded Progress would not be adequate for the job, and decided on a spacecraft specifically designed for the task.[441]
In January 2022, NASA announced a planned date of January 2031 to de-orbit the ISS using the "U.S. Deorbit Vehicle" and direct any remnants into a remote area of the South Pacific Ocean that has come to be known as the spacecraft cemetery.[442] NASA plans to launch the deorbit vehicle in 2030, docking at the Harmony forward port.[443] The deorbit vehicle will remain attached, dormant, for about a year as the station's orbit naturally decays to 220 km (140 mi). The spacecraft would then conduct one or more orientation burns to lower the perigee to 150 km (93 mi), followed by a final deorbiting burn.[444][445]
NASA began planning for the deorbit vehicle after becoming wary of Russia pulling out of the ISS abruptly, leaving the other partners with few good options for a controlled reentry.[446] In June 2024, NASA selected SpaceX to develop the U.S. Deorbit Vehicle, a contract potentially worth $843 million. The vehicle will consist of an existing Cargo Dragon spacecraft which will be paired with a significantly lengthened trunk module which will be equipped with 46 Draco thrusters (instead of the normal 16) and will carry 30,000 kg (66,000 lb) of propellant, nearly six times the normal load. NASA is still working to secure all the necessary funding to build, launch and operate the deorbit vehicle.[25][446]
On 20 February 2025, Elon Musk, CEO of SpaceX and Senior Advisor to President Trump, suggested in a tweet that the International Space Station be de-orbited "two years from now" as Musk believes the station has "served its purpose" and has "very little incremental utility". Despite this, no official decisions on moving up the de-orbiting date have been made yet by the president.[447][448]
The follow-up to NASA's program/strategy is the Commercial LEO Destinations Program, meant to allow private industry to build and maintain their own stations, and NASA procuring access as a customer, starting in 2028.[449] Similarly, the ESA has been seeking new private space stations to provide orbital services, as well as retrieve materials, from the ISS.[450][451]Axiom Station is planned to begin as a single module temporarily hosted at the ISS in 2027.[206] Additionally, there have been suggestions in the commercial space industry that the ISS could be converted to commercial operations after it is retired by government entities,[452] including turning it into a space hotel.[424]
Russia previously has planned to use its orbital segment for the construction of its OPSEK station after the ISS is decommissioned. The modules under consideration for removal from the current ISS included the Multipurpose Laboratory Module (Nauka; MLM), launched in July 2021, and the other new Russian modules that are proposed to be attached to Nauka. These newly launched modules would still be well within their useful lives in 2024.[453] At the end of 2011, the Exploration Gateway Platform concept also proposed using leftover USOS hardware and Zvezda 2 as a refuelling depot and service station located at one of the Earth–Moon Lagrange points. However, the entire USOS was not designed for disassembly and will be discarded.[454]
In 2022, companies such as CisLunar suggested using the ISS as a platform to develop orbital salvage capacities. They propose to repurpose components from the station, or at least to use space debris for its raw materials, or fuel,[455] instead of plunging it into the ocean.[435]
In July 2024, NASA stated that it had not seen any viable proposals for reuse of the ISS or parts of it.[433]
The ISS has been described as the most expensive single item ever constructed.[456] As of 2010, the total cost was US$150 billion. This includes NASA's budget of $58.7 billion ($89.73 billion in 2021 dollars) for the station from 1985 to 2015, Russia's $12 billion, Europe's $5 billion, Japan's $5 billion, Canada's $2 billion, and the cost of 36 shuttle flights to build the station, estimated at $1.4 billion each, or $50.4 billion in total. Assuming 20,000 man-days of use from 2000 to 2015 by two- to six-person crews, each man-day would cost $7.5 million, less than half the inflation-adjusted $19.6 million ($5.5 million before inflation) per man-day of Skylab.[457] NASA spends about US$3 billion per year on operational costs.[458]
The ISS has become an international symbol of human capabilities, particularly human cooperation and science,[459] defining a cooperative international approach and period, instead of a looming commercialized and militarized interplanetary world.[460]
The station has hosted and been used for many public campaigns and engagement.
The decades long operation documentation has been made accessible with an interactive website called ISS in Real Time.[461]
Beside numerous documentaries such as the IMAX documentaries Space Station 3D from 2002,[462] or A Beautiful Planet from 2016,[463] and films like Apogee of Fear (2012)[464] and Yolki 5 (2016)[465][466] the ISS is the subject of feature films such as The Day After Tomorrow (2004),[467]Love (2011),[468] together with the Chinese station Tiangong 1 in Gravity (2013),[469]Life (2017),[470] and I.S.S. (2023).[471]
In 2022, the movie The Challenge (Doctor's House Call) was filmed aboard the ISS, and was notable for being the first feature film in which both professional actors and director worked together in space.[472]
Neal Stephenson's 2015 novel Seveneves is set largely on the ISS for the first and second parts of the novel. The ISS is depicted largely as it was when the novel was written, but with the addition of a large captured asteroid attached to the station.
The 2023 novel Orbital by English writer Samantha Harvey is set on the ISS. It won the 2024 Booker Prize.[473][474]
Ceridwen Dovey's Only the Astronauts, a 2024 collection of short stories in which the narrator in each story is an inanimate object in space, includes the International Space Station.[475]
The ISS is blown up during the Call of Duty: Modern Warfare 2 mission "Second Sun", in which the character Captain Price launches an ICBM into the earth's atmosphere; the resulting shockwave destroys the station.[476]
The ISS is present in Far Cry New Dawn as an expedition site, having fallen to earth during a nuclear war.[477]
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So this is Node 2 ... this is where four out of six of us sleep.
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{{cite news}}: CS1 maint: deprecated archival service (link){{cite web}}: CS1 maint: deprecated archival service (link)A commercial capability would allow the station's crew to grow from six to seven by providing a four-seat vehicle for emergency departures in addition to the three-seat Russian Soyuz capsules in use today.
In fact, we're designed on the U.S. side to take four crew. The ISS design is actually for seven. We operate with six because first, we can get all our work done with six, and second, we don't have a vehicle that allows us to fly a seventh crew member. Our requirement for the new vehicles being designed is for four seats. So I don't expect us to go down in crew size. I would expect us to increase it.
Docking is when one incoming spacecraft rendezvous with another spacecraft and flies a controlled collision trajectory in such a manner so as to align and mesh the interface mechanisms. The spacecraft docking mechanisms typically enter what is called soft capture, followed by a load attenuation phase, and then the hard docked position which establishes an air-tight structural connection between spacecraft. Berthing, by contrast, is when an incoming spacecraft is grappled by a robotic arm and its interface mechanism is placed in close proximity of the stationary interface mechanism. Then typically there is a capture process, coarse alignment and fine alignment and then structural attachment.
Jim Cooney ISS Trajectory Operations Officer
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NASA scientists compared the astronaut to his earthbound twin, Mark. The results hint at what humans will have to endure on long journeys through space.
If there are no commercial LEO destinations ready to support NASA's ongoing needs in LEO by 2030, extension of space station operations is a possibility.
This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates public domain material from websites or documents of the National Aeronautics and Space Administration. This article incorporates public domain material from Building ISS. National Archives and Records Administration.
Canadian Space Agency
European Space Agency
Center National d'Ètudes Spatiales (CNES; National center for Space Studies)
German Aerospace CenterArchived 7 November 2020 at the Wayback Machine
Italian Space Agency
Japan Aerospace Exploration Agency
S.P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia Russian Federal Space AgencyArchived 27 June 2021 at the Wayback Machine
National Aeronautics and Space Administration