สถานีอวกาศนานาชาติ

วัตถุประสงค์แต่เดิมของสถานีอวกาศนานาชาติสร้างขึ้นเพื่อเป็นห้องทดลองและวิจัย เพื่อประโยชน์ที่นอกเหนือจากการใช้งานกระสวยอวกาศ เนื่องจากเป็นสถานที่ที่ใช้งานได้อย่างถาวรในสภาวะสุญญากาศ ทำให้สามารถทำการศึกษาค้นคว้าอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานได้ ทั้งทางด้านการทดลองที่เฉพาะเจาะจง รวมไปถึงการพำนักอาศัยของลูกเรือที่ต้องอยู่ปฏิบัติหน้าที่^[10][28] การที่มีลูกเรืออยู่ประจำการอย่างถาวรทำให้สถานีอวกาศสามารถทำงานหลายอย่างที่กระสวยอวกาศแบบไม่มีคนควบคุมไม่อาจทำได้ เช่นสามารถเฝ้าดูการทดลองได้อย่างใกล้ชิด แต่งเติม ซ่อมแซม หรือเปลี่ยนแปลงใดๆ ได้ทันที คณะนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานบนพื้นโลกจึงสามารถเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว สามารถปรับเปลี่ยนรายละเอียดการทดลองหรือริเริ่มการทดลองแบบใหม่ได้ตามที่ต้องการ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้หากใช้ยานอวกาศไม่มีคนบังคับซึ่งศึกษาเป็นพิเศษ^[28]

คณะลูกเรือจะอยู่ปฏิบัติการบนสถานีอวกาศนานาชาติเป็นเวลาติดต่อกันหลายเดือน ทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ด้านต่าง ๆ ทุกวัน (ประมาณ 160 ชั่วโมง-คน ต่อหนึ่งสัปดาห์)^[29] รวมถึงการทดลองเกี่ยวกับชีววิทยามนุษย์ (ยาในอวกาศ) วิทยาศาสตร์ชีวภาพ ฟิสิกส์ และการสังเกตการณ์โลก เช่นกันกับการทดลองหลักการทางวิชาการและเทคโนโลยี^[11] จากผลสรุปการปฏิบัติงานนับแต่เริ่มการส่ง Zarya ในปี ค.ศ. 1998 จนถึงคณะลูกเรือ เอ็กซ์เพดิชั่น 15 ได้มีการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญดำเนินไปทั้งสิ้น 138 หัวข้อ^[30] การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญมากมาย ตั้งแต่วิทยาศาสตร์พื้นฐานไปจนถึงการวิจัยในสาขาใหม่ ได้รับการตีพิมพ์ออกมาเป็นประจำทุกเดือน^[14]

สถานีอวกาศนานาชาติยังเป็นสถานที่ทดสอบระบบกระสวยอวกาศที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำที่สุดเพื่อใช้ในปฏิบัติการระยะยาวสู่ดวงจันทร์และดาวอังคาร ทำให้สามารถประเมินเครื่องมือวัดต่างๆ ในตำแหน่งที่ปลอดภัยในวงโคจรต่ำของโลก ทำให้มีประสบการณ์ในการบำรุงรักษา ซ่อมแซม และเปลี่ยนระบบในวงโคจร ซึ่งจะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมกระสวยอวกาศจากโลกต่อไปในภายหน้า การทำการทดสอบนี้บนสถานีอวกาศนานาชาติทำให้ลดความเสี่ยงของปฏิบัติการลงได้อย่างมาก และยังเพิ่มความสามารถของกระสวยอวกาศที่จะใช้เดินทางระหว่างดาวเคราะห์ด้วย^[14]

นอกเหนือจากวัตถุประสงค์ในการทดลองและวิจัยทางวิทยาศาสตร์แล้ว ยังมีความก้าวหน้าอีกมากมายในการศึกษาและในด้านความร่วมมือระหว่างประเทศ คณะลูกเรือของสถานีอวกาศนานาชาติได้มอบโอกาสแก่นักเรียนบนโลกให้ทำการศึกษาและพัฒนาการทดลอง ทดสอบและมีส่วนร่วมจากในห้องเรียน ให้สัมผัสกับการทดลองขององค์การนาซาและภารกิจด้านวิศวกรรมต่างๆ ของสถานีอวกาศ โครงการสถานีอวกาศนานาชาติยินยอมให้มีตัวแทนจาก 14 ประเทศขึ้นไปพำนักอาศัยและทำงานร่วมกันในอวกาศ เพื่อสร้างบทเรียนสำคัญที่สามารถนำไปสู่ภารกิจร่วมกันระหว่างนานาชาติในอนาคต^[31]

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์

เป้าหมายหนึ่งของสถานีอวกาศนานาชาติ คือการทำการทดลองที่จำเป็นต้องทำบนสถานีอวกาศภายใต้สภาวะผิดไปจากปกติ การวิจัยสาขาหลักได้แก่ ชีววิทยา (การวิจัยทางแพทย์และเทคโนโลยีทางชีววิทยา) ฟิสิกส์ (กลศาสตร์ของไหล วัสดุศาสตร์ และควอนตัมฟิสิกส์) ดาราศาสตร์ (รวมถึงจักรวาลวิทยา) และอุตุนิยมวิทยา^[11][12][13] รัฐบัญญัติการให้อำนาจองค์การนาซา ค.ศ. 2005 กำหนดให้สถานีอวกาศส่วนของสหรัฐเป็นห้องปฏิบัติการแห่งชาติของสหรัฐ ที่มีเป้าหมายเพื่อใช้ประโยชน์จากสถานีอวกาศโดยภาครัฐและเอกชน^[32] ตั้งแต่ปี 2007 เป็นต้นมา การทดลองเกือบทั้งหมดจะเกี่ยวข้องกับผลกระทบของสภาวะไร้น้ำหนักต่อร่างกายมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ภายในปี 2010 จะมีโมดูลเกี่ยวกับการวิจัยขึ้นไปติดตั้งอีกสี่โมดูล คาดว่าจะมีการวิจัยที่ละเอียดมากกว่านี้

การวิจัยบนสถานีอวกาศช่วยให้สามารถพัฒนาความรู้ความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ที่อยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน เช่น การเสื่อมของกล้ามเนื้อและกระดูก และศึกษาเกี่ยวกับของไหลในร่างกายมนุษย์ ซึ่งจะทำให้ได้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ต่อการตั้งถิ่นฐานในอวกาศและการเดินทางในอวกาศเป็นเวลานาน ข้อมูลจากการศึกษานับถึงปี 2006 บ่งชี้ว่าจะมีอันตรายใหญ่หลวงหากนักบินอวกาศลงจอดบนดาวเคราะห์หลังจากผ่านการเดินทางระหว่างดวงดาวเป็นระยะเวลานานๆ (เช่นระยะเวลาเดินทาง 6 เดือนที่ใช้เดินทางไปยังดาวอังคาร)^[33][34] มีการศึกษาทางการแพทย์ระดับสูงบนสถานีอวกาศนานาชาติผ่านสถาบันวิจัยชีวแพทย์ศาสตร์และอวกาศแห่งชาติ (National Space and Biomedical Research Institute หรือ NSBRI) หัวข้อที่สำคัญเช่น การวิเคราะห์อัลตราซาวน์ขั้นสูงในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ ซึ่งทำการตรวจสอบอัลตราซาวน์นักบินอวกาศโดยอาศัยคำแนะนำทางไกลจากผู้เชี่ยวชาญ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อดูการวิเคราะห์โรคและการรักษาในเงื่อนไขการแพทย์ต่างๆ ในอวกาศ ปกติแล้วจะไม่มีแพทย์อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ การวิเคราะห์เงื่อนไขทางการแพทย์จึงเป็นเรื่องท้าทาย และต้องคาดการณ์ล่วงหน้าไปก่อนว่าคำแนะนำทางไกลจากโลกสำหรับการอัลตราซาวน์ในกรณีฉุกเฉินรวมถึงการดูแลรักษาโดยแพทย์ผู้มีประสบการณ์อาจเป็นไปได้ยาก^[35][36][37]

นักวิจัยยังทำการศึกษาผลกระทบจากสภาวะแวดล้อมที่เกือบจะไร้น้ำหนักบนสถานีอวกาศที่มีผลต่อการเจริญเติบโต การพัฒนา และกระบวนการภายในของพืชและสัตว์ ข้อมูลที่ได้นี้ นาซาต้องการนำไปใช้ศึกษาผลกระทบจากสภาวะเกือบไร้น้ำหนักที่มีต่อการเติบโตของเนื้อเยื่อสามมิติคล้ายเนื้อเยื่อมนุษย์ และผลึกโปรตีนรูปร่างประหลาดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในอวกาศ^[12]

นาซ่าศึกษาปัญหาฟิสิกส์เด่นๆ เช่น กลศาสตร์ของไหลในสภาพไร้น้ำหนักซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก เพื่อทำความเข้าใจกับรูปแบบพฤติกรรมของของไหลได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากของไหลสามารถรวมตัวกันได้เกือบสมบูรณ์ในภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ ขณะที่เมื่ออยู่บนโลกกลับไม่สามารถผสมกันได้ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์หวังจะได้รับข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับปฏิกิริยาของสสารที่เชื่องช้าลงจากผลของแรงโน้มถ่วงและอุณหภูมิที่ลดต่ำลง ซึ่งจะทำให้สามารถทำความเข้าใจเกี่ยวกับสารตัวนำยิ่งยวดได้ดียิ่งขึ้น^[12]

การศึกษาด้านวัสดุศาสตร์ก็เป็นหัวข้อสำคัญหนึ่งบนสถานีอวกาศนานาชาติ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อหาประโยชน์ด้านเศรษฐกิจจากการพัฒนาเทคนิคที่ใช้กันอยู่บนโลก^[38] นอกจากนี้ นักวิจัยต่างก็หวังที่จะศึกษากระบวนการเผาไหม้ในสภาพที่แรงโน้มถ่วงน้อยกว่าบนโลก เพื่อค้นหาหนทางพัฒนาประสิทธิภาพการเผาไหม้ อันจะเกิดผลดีต่อเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะใช้สถานีอวกาศเพื่อตรวจสอบละอองลอย โอโซน ไอน้ำ และออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลก และรังสีคอสมิก ฝุ่นอวกาศ ปฏิสสาร และสสารมืดในจักรวาล^[12]

สถานีอวกาศนานาชาติเริ่มต้นโครงการมาตั้งแต่ยุคสงครามเย็น โดยเป็นโครงการที่ทำงานร่วมกันระหว่างสถานีอวกาศจากประเทศต่างๆ หลายประเทศ ช่วงต้นคริสต์ทศวรรษ 1980 องค์การนาซาวางแผนการส่งโมดูลสถานีอวกาศชื่อว่า สถานีอวกาศฟรีดอม ซึ่งเป็นเหมือนสำเนาของสถานีอวกาศซัลยุตและสถานีอวกาศเมียร์ของรัสเซีย ขณะที่ทางฝั่งโซเวียตได้เตรียมการสร้าง เมียร์-2 ในช่วงทศวรรษ 1990 เพื่อนำขึ้นไปใช้แทนที่ เมียร์ ^[17] อย่างไรก็ดี ด้วยปัญหาทางด้านงบประมาณและข้อจำกัดในการออกแบบ ฟรีดอม จึงไม่มีความคืบหน้าใดๆ หลังจากสร้างแบบจำลองและการทดสอบอุปกรณ์ย่อย

การล่มสลายของสหภาพโซเวียตปิดฉากสงครามเย็นและการแข่งขันกันทางอวกาศ โครงการ ฟรีดอม กำลังจะถูกรัฐสภาของสหรัฐอเมริกาสั่งยกเลิก นอกจากนี้ความวุ่นวายทางเศรษฐกิจของประเทศรัสเซียยุคหลังโซเวียตก็ทำให้โครงการ เมียร์-2 ล้มเลิกไปด้วย^[17] ประเทศอื่นๆ ก็ประสบปัญหาทางด้านงบประมาณสำหรับสถานีอวกาศเช่นเดียวกัน ทำให้รัฐบาลสหรัฐฯ เริ่มการเจรจากับหุ้นส่วนอื่นในยุโรป รัสเซีย ญี่ปุ่น และแคนาดา ในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษ 1990 เพื่อเริ่มโครงการสถานีอวกาศที่เป็นความร่วมมือระหว่างนานาชาติ^[17]

เดือนมิถุนายน ค.ศ. 1992 จอร์จ เอช. ดับเบิลยู. บุช ประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา กับบอริส เยลซิน ประธานาธิบดีรัสเซีย ได้ตกลงร่วมกันในโครงการสำรวจอวกาศ โดยลงนามใน ข้อตกลงระหว่างสหรัฐอเมริกากับสหพันธรัฐรัสเซียว่าด้วยการร่วมมือในการสำรวจและใช้สอยอวกาศภายนอกเพื่อสันติภาพ ข้อตกลงนี้เริ่มต้นด้วยโครงการร่วมมือเล็กๆ โดยที่นักบินอวกาศชาวอเมริกัน 1 คนจะขึ้นสู่สถานีอวกาศรัสเซีย และนักบินอวกาศรัสเซีย 2 คนจะขึ้นสู่สถานีอวกาศของสหรัฐฯ^[17]

เดือนกันยายน ค.ศ. 1993 อัล กอร์ รองประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา กับ วิคตอร์ เชอร์โนเมียร์ดิน นายกรัฐมนตรีรัสเซีย ได้ประกาศแผนการสำหรับสถานีอวกาศแห่งใหม่ ซึ่งในเวลาต่อมากลายเป็นสถานีอวกาศนานาชาติ^[39] และเพื่อเป็นการเตรียมการโครงการใหม่นี้ ทั้งสองได้ตกลงกันว่า สหรัฐอเมริกาจะเข้าช่วยเหลือในโครงการ เมียร์ อย่างใกล้ชิดในเวลาหลายปีข้างหน้า โดยถือเป็นส่วนหนึ่งของข้อตกลงซึ่งต่อมานับรวมเอายานในวงโคจรที่เชื่อมต่อกับเมียร์ด้วย^[19]

โครงการสถานีอวกาศนานาชาติได้วางแผนที่จะเชื่อมต่อสถานีอวกาศขององค์การอวกาศที่เข้าร่วมเอาไว้ด้วยกัน ซึ่งรวมไปถึง ฟรีดอม, เมียร์-2 (พร้อม DOS-8 ที่ภายหลังกลายเป็นซเวซดา), โคลัมบัส ขององค์การอวกาศยุโรป และห้องทดลอง คิโบ ขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น โมดูลแรกของโครงการคือ ซาร์ยา ถูกส่งขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1998 และคาดหมายว่าสถานีอวกาศจะเสร็จสมบูรณ์ภายในปี ค.ศ. 2003 อย่างไรก็ดี ความล่าช้าต่างๆ ทำให้แผนประมาณการเสร็จสมบูรณ์ของโครงการต้องเลื่อนออกไปเป็นปี ค.ศ. 2011^[40]

โครงสร้างและการประกอบสถานี

การประกอบโครงสถานีอวกาศนานาชาติเป็นความท้าทายด้านวิศวกรรมอากาศยานอย่างยิ่งครั้งหนึ่ง โครงการนี้เริ่มต้นในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 1998 นับถึงเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2009 การประกอบสถานีอวกาศคืบหน้าไปแล้ว 82.8%.^[4]

ชิ้นส่วนแรกของสถานีอวกาศนานาชาติ คือ ซาร์ยา นำขึ้นสู่วงโคจรเมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน ค.ศ. 1998 โดยจรวดโปรตอนของรัสเซีย หลังจากนั้นสองสัปดาห์จึงติดตามมาด้วยโหนดโมดูล 3 ชุด คือ ยูนิตี้ นำขึ้นสู่อวกาศโดยเที่ยวบิน STS-88 ชิ้นส่วนทั้งสองนี้ถูกทิ้งไว้ปราศจากผู้ควบคุมเป็นเวลากว่าหนึ่งปีครึ่ง จนกระทั่ง ซเวซดา โมดูลของรัสเซียถูกนำขึ้นไปประกอบเพิ่มเติมในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2000 ทำให้สถานีอวกาศนานาชาติสามารถรองรับลูกเรือได้สูงสุดคราวละ 3 คนอย่างต่อเนื่อง คณะลูกเรือถาวรชุดแรกคือ เอ็กซ์เพดิชั่น 1 เดินทางไปถึงสถานีอวกาศนานาชาติในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 2000 โดยนำชิ้นส่วน 2 ชิ้นไปประกอบในโครงค้ำหลัก (Integrated Truss Structure) คือโครงส่วนประกอบ Z1 และ P6 ทั้งสองส่วนนี้เป็นตัวตั้งต้นให้สถานีอวกาศสามารถทำการสื่อสาร การนำทาง เป็นระบบดินให้ระบบไฟฟ้า (สำหรับ Z1) และเป็นแหล่งพลังงานเริ่มต้นที่ได้จากแผงรับแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบน P6^[41]

ช่วงสองปีถัดมา มีการขยายสถานีอวกาศโดยส่วนประกอบเทียบท่าเพียร์ส นำส่งโดยจรวด โซยูซ-ยู พร้อมกันนั้น ห้องทดลอง เดสทินี กับ ห้องกักอากาศ เควสต์ ก็นำขึ้นประกอบโดยกระสวยอวกาศแอตแลนติสและกระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์ สถานีอวกาศยังติดตั้งแขนกลหลัก Canadarm2 และชิ้นส่วนต่างๆ อีกหลายชิ้นเข้ากับโครงค้ำหลักของสถานี^[41]

แผนการต่อขยายสถานีอวกาศต้องหยุดชะงักไปหลังจากเกิดอุบัติเหตุกับกระสวยอวกาศโคลัมเบียในปี ค.ศ. 2003 การก่อสร้างต้องหยุดชะงักไปพร้อมกับการระงับโครงการกระสวยอวกาศ จนกระทั่งกระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรี่ เที่ยวบิน STS-114 ขึ้นบินอีกครั้งในปี ค.ศ. 2005^[42]

การประกอบสถานีเริ่มคืบหน้าอย่างเป็นทางการจากการนำส่งแผงรับแสงอาทิตย์ชุดที่สองของสถานีอวกาศที่นำส่งโดยกระสวยอวกาศแอตแลนติส เที่ยวบิน STS-115 หลังจากนั้นได้มีการติดตั้งโครงสร้างประกอบเพิ่มเติมจำนวนมาก รวมถึงแผงรับแสงอาทิตย์ชุดที่สาม นำส่งขึ้นโดยเที่ยวบิน STS-116 STS-117 และ STS-118 ซึ่งเป็นการเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าของสถานี ทำให้สามารถติดตั้งโมดูลอัดอากาศเพิ่มเติมได้ มีการติดตั้งโหนดฮาร์โมนีและห้องทดลองโคลัมบัสของทางยุโรปหลังจากนั้น ตามด้วยอุปกรณ์สองชุดแรกของโมดูลคิโบของญี่ปุ่น เดือนมีนาคม ค.ศ. 2009 เที่ยวบินที่ STS-119 นำส่งอุปกรณ์ติดตั้งโครงค้ำหลักชุดสุดท้ายเสร็จสมบูรณ์รวมถึงการติดตั้งแผงรับแสงอาทิตย์ชุดที่สี่ซึ่งเป็นชุดสุดท้าย เดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2009 กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์เที่ยวบิน STS-127 นำส่งอุปกรณ์ชุดสุดท้ายของโมดูลคิโบขึ้นติดตั้ง^[41]

นับถึงเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 2010 สถานีอวกาศนานาชาติได้ติดตั้งโมดูลอัดอากาศทั้งสิ้น 13 โมดูล โครงค้ำหลักติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ กำลังรอโมดูลอัดอากาศเอนกประสงค์ ลีโอนาร์โด, แขนกลของยุโรป, โมดูลของทางรัสเซียอีก 2 โมดูล และชิ้นส่วนภายนอกอีกจำนวนหนึ่งรวมถึง Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) ซึ่งคาดว่าจะติดตั้งแล้วเสร็จทั้งหมดภายในปี ค.ศ. 2011 สถานีอวกาศนานาชาติจะมีมวลรวมทั้งสิ้นมากกว่า 400 เมตริกตัน^[4][40]

โมดูลที่ได้รับการปรับความดัน

สถานีอวกาศนานาชาติยังอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง เมื่อสร้างเสร็จแล้วมันจะประกอบด้วยโมดูลที่ได้รับการปรับความดันทั้งหมด 16 โมดูล มีปริมาตรรวมทั้งหมดประมาณ 1,000 ลูกบาศก์เมตร โมดูลเหล่านี้ประกอบด้วยห้องทดลอง ส่วนเชื่อมต่อ โหนด และส่วนอยู่อาศัย ตอนนี้มีโมดูล 9 โมดูลอยู่ในวงโคจรแล้ว อีก 5 โมดูลยังคงรอการส่งขึ้นมา โมดูลแต่ละโมดูลจะถูกขนขึ้นมาด้วยกระสวยอวกาศ จรวดโปรตอน และจรวดโซยูซ^[41] ดังตารางข้างล่างนี้

โมดูล	เที่ยวบิน	วันที่ปล่อย	ยานขนส่ง	วันที่เชื่อมต่อ	ประเทศ	มุมมองแบบแยกชิ้น
ซาร์ยา	1A/R	20 พฤศจิกายน ค.ศ. 1998	จรวดโปรตอน-เค	-	รัสเซีย (ผู้สร้าง) สหรัฐฯ (เงินทุน)		[43]
	เป็นชิ้นส่วนแรกสุดของสถานีอวกาศนานาชาติที่นำส่งขึ้น ทำหน้าที่ผลิตและจัดเก็บกระแสไฟฟ้า ขับเคลื่อน และนำทางการประกอบในช่วงต้น ปัจจุบันทำหน้าที่เป็นโมดูลสำหรับเก็บของทั้งด้านในโมดูลและถังน้ำมันด้านนอก
ยูนิตี (โหนด 1)	2A	4 ธันวาคม ค.ศ. 1998	กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์, STS-88	7 ธันวาคม ค.ศ. 1998	สหรัฐฯ		[44]
	เป็นโหนดโมดูลชุดแรก ทำหน้าที่เชื่อมต่อส่วนของสหรัฐอเมริกาบนสถานีเข้ากับส่วนของรัสเซีย (โดยผ่านตัวแปลงปรับความดัน PMA-1) และเป็นจุดเทียบท่าสำหรับโครงค้ำ Z1, ส่วนแอร์ล็อก เควสต์, ห้องทดลอง เดสทินี และโหนด Tranquillity
ซเวซดา (โมดูลบริการ)	1R	12 กรกฎาคม ค.ศ. 2000	จรวดโปรตอน-เค	26 กรกฎาคม ค.ศ. 2000	รัสเซีย		[45]
	เป็นโมดูลบริการของสถานี โดยเป็นพื้นที่ใช้สอยหลักสำหรับที่พักของบรรดาลูกเรือ ระบบจัดการสิ่งแวดล้อม และการควบคุมทิศทางกับวงโคจร โมดูลยังทำหน้าที่เป็นจุดเทียบท่าสำหรับยานโซยูซ ยานโพรเกรส และ ยานขนส่งอัตโนมัติ
เดสทินี (ห้องทดลองสหรัฐฯ)	5A	7 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2001	กระสวยอวกาศแอตแลนติส, STS-98	10 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2001	สหรัฐฯ		[46]
	เป็นส่วนงานวิจัยพื้นฐานของสหรัฐอเมริกาที่ติดตั้งบนสถานี ใช้สำหรับการทดลองโดยทั่วไป ภายในมีชั้นมาตรฐานอยู่ 24 ชั้น บางส่วนใช้สำหรับระบบสิ่งแวดล้อมและเครื่องมือเครื่องใช้ประจำวันของลูกเรือ มีหน้าต่างขนาด 51 ซม. ซึ่งเป็นหน้าต่างบานใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีใช้ในอวกาศ เดสทินียังเป็นจุดเชื่อมต่อสำหรับโครงค้ำหลักส่วนใหญ่ของสถานีอวกาศด้วย
เควสต์ (จุดเชื่อมต่อแอร์ล็อก)	7A	12 กรกฎาคม ค.ศ. 2001	กระสวยอวกาศแอตแลนติส, STS-104	14 กรกฎาคม ค.ศ. 2001	สหรัฐฯ		[47]
	เป็นจุดเชื่อมต่อกักอากาศพื้นฐานสำหรับสถานีอวกาศ สำหรับการออกเดินในอวกาศของทั้งฝั่งสหรัฐอเมริกาและรัสเซีย ประกอบด้วย 2 ส่วนหลักคือ ส่วนล็อกอุปกรณ์ บรรจุชุดอวกาศและเครื่องมือ กับส่วนล็อกลูกเรือ ซึ่งเป็นจุดที่นักบินอวกาศจะออกเดินไปในอวกาศ
เพียร์ส (ส่วนประกอบเทียบท่า)	4R	14 กันยายน ค.ศ. 2001	จรวดโซยูซ-ยู, Progress M-SO1	16 กันยายน ค.ศ. 2001	รัสเซีย		[48]
	เป็นท่าเชื่อมต่อเพิ่มเติมสำหรับยานอวกาศโซยูซและโพรเกรส ทั้งยังสามารถเป็นทางเข้าและทางออกให้แก่นักเดินอวกาศจากทางรัสเซีย นอกเหนือไปจากเป็นที่เก็บชุดอวกาศ
ฮาร์โมนี (โหนด 2)	10A	23 ตุลาคม ค.ศ. 2007	กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรี, STS-120	14 พฤศจิกายน ค.ศ. 2007	ยุโรป (ผู้สร้าง) สหรัฐฯ (เงินทุน)		[49]
	เป็นโมดูลโหนดที่ 2 ของสถานี ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางระบบอรรถประโยชน์ของสถานีอวกาศนานาชาติ ประกอบด้วยแร็ก 4 ชิ้นสำหรับเชื่อมต่อพลังงานไฟฟ้า ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นจุดเชื่อมต่อกลางสำหรับส่วนประกอบอื่นๆ ผ่านทาง Common Berthing Mechanism (CBM) ทั้ง 6 ชุด ห้องทดลองโคลัมบัสของยุโรป และคีโบของญี่ปุ่นเชื่อมต่อกับโมดูลนี้อย่างถาวร และมีท่าเชื่อมต่อในวงโคจรสำหรับกระสวยอวกาศสหรัฐติดตั้งบนท่าด้านนอกของ ฮาร์โมนี ผ่านทาง PMA-2 นอกจากนี้โมดูลยังทำหน้าที่เป็นท่าเทียบสำหรับเที่ยวบินขนส่งสิ่งของและเสบียงอีกด้วย
โคลัมบัส (ห้องทดลองยุโรป)	1E	7 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2008[50]	กระสวยอวกาศแอตแลนติส, STS-122	11 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2008	ยุโรป		[51][52]
	เป็นส่วนงานวิจัยพื้นฐานสำหรับทางยุโรป ประกอบด้วยห้องทดลองพื้นฐานและเครื่องอำนวยความสะดวกอื่นๆ ที่ออกแบบมาสำหรับการทดลองด้านชีววิทยา งานวิจัยชีวแพทยศาสตร์ และฟิสิกส์ของไหล มีจุดเชื่อมต่อหลายแห่งติดตั้งอยู่ด้านนอกของโมดูลสำหรับการรับพลังงานและเชื่อมต่อข้อมูลกับห้องทดลองอื่นๆ มีแผนการที่จะขยายตัวโมดูลออกไปอีกเพื่อการศึกษาฟิสิกส์ควอนตัมและจักรวาลวิทยา
โมดูล คีโบ ส่วนขนส่ง (JEM-ELM)	1J/A	11 มีนาคม ค.ศ. 2008	กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์, STS-123	12 มีนาคม ค.ศ. 2008	ญี่ปุ่น		[53]
	เป็นส่วนหนึ่งของโมดูลห้องทดลอง คีโบ ของญี่ปุ่น ทำหน้าที่ในการจัดเก็บและอำนวยการขนส่งสิ่งของต่างๆ มายังห้องทดลองโดยผ่านส่วนปรับความดันที่รองรับการขนถ่ายภายใน
โมดูล คีโบ ส่วนปรับความดัน (JEM-PM)	1J	31 พฤษภาคม ค.ศ. 2008	กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรี, STS-124	-	ญี่ปุ่น		[53][54]
	เป็นส่วนหนึ่งของโมดูลห้องทดลอง คีโบ ของญี่ปุ่น โดยทำหน้าที่เป็นแกนหลักของคีโบ ซึ่งส่วน ELM และเครื่องอำนวยความสะดวกภายนอกอื่นๆ จะต้องมาเชื่อมต่อ ห้องทดลองนี้เป็นโมดูลสถานีอวกาศนานาชาติที่ใหญ่ที่สุด ประกอบด้วยแร็ก 23 ชิ้น ซึ่งรวมถึงแร็กการทดลอง 10 ชิ้น โมดูลใช้ในการทดลองเกี่ยวกับการแพทย์ในอวกาศ ชีววิทยา การสังเกตการณ์โลก การผลิตวัสดุ ไบโอเทคโนโลยี และงานวิจัยด้านการสื่อสาร นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นท่าเทียบสำหรับแพล็ตฟอร์มภายนอกอื่นๆ เพื่อให้สามารถขนถ่ายสิ่งของได้โดยตรงในสภาวะแวดล้อมในอวกาศโดยอาศัยแขนกล JEM-RMS ซึ่งติดตั้งอยู่กับโมดูล PM นี้
Poisk (Mini-Research Module 2)	5R	10 พฤศจิกายน ค.ศ. 2009	จรวดโซยูซ-ยู, Progress M-MRM2	-	รัสเซีย		[55][56]
	เป็นส่วนประกอบสถานีอวกาศนานาชาติส่วนหนึ่งของรัสเซีย ใช้สำหรับการเทียบท่ายานโซยูซและยานโพรเกรส โดยเป็นห้องกักอากาศสำหรับการเดินอวกาศและเป็นส่วนเชื่อมต่อกับการทดลองวิทยาศาสตร์ด้วย
Tranquillity (Node 3)	20A	8 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2010	กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์, STS-130	-	ยุโรป (ผู้สร้าง) สหรัฐฯ (เงินทุน)		[57][58]
	เป็นโหนดของสหรัฐฯ หน่วยที่ 3 และหน่วยสุดท้าย บรรจุระบบสนับสนุนการดำรงชีพที่ก้าวหน้าอย่างยิ่ง เพื่อทำหน้าที่รีไซเคิลน้ำเสียจากการใช้งานของลูกเรือ และสร้างออกซิเจนให้กับลูกเรือ โหนดนี้มีจุดเชื่อมต่อ 4 จุดเพื่อเชื่อมกับโมดูลปรับความดันหรือยานขนส่งลูกเรืออื่นๆ นอกเหนือไปจากการเป็นจุดเชื่อมต่อถาวรสำหรับโมดูลคูโปลา
คูโปลา	20A	8 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2010	กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์, STS-130	-	ยุโรป (ผู้สร้าง) สหรัฐฯ (เงินทุน)		[59]
	เป็นโมดูลสังเกตการณ์เพื่อให้ลูกเรือของสถานีอวกาศนานาชาติสามารถเฝ้าดูการปฏิบัติการของหุ่นยนต์และการเทียบท่ายานอวกาศได้โดยตรง รวมไปถึงเป็นจุดเฝ้าดูโลกด้วย โมดูลติดตั้งสถานีปฏิบัติการหุ่นยนต์สำหรับควบคุมการทำงานของ Canadarm2 และมีม่านเปิดปิดเพื่อป้องกันกระจกหน้าต่างจากการถูกอุกกาบาตขนาดเล็กปะทะทำให้เสียหาย
Rassvet Mini-Research Module 1	ULF4	14 พฤษภาคม ค.ศ. 2010	กระสวยอวกาศแอตแลนติส, STS-132	-	รัสเซีย		[40]
	Rassvet ถูกใช้งานสำหรับการเชื่อมต่อกับยานอวกาศและใช้เป็นที่เก็บเสบียงบนสถานี
Leonardo (Permanent Multipurpose Module)	ULF5	24 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2011	กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรี, STS-133	-	ยุโรป (ผู้สร้าง), สหรัฐฯ (ผู้ดำเนินการ)		[60][61][62]
	Rassvet ถูกใช้งานสำหรับการเชื่อมต่อกับยานอวกาศและใช้เป็นที่เก็บเสบียงบนสถานี

โมดูลที่ยกเลิกแล้ว

มีโมดูลหลายชุดที่วางแผนเอาไว้สำหรับสถานี แต่ถูกยกเลิกไประหว่างที่ดำเนินโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ ทั้งด้วยเหตุผลด้านงบประมาณ ด้วยเหตุว่าโมดูลเหล่านั้นไม่จำเป็นต้องใช้แล้ว หรือเป็นผลจากการปรับเปลี่ยนการออกแบบใหม่ของสถานีหลังจากเกิดโศกนาฏกรรมกระสวยอวกาศโคลัมเบียเมื่อปี ค.ศ. 2003 โมดูลที่ยกเลิกไปได้แก่

• Centrifuge Accommodations Module ของสหรัฐอเมริกา ใช้สำหรับการทดลองในแรงโน้มถ่วงจำลองหลายระดับที่แตกต่างกัน^[63]

• Habitation Module ของสหรัฐอเมริกา ใช้สำหรับเป็นศูนย์กลางการพำนักอาศัยบนสถานี ปัจจุบันมีสถานีสำหรับการนอนกระจายอยู่ทั่วไปในสถานี^[64]

• Crew Return Vehicle ของสหรัฐอเมริกา สำหรับเป็นเรือชูชีพของสถานี ปัจจุบันใช้ยานอวกาศโซยูส ทำหน้าที่เป็นเรือชูชีพ สำหรับลูกเรือที่ขึ้นปฏิบัติการทุกๆ 3 คน^[65]

• Interim Control Module และ ISS Propulsion Module ของสหรัฐอเมริกา เดิมตั้งใจจะนำขึ้นไปแทนที่การทำงานของ Zvezda ในกรณีที่การนำส่งล้มเหลว^[66]

• Universal Docking Module ของรัสเซีย สำหรับใช้เก็บโมดูลการวิจัยและยานอวกาศของรัสเซียที่ไม่ใช้งานแล้ว^[67]

• Science Power Platform ของรัสเซีย สำหรับรองรับเซกเมนต์การโคจรของรัสเซีย มีระบบจ่ายพลังงานของตัวเองจากแผงสุริยะบนโครงค้ำหลัก^[67]

• Russian Research Module สองชุดของรัสเซีย เดิมวางแผนไว้ว่าจะใช้สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์^[68]

ชิ้นส่วนที่ไม่ได้ปรับความดัน

นอกเหนือจากโมดูลปรับความดันแล้ว สถานีอวกาศนานาชาติยังติดตั้งอุปกรณ์ภายนอกเอาไว้เป็นจำนวนมาก โครงค้ำหลัก (ITS) ซึ่งเป็นโครงติดตั้งแผงรับแสงอาทิตย์หลักของสถานีและเครื่องกำเนิดความร้อน เป็นโครงสร้างภายนอกที่ใหญ่ที่สุด^[20] ประกอบไปด้วยส่วนประกอบย่อย 10 ชิ้นต่อเข้าด้วยกันเป็นโครงค้ำขนาดยาว 108.5 เมตร (356 ฟุต) ^[4]

อัลฟาแม็กเนติกสเปกโตรมิเตอร์ (AMS) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทดลองฟิสิกส์อนุภาค มีกำหนดจะส่งขึ้นโดยเที่ยวบิน STS-134 ในปี ค.ศ. 2010 จะถูกติดตั้งเข้ากับโครงด้านนอกของโครงค้ำหลัก อุปกรณ์ AMS นี้จะค้นหาสสารผิดประหลาดด้วยการตรวจวัดรังสีคอสมิก เพื่อทำการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพ รวมถึงการค้นหาหลักฐานแสดงการมีอยู่ของสสารมืดและปฏิสสาร^[69]

โครงค้ำหลักยังทำหน้าที่เป็นฐานสำหรับระบบควบคุมแขนกลจากทางไกล (Remote Manipulator System; RMS) ของสถานี รวมถึงระบบซ่อมบำรุงเคลื่อนที่ (Mobile Servicing System; MSS) ซึ่งประกอบด้วยระบบฐาน, Canadarm2, และ Special Purpose Dexterous Manipulator โดยมีรางติดตั้งอยู่บนส่วนต่างๆ ของโครงค้ำหลักเพื่อให้แขนกลสามารถเข้าถึงทุกซอกส่วนของสถานีอวกาศในบริเวณกำกับดูแลของสหรัฐอเมริกา^[70] ระบบซ่อมบำรุงเคลื่อนที่จะได้รับการติดตั้ง Orbiter Boom Sensor System ซึ่งมีกำหนดนำส่งโดยเที่ยวบิน STS-133 เพื่อเพิ่มความสามารถในการเข้าถึงพื้นที่ส่วนต่างๆ มากขึ้น^[71]

ยังมีการติดตั้งระบบ RMS อีก 2 ระบบเข้าในการปรับแต่งสถานีครั้งสุดท้าย คือระบบแขนกลของยุโรปที่จะทำหน้าที่ให้บริการในส่วนวงโคจรของรัสเซีย นำส่งขึ้นพร้อมกับ โมดูลห้องทดลองเอนกประสงค์^[72] กับระบบแขนกลของญี่ปุ่นที่จะทำหน้าที่ให้บริการระบบสนับสนุนภายนอกของ JEM^[73] นำส่งขึ้นพร้อมกับโมดูลปรับความดัน JEM ในเที่ยวบิน STS-124 นอกจากนี้ยังมีเครนขนส่ง Strela ของรัสเซียอีก 2 ชิ้น ใช้สำหรับการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนต่างๆ และเป็นทางเดินอวกาศสำหรับมนุษย์อวกาศในบริเวณรอบนอกของบริเวณวงโคจรรัสเซีย^[74]

สถานีที่เสร็จสมบูรณ์จะได้รับการติดตั้งอุปกรณ์ภายนอกชิ้นย่อมกว่าอีกหลายชิ้น เช่น External Stowage Platform (ESP) 3 ชุด นำส่งขึ้นโดยเที่ยวบิน STS-102, STS-114 และ STS-118 ใช้สำหรับเก็บชิ้นส่วนอะไหล่ของโครงภายนอกของสถานี, ExPRESS Logistics Carrier (ELC) 4 ชุดใช้สำหรับช่วยเหลือการทดลองที่ต้องกระทำในภาวะสุญญากาศ ใช้จ่ายกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นรวมถึงการประมวลผลข้อมูลทดลองด้วยตนเอง มีกำหนดนำส่งขึ้นโดยเที่ยวบิน STS-129 ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 2009 เที่ยวบิน STS-134 ในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2010 และเที่ยวบิน STS-133 ในเดือนกันยายน ค.ศ. 2010^[40][75], อุปกรณ์สนับสนุน JEM แบบเปิดใช้เพื่อช่วยเหลือการทดลองที่กระทำในอวกาศที่เปิดโล่ง ทำหน้าที่เหมือน "ลานบ้าน" สำหรับโมดูลการทดลองของญี่ปุ่นทั้งหมด^[76] เช่นกันกับโมดูลห้องทดลองโคลัมบัสของยุโรปที่เป็นสนามทดสอบสำหรับการทดลองในที่เปิดโล่ง เช่น European Technology Exposure Facility^[77][78] และ Atomic Clock Ensemble in Space.^[79]

ระบบจ่ายพลังงาน

แหล่งพลังงานหลักของสถานีอวกาศนานาชาติคือดวงอาทิตย์ แผงรับแสงอาทิตย์จะแปลงพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ก่อนที่จะมีการติดตั้งเที่ยวบินที่ A4 (เมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน ค.ศ. 2000) แหล่งพลังงานหลักของสถานีมาจากแผงโซลาร์เซลล์ของรัสเซียที่ติดอยู่กับส่วน Zarya และส่วน Zvezda ส่วนของรัสเซียใช้ไฟกระแสตรง 28 โวลต์ ส่วนที่เหลือของสถานีใช้ไฟฟ้าที่ได้จากโซลาเซลล์ของสหรัฐอเมริกาที่ติดกับโครงยึดโดยให้ไฟฟ้ากระแสตรงตั้งแต่ 130 ถึง 180 โวลต์ แผงโซลาร์เซลล์เหล่านี้เรียงตัวกันเป็นปีกสถานีสี่คู่ แต่ละคู่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงได้เกือบ 32.8 กิโลวัตต์^[20]

พลังงานไฟฟ้าจะถูกทำให้คงที่อยู่ที่ระดับ 160 โวลต์และแปลงให้อยู่ในระดับที่ผู้ใช้ต้องการคือ 124 โวลต์ การกระจายไฟฟ้าแรงสูงเช่นนี้ทำให้สามารถใช้สายไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กๆ ได้และช่วยลดน้ำหนักลง สถานีทั้งสองส่วนสามารถใช้พลังงานร่วมกันได้โดยอาศัยตัวแปลง การแบ่งปันพลังงานกันเช่นนี้มีความสำคัญมาก เพราะหลังจากที่เลิกใช้ Russian Science Power Platform แล้ว ส่วนของรัสเซียจะต้องใช้พลังงานที่ได้จากแผงโซลาร์เซลล์ของสหรัฐฯ^[80]

ตัวสถานีนั้นมักจะไม่อยู่ในตำแหน่งที่สามารถรับแสงอาทิตย์โดยตรง ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องพึ่งพาแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจนในการจ่ายกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องเป็นเวลา 35 นาทีสำหรับทุกรอบการโคจร 90 นาทีระหว่างช่วงที่มันถูกโลกบดบัง แบตเตอรี่จะชาร์จประจุใหม่เมื่อถึงจังหวะโคจรที่ได้รับแสงอาทิตย์ อายุใช้งานของแบตเตอรี่คือ 6.5 ปี จึงต้องมีการเปลี่ยนแบตเตอรี่หลายครั้งตลอดช่วงอายุใช้งาน 20 ปีของสถานีอวกาศ^[81]

แผงสุริยะของสหรัฐอเมริกาจะหันหน้าเข้าสู่ดวงอาทิตย์เพื่อให้รับพลังงานได้มากที่สุด แต่ละแผงมีขนาดพื้นที่ประมาณ 375 ตารางเมตร และยาว 58 เมตร วงแหวนอัลฟาจะปรับแผงดวงอาทิตย์ให้หันหน้าเข้าสู่ดวงอาทิตย์ในการโคจรแต่ละรอบ ขณะที่วงแหวนบีตาจะปรับมุมของดวงอาทิตย์กับระนาบการโคจร นอกจากนี้ยังมีการใช้ Night Glider mode เพื่อลดแรงลากของยานที่เกิดจากบรรยากาศโลกชั้นบนโดยการหมุนแผงดวงอาทิตย์ให้ชี้ไปในทิศการเคลื่อนที่ของยาน^[82]

การควบคุมวงโคจร

ระบบควบคุมความสูง

สถานีอวกาศนานาชาติรักษาระดับวงโคจรที่มีลักษณะเกือบเป็นวงกลมที่ระดับความสูงเฉลี่ยต่ำสุดที่ 278 กิโลเมตร (173 ไมล์) และสูงสุดที่ 460 กิโลเมตร (286 ไมล์) เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฉลี่ย 27,724 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (17,227 ไมล์ต่อชั่วโมง) ใช้เวลาโคจรประมาณ 15.7 รอบต่อวัน^[21] ระดับวงโคจรโดยปกติสูงสุดอยู่ที่ 425 กิโลเมตร (264 ไมล์) เพื่อให้สามารถทำงานร่วมกับยานโซยูสได้ สถานีอวกาศนานาชาติได้รับผลกระทบจากแรงลากในชั้นบรรยากาศทำให้สูญเสียระดับวงโคจรลงเรื่อยๆ จึงต้องทำการยกระดับวงโคจรขึ้นทุกปีปีละหลายๆ ครั้ง.^[28][83] การยกระดับวงโคจรนี้ทำโดยใช้เครื่องยนต์หลักสองชุดของสถานีจากโมดูลบริการ Zvezda จากกระสวยอวกาศที่จอดเทียบท่า จากยานลำเลียง Progress หรือจากยานขนส่งอัตโนมัติ ATV ของ ESA ใช้เวลาประมาณ 2 รอบโคจร (3 ชั่วโมง) ในการยกระดับวงโคจรให้สูงขึ้น^[83]

ในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2008 นาซาลงนามในสัญญากับบริษัทจรวดแอดแอสตรา (Ad Astra Rocket Company) อันเป็นผลต่อการทดสอบ VASIMR ซึ่งเป็นเครื่อง plasma propulsion engine^[84] เทคโนโลยีนี้ช่วยให้การรักษาระดับวงโคจรของสถานีสามารถทำได้อย่างคุ้มค่าใช้จ่ายมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน^[85][86]

ระบบควบคุมทิศทาง

การตรวจสอบตำแหน่งของสถานีอวกาศทำโดยอาศัยระบบจีพีเอสของสหรัฐอเมริกา และระบบ GLONASS ของรัสเซีย โดยระบุตำแหน่ง (ทิศทาง) ของสถานีด้วยการวัดเทียบกับดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ และเซ็นเซอร์ตรวจระนาบบนโมดูล ซเวซดา^[27] สถานีมีกลไกการควบคุมทิศทางอยู่สองกลไก โดยปกติยานจะใช้ไจโรสโคปหลายตัวช่วยรักษาทิศทาง ในโมดูลเดสทินี และโมดูลยูนิตี บนเสาค้ำ P ทางฝั่งเทียบท่า และโมดูลเพียร์ส บนฝั่งที่ใกล้โลก ในกรณีที่ไจโรสโคป "อิ่มตัว" แล้ว (เมื่อรับโมเมนตัมจนถึงระดับที่ไม่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว) มันจะไม่สามารถควบคุมทิศทางของสถานีได้อีก^[87] ในกรณีเช่นนี้ ระบบควบคุมทิศทางของรัสเซียจะทำงานแทนโดยอัตโนมัติโดยใช้ตัวปรับทิศทำการปรับทิศทางของยาน เพื่อให้ไจโรสโคปสามารถคลายโมเมนตัมและใช้งานได้ใหม่ เหตุการณ์นี้เคยเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวระหว่างช่วงปฏิบัติงานของชุด เอ็กซ์เพดิชั่น 10^[88] ถ้ามีกระสวยอวกาศเข้าเทียบท่ากับสถานีอยู่ ก็สามารถใช้ช่วยในการรักษาทิศทางของสถานีได้ด้วย เคยมีการใช้วิธีการนี้ระหว่างเที่ยวบินที่ STS-117 เมื่อคราวที่นำเสาค้ำ S3/S4 ขึ้นไปติดตั้ง^[89]

ระบบสื่อสาร

การสื่อสารทางวิทยุช่วยเชื่อมต่อการส่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และการวัดระยะไกลระหว่างสถานีอวกาศกับศูนย์ควบคุมภารกิจ การเชื่อมต่อวิทยุยังใช้ในกระบวนการพบกันระหว่างยานและการเข้าจอดเทียบท่าด้วย รวมถึงใช้ในการสื่อสารทั้งภาพและเสียงระหว่างลูกเรือ เจ้าหน้าที่ควบคุมการบิน และครอบครัว สถานีอวกาศนานาชาติจึงติดตั้งระบบสื่อสารทั้งภายในและภายนอกสำหรับใช้ในวัตถุประสงค์ต่างๆ แตกต่างกัน^[90]

ส่วนโคจรของรัสเซียสื่อสารโดยตรงกับภาคพื้นดินผ่าน ไลรา ซึ่งเป็นเสาอากาศรับสัญญาณวิทยุติดตั้งอยู่บนโมดูลซเวซดา^[27][91] เสาอากาศ ไลรา ยังมีความสามารถใช้ระบบดาวเทียมถ่ายทอดข้อมูล Luch ด้วย^[27] ระบบนี้เคยใช้ในการสื่อสารกับ สถานีอวกาศมีร์ ต่อมาเสียหายจนซ่อมแซมไม่ได้ระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1990 หลังจากนั้นก็ไม่ได้ใช้งานอีก^[17][92][93] อย่างไรก็ดี ดาวเทียม Luch ใหม่อีกสองตัวคือ Luch-5A และ Luch-5B ได้เตรียมการเพื่อนำส่งขึ้นในปี ค.ศ. 2011 เพื่อแก้ไขปรับปรุงความสามารถของระบบให้กลับมาใช้งานได้อีก^[94] ส่วนโคจรของสหรัฐฯ (USOS) ใช้ระบบวิทยุ 2 ระบบแยกจากกันซึ่งติดตั้งอยู่บนโครงค้ำ Z1 คือระบบเอสแบนด์ (ใช้สำหรับเสียง) และเคยูแบนด์ (ใช้กับเสียง ภาพเคลื่อนไหว และข้อมูล) การส่งสัญญาณนี้เชื่อมต่อผ่านระบบดาวเทียมติดตามและถ่ายทอดข้อมูล (Tracking and Data Relay Satellite; TDRSS) ของสหรัฐอเมริกาซึ่งอยู่ในวงโคจรค้างฟ้า ทำให้สามารถทำการสื่อสารแบบทันทีทันใดกับศูนย์ควบคุมภารกิจขององค์การนาซาในฮูสตันได้^[18][27][90] ช่องทางส่งข้อมูลสำหรับ Canadarm2, ห้องทดลองโคลัมบัสของยุโรป และโมดูลคิโบของญี่ปุ่น จะถ่ายทอดผ่านระบบเอสแบนด์และเคยูแบนด์ แม้จะมีระบบดาวเทียมถ่ายทอดสัญญาณของยุโรปและระบบที่คล้ายคลึงกันของญี่ปุ่นสามารถทำหน้าที่แทน TDRSS ได้ก็ตาม^[18][95] สำหรับการสื่อสารระหว่างโมดูลต่างๆ ดำเนินการผ่านเครือข่ายดิจิทัลไร้สายภายใน^[96]

ระบบวิทยุความถี่สูงมาก หรือ ยูเอชเอฟ จะใช้งานโดยนักบินอวกาศและนักสำรวจจักรวาลในปฏิบัติการภายนอกยาน โดยใช้งานจากยานอวกาศอื่นทั้งที่เข้าเทียบท่าหรือออกจากท่าของสถานีอวกาศ เช่น โซยูส โพรเกรส HTV ATV และกระสวยอวกาศ (ยกเว้นว่ากระสวยนั้นก็ใช้งานเอสแบนด์และเคยูแบนด์ผ่าน TDRSS เช่นกัน) เพื่อรับคำสั่งจากศูนย์ควบคุมภารกิจและจากลูกเรือของสถานีอวกาศนานาชาติ^[27] ยานอวกาศอัตโนมัติจะติดตั้งอุปกรณ์สื่อสารของตัวมันเอง เช่น ATV จะมีเลเซอร์ติดตั้งบนตัวยาน หรืออุปกรณ์ที่ติดตั้งบน Zvezda เรียกชื่อว่า Proximity Communications Equipment เพื่อช่วยในการเข้าเทียบท่ากับสถานีอวกาศได้อย่างแม่นยำ^[97][98]

ภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ

ที่ระดับวงโคจรของสถานีอวกาศ สถานีได้รับแรงโน้มถ่วงประมาณ 88% ของแรงโน้มถ่วงที่ระดับน้ำทะเล สภาวะไร้น้ำหนักภายในยานเกิดขึ้นเนื่องจากการตกอย่างอิสระของสถานีอวกาศ ซึ่งเป็นไปตามหลักความสมมูล อย่างไรก็ตาม สภาพในยานยังคงเป็นสภาวะ"เกือบ"ไร้น้ำหนัก ไม่ใช่สภาวะไร้น้ำหนักอย่างสิ้นเชิง.^[99] เราเรียกสภาวะเช่นนี้ว่า ภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ (microgravity) ซึ่งเกิดจากแรงสี่แรงที่รบกวนดังนี้:^[100]

• แรงลากที่เกิดจากชั้นบรรยากาศที่หลงเหลืออยู่
• การสั่นที่เกิดจากระบบทางกลและลูกเรือบนสถานีอวกาศ
• การปรับการโคจรโดยไจโรสโคปและเครื่องปรับทิศทาง
• การแยกจากศูนย์กลางมวลที่แท้จริงของสถานี ชิ้นส่วนของสถานีอวกาศที่มิได้อยู่ในตำแหน่งศูนย์กลางมวลที่แท้จริงมีแนวโน้มจะเคลื่อนไปตามวงโคจรของตัวเอง ทว่าด้วยการเชื่อมต่อทางกายภาพทำให้การเคลื่อนที่เช่นนั้นเป็นไปไม่ได้ ดังนั้นชิ้นส่วนแต่ละชิ้นจึงมีความเร่งน้อยๆ เกิดจากแรงที่ตรึงมันเอาไว้กับสถานีขณะเคลื่อนไปในวงโคจร^[100] เราอาจเรียกแรงเช่นนี้ว่า แรงไทดัล ก็ได้

ระบบสนับสนุนการดำรงชีพ

ระบบสนับสนุนการดำรงชีพและการควบคุมสภาวะแวดล้อม (Environmental Control and Life Support System; ECLSS) ของสถานีอวกาศนานาชาติทำหน้าที่หลายๆ อย่าง เช่น ควบคุมความดันอากาศ ระดับออกซิเจน ระบบจัดการน้ำเสีย ระบบตรวจจับเพลิงไหม้ ระบบดับเพลิง ระบบจ่ายน้ำ และอื่นๆ อีกมากมาย ส่วนที่สำคัญที่สุดในระบบนี้คือการควบคุมบรรยากาศภายในสถานีอวกาศ นอกจากนี้ระบบยังทำหน้าที่จัดการกับน้ำใช้และของเสียของลูกเรือ เช่นการรีไซเคิลน้ำที่ได้จากอ่าง ห้องอาบน้ำ โถปัสสาวะ และน้ำที่กลั่นตัวจากอากาศ ระบบ Elektron บนโมดูลซเวซดา และระบบที่คล้ายคลึงกันบนโมดูลเดสทินี ทำหน้าที่สร้างออกซิเจนไปทั่วสถานี^[101] ลูกเรือยังมีระบบอากาศสำรองจากออกซิเจนบรรจุขวดและถังบรรจุเครื่องผลิตออกซิเจน (Solid Fuel Oxygen Generation; SFOG) ^[102] การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศทำโดยระบบ Vozdukh ใน ซเวซดา ส่วนของเสียที่เป็นผลข้างเคียงจากเมตาบอลิซึมของมนุษย์ เช่น มีเทนและแอมโมเนีย จะถูกกำจัดออกไปโดยใช้เครื่องกรองจากถ่านกัมมันต์^[102]

บรรยากาศบนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นคล้ายคลึงกับบรรยากาศของโลก^[103] ความดันอากาศปกติบนสถานีมีค่าเท่ากับ 101.3 kPa (14.7 psi) ^[104] ซึ่งเท่ากับค่าความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเลบนผิวโลก การสร้างบรรยากาศที่คล้ายคลึงกับโลกจะทำให้ลูกเรืออยู่ได้อย่างสบายกว่าและปลอดภัยกว่าการสร้างบรรยากาศที่มีแต่เพียงออกซิเจนบริสุทธิ์ ซึ่งมีความเสี่ยงสูงมากขึ้นที่จะเกิดเพลิงไหม้ดังเช่นที่เกิดกับลูกเรือของอพอลโล 1^[105]

การสังเกต

เนื่องจากสถานีอวกาศนานาชาติมีขนาดใหญ่มาก (ราวครึ่งหนึ่งของสนามแข่งขันอเมริกันฟุตบอล) ทั้งยังมีพื้นที่สะท้อนแสงขนาดใหญ่จากแผงรับแสงอาทิตย์ จึงสามารถสังเกตการณ์สถานีอวกาศด้วยตาเปล่าได้จากพื้นโลก ถ้าผู้สังเกตอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมในเวลาที่เหมาะสม มีหลายครั้งที่สถานีอวกาศเป็นวัตถุที่สว่างมากบนท้องฟ้า แม้จะสามารถมองเห็นได้เป็นช่วงเวลาสั้นๆ เพียง 2-5 นาที^[9]

ถ้าต้องการจะสังเกตสถานีอวกาศ ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้ในวันที่ท้องฟ้าปลอดโปร่ง : สถานีจะต้องอยู่เหนือขอบฟ้าของผู้สังเกต และจะเคลื่อนผ่านตัวผู้สังเกตในระยะห่างประมาณ 2,000 กิโลเมตร (ยิ่งใกล้ยิ่งเห็นชัด) ตำแหน่งของผู้สังเกตต้องมืดพอจะมองเห็นดาวได้ และสถานีต้องอยู่ในบริเวณที่โดนแสงอาทิตย์ ไม่อยู่ในเงาบังของโลก ในเวลาเย็นขณะที่สถานีเคลื่อนผ่านแสงอาทิตย์อัสดงจากทิศตะวันตกไปทางตะวันออก มันจะปรากฏเพียงชั่วครู่เดียวแล้วจะค่อยๆ จางลงและหายไป ในทางกลับกัน มันอาจปรากฏขึ้นอย่างทันทีทันใดบนท้องฟ้าขณะเคลื่อนเข้าหาตะวันยามรุ่งอรุณ^[9][106]

ในสถานะปัจจุบัน เราสามารถมองเห็นสถานีอวกาศได้ภายใต้เงื่อนไขสังเกตการณ์ตามปกติ^[107]

แง่มุมทางกฎหมาย

สถานีอวกาศนานาชาติเป็นโครงการร่วมระหว่างองค์การอวกาศของประเทศต่างๆ หลายประเทศ ซึ่งประกอบด้วย องค์การนาซา ของสหรัฐอเมริกา, องค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย (RKA), องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA), องค์การอวกาศแคนาดา (CSA) และองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ^[108]

ในฐานะที่เป็นโครงการระหว่างประเทศ แง่มุมทางกฎหมายและทางการเงินของสถานีอวกาศนานาชาติจึงค่อนข้างซับซ้อน ประเด็นที่ข้องเกี่ยวเช่น ความเป็นเจ้าของโมดูล การใช้สอยสถานีโดยชาติร่วมโครงการ และความรับผิดชอบต่อการสนับสนุนการปฏิบัติงานของสถานี เอกสารทางกฎหมายหลักซึ่งใช้ระบุกฎเกณฑ์และสิทธิระหว่างผู้ร่วมโครงการสถานีอวกาศนานาชาติคือ ข้อตกลงร่วมระหว่างรัฐบาลของสถานีอวกาศ (Space Station Intergovernmental Agreement (IGA)) สนธิสัญญาระหว่างประเทศชุดนี้ลงนามเมื่อวันที่ 28 มกราคม ค.ศ. 1998 โดยชาติเริ่มต้นที่เกี่ยวข้องกับโครงการสถานีอวกาศ คือสหรัฐอเมริกา สหพันธรัฐรัสเซีย ญี่ปุ่น แคนาดา และประเทศสมาชิกองค์การอวกาศยุโรปอีก 10 ประเทศ (เบลเยียม, เดนมาร์ก, ฝรั่งเศส, เยอรมัน, อิตาลี, เนเธอร์แลนด์, นอร์เวย์, สวีเดน, สเปน, และสวิตเซอร์แลนด์) ^[23] นี่เป็นจุดตั้งต้นของข้อตกลงในระดับที่สอง เรียกชื่อว่า ข้อตกลงความเข้าใจ (Memoranda of Understanding (MOU)) ระหว่างองค์การนาซากับ ESA, CSA, RKA และ JAXA ต่อมาข้อตกลงนี้ได้แบ่งย่อยออกไปอีก เช่น สัญญาระบุหลักเกณฑ์ระหว่างประเทศ การแลกสิทธิและหลักเกณฑ์ระหว่างประเทศร่วมโครงการ^[23] หลักเกณฑ์การใช้งานโมดูลในวงโคจรของรัสเซียก็ทำข้อตกลงในระหว่างขั้นตอนนี้^[24]

นอกเหนือจากข้อตกลงหลักระหว่างรัฐบาลนานาชาตินี้แล้ว ประเทศบราซิลยังมีสัญญากับองค์การนาซาในการผลิตชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ และนาซ่าจะส่งชาวบราซิลหนึ่งคนขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ^[109] ประเทศอิตาลีก็มีสัญญาลักษณะคล้ายคลึงกันนี้กับองค์การนาซาในการให้บริการลักษณะเดียวกัน แม้ว่าอิตาลีจะเป็นส่วนหนึ่งในโครงการอยู่แล้วในฐานะประเทศสมาชิกของ ESA^[110] ประเทศจีนก็แสดงความสนใจในโครงการนี้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำงานร่วมกันกับองค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย อย่างไรก็ดี นับถึง ค.ศ. 2009 ประเทศจีนยังไม่ได้เข้ามามีส่วนร่วมในโครงการนี้เนื่องจากสหรัฐอเมริกาออกเสียงคัดค้าน^[111][112]

สิทธิการใช้งาน

ส่วนประกอบสถานีอวกาศที่เป็นของรัสเซีย ดำเนินการภายใต้การควบคุมขององค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย และทำให้รัสเซียมีสิทธิถึงครึ่งหนึ่งในเวลาปฏิบัติการของลูกเรือของสถานีอวกาศทั้งหมด (จำนวนลูกเรือถาวรมีได้ 6 คน โดยเฉลี่ย 2-3 คนจะเป็นบุคลากรในการจัดการของรัสเซีย) การจัดการเวลาปฏิบัติการของลูกเรือ (คือ 3-4 คนจากจำนวนลูกเรือถาวร 6 คน) และอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ต่างๆ ในส่วนอื่นๆ ของสถานีอวกาศได้รับการจัดสรรดังต่อไปนี้

• โมดูลโคลัมบัส : 51% สำหรับ ESA, 46.7% สำหรับ NASA, และ 2.3% สำหรับ CSA^[23]
• ห้องทดลองคิโบ : 51% สำหรับ JAXA, 46.7% สำหรับ NASA, และ 2.3% สำหรับ CSA^[95]
• โมดูลเดสทินี : 97.7% สำหรับ NASA และ 2.3% สำหรับ CSA^[113]
• เวลาของลูกเรือ, พลังงานไฟฟ้า และสิทธิในการซื้อบริการสนับสนุน (เช่นการอัปโหลดหรือดาวน์โหลดข้อมูล และการสื่อสาร) แบ่งเป็น 76.6% สำหรับ NASA, 12.8% สำหรับ JAXA, 8.3% สำหรับ ESA, และ 2.3% สำหรับ CSA^{[23][95][113]}

ค่าใช้จ่าย

ตัวเลขที่ใช้อ้างอิงกันมากที่สุดในการประมาณการรายจ่ายรวมทั้งหมดของสถานีอวกาศ อยู่ที่ระหว่าง 35,000-100,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^[114] องค์การอวกาศยุโรป (ซึ่งเป็นหน่วยงานเดียวที่จัดทำประมาณการตัวเลขรวมของโครงการ) ได้ประมาณว่าค่าใช้จ่ายสำหรับสถานีอวกาศทั้งหมดตลอดระยะเวลาใช้งาน 30 ปี จะอยู่ที่ราว 100,000 ล้านยูโร^[25] ทว่าการระบุค่าใช้จ่ายประมาณการอย่างแม่นยำนั้นทำได้ยาก เพราะไม่อาจคาดได้ว่าจะมีค่าใช้จ่ายอื่นใดที่จะเกิดกับโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ หรือจะวัดการสนับสนุนจากรัสเซียได้อย่างไร^[114]

การวิพากษ์วิจารณ์

มีการวิพากษ์วิจารณ์กันมากว่าทั้งเวลาและเงินที่ทุ่มลงไปในโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ สมควรนำไปใช้ในโครงการอื่นมากกว่า อาจจะเป็นยานอวกาศที่ควบคุมด้วยหุ่นยนต์ การสำรวจอวกาศ การสืบสวนปัญหาต่างๆ เกี่ยวกับโลก หรือกระทั่งเห็นว่าควรเก็บเงินภาษีไว้โดยไม่ใช้เลย^[26][115] นักวิจารณ์บางคน เช่น โรเบิร์ต แอล. ปาร์ค เห็นว่าโครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขนาดเล็กที่วางแผนทำการทดลองบนสถานีอวกาศ หรือแม้แต่คุณสมบัติพื้นฐานของห้องทดลองในอวกาศดังเช่นการทดลองในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ (microgravity) ก็สามารถทำการศึกษาได้บนยาน "Vomit Comet" ซึ่งเสียค่าใช้จ่ายต่ำกว่ามาก^{[26][116][117]}

ความสามารถในการทำงานวิจัยของสถานีก็เป็นที่วิพากษ์วิจารณ์เช่นกัน โดยเฉพาะหลังจากที่ยกเลิกโมดูล Centrifuge Accommodations อันฟุ่มเฟือยไปพร้อมกับการยกเลิกอุปกรณ์ข้างเคียงอื่นๆ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถอันจำกัดของการทดลองที่ไม่สามารถทำได้หากปราศจากเครื่องมือพิเศษ ตัวอย่างเช่น ในครึ่งแรกของปี 2007 งานวิจัยของสถานีอวกาศนานาชาติเกี่ยวข้องกับการตอบสนองทางชีววิทยาของมนุษย์ที่มีต่อการใช้ชีวิตและการทำงานในอวกาศ ซึ่งครอบคลุมหัวข้อต่างๆ เช่น kidney stones, circadian rhythm, และผลกระทบของรังสีคอสมิกที่มีต่อระบบประสาทของมนุษย์^{[118][119][120]} ข้อวิจารณ์อื่นๆ เกี่ยวกับการออกแบบทางเทคนิคของสถานีอวกาศ รวมไปถึงความเอียงระนาบวงโคจรของตัวสถานีที่สูงมาก อันทำให้ค่าใช้จ่ายการส่งยานขึ้นไปสู่สถานีของสหรัฐอเมริกาสูงมาก^[121]

ด้านการตอบสนองกับความเห็นเหล่านี้ ผู้สนับสนุนโครงการสำรวจอวกาศโดยใช้มนุษย์กล่าวว่าการวิจารณ์โครงการสถานีอวกาศเป็นการไม่รู้จักมองการณ์ไกล และว่าการสำรวจและวิจัยด้วยคนในอวกาศได้สร้างผลตอบแทนอย่างคุ้มค่านับพันล้านเหรียญ นาซาประเมินว่าผลตอบแทนทางเศรษฐกิจทางอ้อมจากการสำรวจอวกาศด้วยมนุษย์มีคุณค่ามากกว่าเงินลงทุนสาธารณะเริ่มต้นหลายเท่า แม้ว่าการประเมินนี้มีสมมุติฐานจากโครงการอพอลโล และจัดทำขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970^[122] มีรายงานซึ่งอ้างว่าเขียนโดยสมาพันธ์นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน โต้แย้งว่าอัตราส่วนผลตอบแทนการลงทุนของนาซานั้นที่จริงแล้วต่ำมาก ยกเว้นเพียงงานด้านการบินเท่านั้นที่นำไปสู่การขายเครื่องอากาศยานได้^[123]

แผนสิ้นสุดภารกิจและปลดจากวงโคจร

ตราบจนถึง ค.ศ. 2009 นาซามีแผนจะปลดสถานีอวกาศนานาชาติออกจากวงโคจรในไตรมาสแรกของปี ค.ศ. 2016^[124] ซึ่งสอดคล้องตามแผนนโยบายด้านการสำรวจอวกาศของประธานาธิบดีบุช (ในขณะนั้น) ต่อมาประธานาธิบดีโอบามาได้ประกาศนโยบายใหม่ด้านการสำรวจอวกาศเมื่อ ค.ศ. 2010 โดยให้ยืดระยะเวลาปฏิบัติภารกิจออกไปจนถึง ค.ศ. 2020^[125]

องค์การอวกาศที่มีส่วนร่วมในสถานีอวกาศนานาชาติทั้ง 5 แห่ง ได้แสดงความเห็นพ้องกันว่าพวกเขาอยากให้สถานีอวกาศใช้งานได้เป็นเวลายาวนานกว่า ค.ศ. 2015 ยกเว้นองค์การอวกาศยุโรปซึ่งต้องแสวงมติเอกฉันท์จากชาติสมาชิกเพื่อการสนับสนุนทางการเงิน จนกระทั่งบรรลุข้อตกลงได้ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2011^{[126][127][128]} แถลงการณ์จากรัสเซียและประเทศสมาชิกสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อ ค.ศ. 2011 ระบุว่าจะต้องมีข้อตกลงเรื่องนี้ให้ชัดเจนเพื่อให้มั่นใจว่าโมดูลอื่นๆ จะสามารถใช้งานได้นานกว่า ค.ศ. 2015 จนถึงปัจจุบันนี้ประเทศสมาชิกยังคงเตรียมแผนปฏิบัติภารกิจไว้จนถึงปี 2015 เท่านั้น สำหรับระยะเวลาใช้งานใหม่ เนื่องจากโมดูลแรกของสถานีอวกาศจากรัสเซียได้นำส่งขึ้นเมื่อ ค.ศ. 1998 ดังนั้นจึงได้เลือกเวลาครบรอบ 30 ปีของโมดูลนั้นเพื่อเป็นเป้าหมาย^[126]

ตามรายงานเมื่อปี 2009 RKK Energia เป็นกระบวนการที่กำลังพิจารณากันเพื่อนำโมดูลบางตัวของรัสเซียออกจากสถานีอวกาศในตอนสิ้นสุดภารกิจ เพื่อนำไปใช้ในสถานีแห่งใหม่ ที่รู้จักในชื่อ Orbital Piloted Assembly and Experiment Complex (OPSEK) โมดูลที่กำลังพิจารณากันว่าจะนำออกจากสถานีอวกาศนานาชาติปัจจุบันรวมไปถึง โมดูลห้องทดลองอเนกประสงค์ (MLM) ซึ่งมีแผนจะนำส่งขึ้นในตอนปลายปี 2011 กับโมดูลอื่นๆ ของรัสเซียที่ขณะนี้วางแผนเอาไว้จะติดตั้งไปกับ MLM จนถึงปี 2015 แม้ว่าจะยังไม่มีเงินทุนสนับสนุนในปัจจุบันก็ตาม ทั้งนี้เพราะทั้ง MLM หรืออุปกรณ์อื่นใดที่ติดตั้งไปด้วยจะยังไม่สิ้นสุดอายุใช้งานในปี 2016 หรือ 2020 รายงานนี้นำเสนอข้อมูลจากวิศวกรรัสเซียผู้หนึ่งซึ่งไม่ได้เอ่ยนาม ผู้เชื่อว่า ด้วยประสบการณ์จาก เมียร์ อายุใช้งาน 30 ปีนั้นเป็นไปได้ ยกเว้นเพียงความเสียหายเล็กๆ น้อยๆ จากอุกกาบาต เนื่องจากโมดูลของรัสเซียนั้นสร้างขึ้นด้วยหลักการว่าสามารถซ่อมแซมปรับปรุงในวงโคจรได้^[129]

ตารางเวลา

โซนเวลาที่ใช้บนสถานีอวกาศนานาชาติ คือเวลาสากลเชิงพิกัด (UTC หรือบ้างเรียกว่า GMT) หน้าต่างสถานีจะปิดเอาไว้ในช่วงที่เป็นเวลากลางคืนเพื่อให้ได้ความรู้สึกถึงความมืด เพราะบนสถานีอวกาศนั้นจะมีดวงอาทิตย์ขึ้นและตกวันละ 16 ครั้ง แต่ระหว่างที่ปฏิบัติภารกิจบนกระสวยอวกาศ ลูกเรือของสถานีอวกาศนานาชาติมักจะใช้ เวลาภารกิจ (Mission Elapsed Time; MET) ของกระสวยเพราะสะดวกกว่า เป็นเวลาที่อ้างอิงจากเวลานำส่งของภารกิจกระสวยอวกาศนั้นๆ^[130][131] แต่ช่วงเวลานอนระหว่างเวลา UTC กับเวลา MET นั้นแตกต่างกัน ลูกเรือสถานีอวกาศนานาชาติจึงต้องปรับรูปแบบการนอนก่อนที่กระสวยอวกาศจะมาถึงและหลังจากกระสวยจากไปแล้ว เพื่อให้เข้ากันกับโซนเวลาที่เปลี่ยนไป เรียกชื่อว่า ช่วงเปลี่ยนการนอน (sleep shifting)^[132]

ตามปกติ วันของลูกเรือเริ่มต้นขึ้นด้วยการตื่นนอนเวลา 06:00 น. ตามด้วยกิจกรรมหลังตื่นนอน และการตรวจสอบสถานีรอบเช้า จากนั้นลูกเรือจะรับประทานอาหารเช้าและเข้าประชุมวางแผนประจำวันกับศูนย์ควบคุมภารกิจก่อนจะเริ่มงานราว 08:10 น. จากนั้นเป็นตารางออกกำลังกายครั้งแรก แล้วทำงานไปจนถึงเวลา 13:05 พักทานอาหารเที่ยงหนึ่งชั่วโมง ช่วงบ่ายจะต้องออกกำลังกายอีกและทำงานไปจนถึงช่วงกิจกรรมก่อนนอนซึ่งจะเริ่มขึ้นที่เวลาราว 19:30 น. ได้แก่ การรับประทานอาหารค่ำและการประชุมลูกเรือ ตารางเวลานอนเริ่มที่ประมาณ 21:30 น. โดยปกติแล้วลูกเรือจะทำงานประมาณวันละ 10 ชั่วโมงในวันทำงานปกติ และ 5 ชั่วโมงในวันเสาร์ นอกเหนือจากนั้นเป็นเวลาส่วนตัวสำหรับพักผ่อน เล่นเกม หรือติดตามงาน^[133]

การนอนหลับ

สถานีอวกาศมีส่วนพื้นที่สำหรับลูกเรือให้สมาชิกของคณะลูกเรือถาวรของ Expedition โดยมี 'สถานีนอนหลับ' สองแห่งในเซ็กเมนต์วงโคจรรัสเซีย และอีกสี่แห่งที่จะติดตั้งเพิ่มใน Tranquillity แต่ปัจจุบันกระจายอยู่ตามส่วนต่างๆ รอบเซ็กเมนต์วงโคจรสหรัฐอเมริกา ส่วนพื้นที่ของอเมริกันเป็นพื้นที่รโหฐาน ขนาดประมาณตู้เก็บเสียงจุได้ 1 คน สมาชิกลูกเรือสามารถนอนข้างในนั้นได้โดยอาศัยถุงนอน ฟังเพลง ใช้แลปท็อป หรือเก็บข้าวของส่วนตัวในลิ้นชักใหญ่หรือในตาข่ายที่ผูกติดไว้กับผนังของโมดูล ภายในโมดูลยังติดตั้งตะเกียงสำหรับอ่านหนังสือ ชั้นวางของ และเครื่องเดสค์ทอปหนึ่งตัว^{[134][135][136]} ลูกเรือหมุนเวียนจะไม่มีโมดูลสำหรับนอน มีเพียงถุงนอนติดตั้งตามพื้นที่ว่างบนผนังเนื่องจากสามารถจะนอนแบบลอยๆ อยู่ได้ทั่วไปในสถานี แต่ตามปกติจะไม่ทำวิธีนี้เพราะมีความเสี่ยงที่จะลอยไปกระทบกระแทกเครื่องมือละเอียดอ่อนในสถานีได้^[137] การระบายอากาศให้แก่พื้นที่อยู่อาศัยของลูกเรือเป็นเรื่องสำคัญมาก มิฉะนั้นนักบินอวกาศอาจตื่นขึ้นมาเพราะขาดอากาศ เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ที่พวกเขาหายใจออกมาจะสะสมอยู่รอบๆ ศีรษะ^[136]

สุขอนามัย

บนสถานีอวกาศนานาชาติไม่มีฝักบัวอาบน้ำ แม้จะเคยวางแผนเอาไว้เป็นส่วนหนึ่งในโมดูลพำนักอาศัย (Habitation Module) แต่โมดูลนี้ถูกยกเลิกไปแล้ว ลูกเรือของสถานีอวกาศจะทำความสะอาดร่างกายด้วยการฉีดน้ำและเช็ดตัวโดยใช้สบู่จากแท่งจ่ายคล้ายหลอดยาสีฟัน ใช้น้ำยาสระผมแบบไม่ต้องล้างน้ำ และใช้ยาสีฟันแบบกลืนได้เลยเพื่อเป็นการประหยัดน้ำ^[137]

มีห้องสุขาสองห้องบนสถานีอวกาศนานาชาติ ทั้งสองห้องเป็นงานออกแบบจากทางรัสเซีย ติดตั้งอยู่บนโมดูล Zvezda และโมดูล เดสทินี^[134] การระบายของเสียใช้ระบบดูดด้วยแรงลมคล้ายคลึงกับระบบกำจัดของเสียบนกระสวยอวกาศ นักบินอวกาศจะต้องรัดตัวเองเอาไว้บนที่นั่งสุขาที่ปิดผนึกอย่างดี^[136] ดึงคันโยกที่จะสั่งการให้พัดลมกำลังสูงทำงาน และช่องดูดอากาศเลื่อนเปิดออก กระแสการไหลของอากาศจะพาเอาของเสียออกไปด้วย ของเสียที่เป็นวัตถุแข็งจะจัดเก็บเอาไว้ในถุงแยกส่วนบรรจุในคอนเทนเนอร์อะลูมิเนียม เมื่อคอนเทนเนอร์เหล่านี้เต็ม ก็จะถูกส่งไปยังยานอวกาศโพรเกรสเพื่อนำไปกำจัดทิ้ง^[134][138] ของเสียที่เป็นของเหลวจะถูกดูดทิ้งออกไปด้วยสายที่เชื่อมต่ออยู่ทางด้านหน้าของห้องสุขา ซึ่งมีอุปกรณ์ "ตัวเปลี่ยนโถปัสสาวะ" (urine funnel adapters) ติดตั้งไว้เพื่อให้ทั้งลูกเรือชายและหญิงสามารถใช้ห้องสุขาเดียวกันได้ ของเสียจะถูกนำไปเก็บและส่งต่อให้ระบบบำบัดน้ำ เพื่อจัดการรีไซเคิลกลับมาเป็นน้ำดื่มได้ใหม่^[135]

อาหารและเครื่องดื่ม

อาหารอวกาศส่วนใหญ่ที่ลูกเรือในสถานีอวกาศใช้บริโภคมักเป็นอาหารแช่แข็ง อาหารแช่เย็น หรืออาหารกระป๋อง นักบินอวกาศเป็นคนเตรียมเมนูเองก่อนที่จะขึ้นบินไปยังสถานีอวกาศโดยมีนักโภชนาการเป็นผู้ให้ความช่วยเหลือ^[135] ความรู้สึกถึงรสชาติเมื่ออยู่ในวงโคจรจะลดลงเพราะของเหลวในร่างกายจะเคลื่อนขึ้นไปทางศีรษะ ดังนั้นลูกเรือส่วนมากจึงนิยมรับประทานอาหารรสเผ็ด^[136] ลูกเรือแต่ละคนจะมีแพ็คเกจอาหารของตัวเองและเตรียมอุ่นอาหารกันเองในห้องครัวบนสถานี ซึ่งจะมีเครื่องอุ่นอาหาร 2 เครื่อง ตู้เย็น 1 เครื่อง และเครื่องจ่ายน้ำ 1 เครื่องสำหรับจ่ายทั้งน้ำร้อนและน้ำธรรมดา^[134] เครื่องดื่มจะอยู่ในรูปของผงสกัดแห้ง และนำไปผสมกับน้ำก่อนรับประทาน^[134][135] การรับประทานเครื่องดื่มและซุปทำโดยการจิบจากถุงพลาสติกโดยใช้หลอด ส่วนอาหารที่ไม่ใช่ของเหลวสามารถรับประทานได้ด้วยมีดและส้อมซึ่งจะติดเอาไว้กับถาดอาหารด้วยแม่เหล็กเพื่อกันมิให้มันลอยหนีไป ถ้าเกิดมีอาหารหรือเศษอาหารล่องลอยไป จะต้องรีบจัดเก็บทั้งหมดเพื่อป้องกันมิให้มันไปอุดตันเครื่องกรองอากาศและอุปกรณ์อื่นๆ ในสถานี^[135]

การออกกำลังกาย

ผลกระทบทางลบที่สำคัญที่สุดสำหรับการอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานานๆ คืออาการกล้ามเนื้อลีบและอาการกระดูกเสื่อม หรือเรียกว่า spaceflight osteopenia ผลกระทบขั้นรุนแรงอื่นๆ รวมถึงปัญหาการกระจายตัวของของเหลว ปัญหาระบบไหลเวียนโลหิตที่ช้าลง การผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงลดน้อยลง ปัญหาการทรงตัว และภูมิคุ้มกันที่อ่อนแอลง นอกจากนี้ยังมีอาการเจ็บป่วยเล็กๆ น้อยๆ เช่น การสูญเสียมวลร่างกาย อาการหายใจติดขัด การนอนไม่หลับ มีลมมากเกินไป และผิวหน้าพอง อาการเหล่านี้จะกลับฟื้นคืนได้อย่างรวดเร็วเมื่อกลับสู่โลก^[33]

เพื่อป้องกันผลกระทบต่อร่างกายของลูกเรือ บนสถานีอวกาศจะติดตั้งเครื่องออกกำลังกาย aRED (advanced Resistive Exercise Device) ซึ่งมีอุปกรณ์ยกน้ำหนักหลายแบบและเครื่องปั่นจักรยาน นักบินอวกาศแต่ละคนจะต้องใช้เวลาในการออกกำลังกายอย่างน้อยวันละ 2 ชั่วโมง^[134][136] นักบินอวกาศจะผูกสายรัดยางยืดเพื่อยึดตัวเองเอาไว้กับแท่นออกกำลังกาย^[139] นักวิจัยเชื่อว่าการออกกำลังกายเป็นการป้องกันการสูญเสียความหนาแน่นของกระดูกและกล้ามเนื้อซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมนุษย์อาศัยอยู่ในที่ที่ไร้แรงโน้มถ่วงเป็นเวลานานๆ^[140]

เอ็กซ์เพดิชั่น

ลูกเรือถาวรของสถานีอวกาศแต่ละรุ่นจะมีหมายเลขเอ็กซ์เพดิชั่นเรียงตามลำดับ เอ็กซ์เพดิชั่นแต่ละรุ่นใช้เวลาปฏิบัติภารกิจประมาณครึ่งปี โดยมีการรับมอบและส่งมอบงานกันอย่างเป็นทางการระหว่างผู้บัญชาการเอ็กซ์เพดิชั่นรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง เอ็กซ์เพดิชั่น 1 ถึง 6 ประกอบด้วยลูกเรือรุ่นละ 3 คน แต่หลังจากอุบัติเหตุกับกระสวยอวกาศโคลัมเบีย จึงมีการลดจำนวนลูกเรือเหลือเพียง 2 คนในเอ็กซ์เพดิชั่น 7 ถึง 12 เอ็กซ์เพดิชั่น 13 ได้ปรับจำนวนลูกเรือกลับมาเป็น 3 คนอีกครั้งหนึ่ง และคงจำนวนนั้นอยู่จนถึงปัจจุบัน ขณะที่มีลูกเรือถาวรประจำสถานีอวกาศ ในบางรุ่นเช่นเอ็กซ์เพดิชั่น 16 มีลูกเรือรวมนักบินอวกาศหรือนักท่องอวกาศถึง 6 คนซึ่งจะบินไปมาระหว่างสถานีกับเที่ยวบินต่างๆ กัน^[141][142]

วันที่ 27 พฤษภาคม ค.ศ. 2009 ลูกเรือเอ็กซ์เพดิชั่น 20 เริ่มปฏิบัติภารกิจ เอ็กซ์เพดิชั่น 20 เป็นรุ่นแรกที่มีลูกเรือถาวรประจำสถานีอวกาศนานาชาติ 6 คน ในอดีตก่อนจะมีการขยายส่วนอยู่อาศัยในเที่ยวบิน STS-115 สถานีสามารถรองรับลูกเรือได้เพียง 3 คนเท่านั้น ลูกเรือรุ่นเอ็กซ์เพดิชั่น 20 ถูกนำส่งขึ้นสู่สถานีจากเที่ยวบิน 2 เที่ยวในเวลาต่างกันโดย Soyuz-TMA (Soyuz-TMA สามารถนำส่งลูกเรือได้เที่ยวละ 3 คนเท่านั้น) ได้แก่ Soyuz TMA-14 นำส่งเมื่อ 26 มีนาคม 2009 และ Soyuz TMA-15 นำส่งเมื่อ 27 พฤษภาคม 2009 อย่างไรก็ดีตัวสถานีไม่ได้รองรับลูกเรือถาวรจำนวน 6 คนตลอดทั้งปี ตัวอย่างเช่น เมื่อลูกเรือเอ็กซ์เพดิชั่น 20 (โรมัน โรมาเนนโก, แฟรงค์ เดอ วินน์, และโรเบิร์ต เทิร์สค์) กลับมาโลกเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2009 เป็นเวลา 2 สัปดาห์ มีลูกเรือเพียง 2 คน (เจฟฟรีย์ วิลเลียมส์และมักซิม ซูราเยฟ) ที่อยู่ประจำการ จำนวนลูกเรือเพิ่มเป็น 5 คนในช่วงต้นเดือนธันวาคมเมื่อโอเล็ก โคตอฟ, ทิโมที ครีมเมอร์, และโซอิจิ โนงุจิ เดินทางไปถึงโดย Soyuz TMA-17 ต่อมาเดือนมีนาคม 2010 จำนวนลูกเรือลดลงเป็น 3 คนอีกเมื่อวิลเลียมส์และซูราเยฟเดินทางกลับโลก และต่อมาเพิ่มเป็น 6 คนในเดือนเมษายน 2010 เมื่อเที่ยวบิน Soyuz TMA-18 นำอเล็กซานเดอร์ ชคอร์ตซอฟ, มิคาอิล คอร์นิเยนโก, และเทรซี คอลด์เวล ไดสัน ขึ้นไปยังสถานี^[141][142]

สถานีอวกาศนานาชาติจัดเป็นยานอวกาศที่มีผู้ไปเยือนมากที่สุดในประวัติศาสตร์การบินอวกาศ นับถึงวันที่ 24 พฤศจิกายน 2009 มีผู้ไปเยือนแล้วทั้งสิ้น 266 คน (ไม่ซ้ำกันเลยจำนวน 185 คน)^[10] ส่วน เมียร์ มีผู้ไปเยือน 137 คน (ไม่ซ้ำกันเลยจำนวน 104 คน)^[17]

ยานอวกาศที่ไปเยือน

ยานอวกาศจากองค์การอวกาศสี่แห่งเดินทางไปเยือนสถานีอวกาศนานาชาติด้วยวัตถุประสงค์ต่างๆ กัน ยานขนส่งอัตโนมัติ (Automated Transfer Vehicle) จากองค์การอวกาศยุโรป ยานอวกาศรอสคอสมอสโพรเกรสของรัสเซีย และยาน H-II Transfer Vehicle ขององค์การอวกาศญี่ปุ่นทำหน้าที่ขนส่งเสบียงและบริการต่างๆ ไปยังสถานี นอกจากนี้รัสเซียยังใช้ยานอวกาศโซยุสสำหรับการเปลี่ยนถ่ายลูกเรือและการอพยพฉุกเฉิน โดยที่ลูกเรือจะมีการเปลี่ยนถ่ายทุกๆ 6 เดือน และท้ายสุดคือยานบริการจากสหรัฐอเมริกาที่ส่งผ่านโครงการกระสวยอวกาศ ทำหน้าที่ด้านปฏิบัติการนำส่งเสบียง อุปกรณ์เครื่องใช้ ชิ้นส่วนประกอบต่างๆ รวมถึงการเปลี่ยนถ่ายลูกเรือด้วย นับถึงวันที่ 27 พฤศจิกายน ค.ศ. 2009 มีเที่ยวบินนำส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติจากโซยูส 20 เที่ยว, โพรเกรส 35 เที่ยว, ATV 1 เที่ยว, HTV 1 เที่ยว และกระสวยอวกาศ 31 เที่ยว^[143] โดยเฉลี่ยแล้วลูกเรือถาวรเอ็กซ์เพดิชั่นต้องการเสบียง 2,722 กิโลกรัม นับถึงวันที่ 27 พฤศจิกายน ค.ศ. 2009 ลูกเรือรับประทานอาหารแล้วรวม 19,000 มื้อ^[143] เที่ยวบินเปลี่ยนถ่ายลูกเรือของโซยุสและเที่ยวบินส่งเสบียงของโพรเกรสไปเยือนสถานีอวกาศนานาชาติโดยเฉลี่ย 2 ถึง 3 ครั้งในแต่ละปี^[144] โดยที่เที่ยวบิน ATV และ HTV มีแผนจะไปเยือนสถานีอวกาศทุกๆ ปีนับตั้งแต่ปี ค.ศ. 2010 เป็นต้นไป

ศูนย์ควบคุมภารกิจ

ชิ้นส่วนต่างๆ ของสถานีอวกาศนานาชาติอยู่ภายใต้การควบคุมและตรวจสอบโดยองค์การอวกาศผู้รับผิดชอบแต่ละส่วน โดยมีศูนย์ควบคุมภารกิจอยู่ในที่ต่างๆ ทั่วโลก ต่อไปนี้เป็นรายชื่อส่วนหนึ่ง

• ศูนย์ควบคุมภารกิจขององค์การนาซา ที่ ศูนย์อวกาศลินดอน บี. จอห์นสัน ที่เมืองฮูสตัน รัฐเท็กซัส จัดเป็นศูนย์ควบคุมภารกิจหลักสำหรับเซ็กเมนต์ของสหรัฐอเมริกาบนสถานีอวกาศนานาชาติ และยังควบคุมภารกิจกระสวยอวกาศที่เดินทางไปเยือนสถานีด้วย^[27]
• ศูนย์ควบรวมและปฏิบัติการเปลี่ยนถ่าย (Payload Operations and Integration Center) ขององค์การนาซ่า ที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล เมืองฮันต์สวิลล์ รัฐแอละแบมา ทำหน้าที่ศูนย์ประสานงานการเปลี่ยนถ่ายนักบินอวกาศสำหรับเซ็กเมนต์ของสหรัฐอเมริกา^[27]
• ศูนย์ควบคุมภารกิจรอสคอสมอส (Roskosmos) ที่เมืองโคโรลยอฟ มอสโคว์ ควบคุมภารกิจในเซ็กเมนต์วงโคจรรัสเซียของสถานีอวกาศนานาชาติ นอกเหนือไปจากภารกิจโซยุสและโพรเกรส^[27]
• ศูนย์ควบคุมโคลัมบัส ขององค์การอวกาศยุโรป ที่ศูนย์อวกาศยานเยอรมัน (DLR) ที่เมือง Oberpfaffenhofen ประเทศเยอรมนี ควบคุมห้องปฏิบัติการวิจัย โคลัมบัส ของยุโรป^[27]
• ศูนย์ควบคุม ATV ขององค์การอวกาศยุโรป ที่ศูนย์อวกาศตูลูส (CST) เมืองตูลูส ประเทศฝรั่งเศส ควบคุมเที่ยวบินอัตโนมัติที่ไม่มีคนบังคับของยุโรปทั้งหมด^[27]
• ศูนย์ควบคุม JEM และศูนย์ควบคุม HTV ขององค์การอวกาศญี่ปุ่น ที่ศูนย์อวกาศซุคุบะ (TKSC) เมืองซุคุบะ ประเทศญี่ปุ่น รับผิดชอบภารกิจในการจัดการโมดูลการทดลองของญี่ปุ่น และเที่ยวบินที่ไม่มีคนบังคับทั้งหมดของญี่ปุ่นใน H-II Transfer Vehicle^[27]
• ศูนย์ควบคุม MSS ขององค์การอวกาศแคนาดา ที่เมืองเซนต์-ฮิวเบิร์ต รัฐควิเบก ประเทศแคนาดา ควบคุมและตรวจดูระบบบริการเคลื่อนที่ (Mobile Servicing System) หรือ Canadarm2^[27]

การบริหารความปลอดภัย

ขยะในอวกาศ

ระดับวงโคจรของสถานีอวกาศนานาชาติอยู่ในระดับค่อนข้างต่ำ ซึ่งเป็นบริเวณที่ขยะอวกาศอยู่มากมาย นับตั้งแต่ชิ้นส่วนจรวดที่ไม่ใช้งานแล้ว ดาวเทียมที่หมดอายุ ไปจนถึงเศษชิ้นส่วนจากมอเตอร์จรวด สารหล่อเย็นที่ถูกปล่อยทิ้งออกมาจากดาวเทียมซึ่งอาศัยพลังงานนิวเคลียร์ และชิ้นส่วนอื่นๆ อีกมากมาย^[145] วัตถุต่างๆ เหล่านี้รวมกับชิ้นส่วนอุกกาบาตขนาดเล็ก^[146] ก่อให้เกิดอันตรายต่อสถานีอวกาศเพราะมันอาจทำความเสียหายแก่โมดูลปรับความดันหรือส่วนต่างๆ ของสถานี^[147][148] อุกกาบาตขนาดเล็กยังทำให้การปฏิบัติภารกิจในการท่องอวกาศของนักบินอวกาศเป็นอันตรายด้วย เช่นอาจสร้างความเสียหายกับชุดอวกาศและทำให้สูญเสียแรงดัน^[149]

มีการตรวจติดตามชิ้นส่วนขยะอวกาศต่างๆ จากบนพื้นโลก ซึ่งลูกเรือของสถานีอวกาศจะได้รับการเตือนว่ามีวัตถุใดใกล้เคียงที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายหรือเกิดการกระแทกกันได้ และให้เริ่มปฏิบัติการหลบหลีกขยะอวกาศ (Debris Avoidance Manoeuvre หรือ DAM) โดยอาศัยเครื่องผลักที่อยู่บนเซ็กเมนต์วงโคจรรัสเซียเพื่อเปลี่ยนระดับวงโคจรของสถานีอวกาศในการหลบหลีกชิ้นส่วนเหล่านั้น การปฏิบัติการ DAM ไม่ยุ่งยากนัก โดยการตรวจสอบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แสดงให้เห็นว่าชิ้นส่วนขยะอวกาศจะเข้าใกล้สถานีในระยะที่เป็นอันตรายขนาดเท่าใด^[147] มีปฏิบัติการหลบหลีกขยะอวกาศทั้งสิ้น 8 ครั้งนับถึงเดือนมีนาคม ค.ศ. 2009^[150] โดยที่ 7 ครั้งแรกเกิดขึ้นระหว่างเดือนตุลาคม ค.ศ. 1999 ถึงเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2003^[151] โดยปกติวงโคจรจะถูกยกระดับขึ้นราว 1-2 กิโลเมตรโดยเฉลี่ยเมื่อเพิ่มความเร็ววงโคจรขึ้น 1 เมตรต่อวินาที ส่วนกรณีไม่ปกติคือการลดระดับลง 1.7 กิโลเมตร^[151] เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2008 ซึ่งเป็นการลดระดับลงครั้งแรกในรอบ 8 ปี^[152][153] ในปี 2009 มีปฏิบัติการ DAM 2 ครั้ง ในวันที่ 22 มีนาคมและ 17 กรกฎาคม^[154] หากว่าการตรวจสอบการปะทะกับขยะอวกาศทำได้ช้าเกินไปจนไม่สามารถเริ่มปฏิบัติการ DAM ได้ทัน ลูกเรือของสถานีอวกาศจะต้องปิดประตูหน้าต่างทุกบานบนสถานีและย้ายไปอยู่ในยานอวกาศโซยุส เพื่อที่ทั้งหมดจะได้หลบหนีได้ทันทีหากว่าการปะทะนั้นทำให้เกิดอันตราย การอพยพสถานีบางส่วนเช่นนี้เคยเกิดขึ้น 2 ครั้ง คือวันที่ 6 เมษายน 2003 และ 13 มีนาคม 2009^[147]

การแผ่รังสี

เมื่ออยู่ในอวกาศ นักบินอวกาศจะได้รับรังสีจากการแผ่รังสีคอสมิกในระดับที่สูงกว่าปกติเนื่องจากไม่มีชั้นบรรยากาศของโลกช่วยปกป้อง ลูกเรือของสถานีอวกาศนานาชาติจะได้รับรังสีราว 1 millisievert ในแต่ละวัน หรือเทียบเท่ากับการที่เราได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดรังสีปกติบนพื้นโลกในเวลา 1 ปี^[155] ซึ่งส่งผลให้นักบินอวกาศมีโอกาสเป็นโรคมะเร็งมากกว่าปกติ การแผ่รังสีในระดับสูงนี้ยังสามารถทำลายโครโมโซมของลิมโฟไซต์ซึ่งเป็นเซลส์สำคัญต่อระบบภูมิคุ้มกัน การที่เซลส์ถูกทำลายจึงทำให้นักบินอวกาศมีภูมิคุ้มกันต่ำกว่าปกติ เมื่อเวลาผ่านไปนานๆ ภาวะภูมิคุ้มกันต่ำสามารถส่งผลให้เกิดการแพร่ระบาดของโรคในหมู่ลูกเรือได้ โดยเฉพาะเมื่ออยู่ในพื้นที่จำกัด การแผ่รังสียังทำให้นักบินอวกาศมีโอกาสเป็นต้อกระจกสูง การใช้อุปกรณ์ป้องกันการแผ่รังสีร่วมกับยาสามารถช่วยลดความเสี่ยงลงไปในระดับที่ยอมรับได้ แต่การได้รับรังสีในระยะยาวทำให้มีความเสี่ยงเพิ่มขึ้น^[33]

แม้จะมีความพยายามพัฒนาเกราะป้องกันรังสีให้แก่สถานีอวกาศนานาชาติ ดีขึ้นกว่าสถานีอวกาศรุ่นก่อนๆ เช่น เมียร์ แต่ระดับของรังสีภายในสถานีก็ยังไม่ค่อยลดลงมากนัก นักวิทยาศาสตร์เห็นว่ายังต้องมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากกว่านี้ก่อนที่การเดินทางระยะยาวในระบบสุริยะจะเป็นไปได้^[155]

• สถานีอวกาศสกายแล็บ
• สถานีอวกาศมีร์

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ สถานีอวกาศนานาชาติ

เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของสถานีอวกาศนานาชาติที่ร่วมมือกับองค์กรอวกาศต่างๆ

• NASA เก็บถาวร 2009-09-16 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• RSC Energia เก็บถาวร 2008-06-22 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• Roskosmos เก็บถาวร 2007-10-12 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน (รัสเซีย)
• องค์การอวกาศแคนาดา
• องค์การอวกาศยุโรป
• องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น เก็บถาวร 2013-10-12 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• องค์การอวกาศอิตาลี เก็บถาวร 2015-05-24 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• องค์การอวกาศบราซิล (โปรตุเกส)

สื่อเคลื่อนไหว

• NASA's ISS interactive reference guide เก็บถาวร 2007-10-27 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• NASA's ISS image gallery search page เก็บถาวร 2008-05-26 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• ตำแหน่งปัจจุบันของสถานีอวกาศนานาชาติ เก็บถาวร 2007-04-08 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• ISS WebCam เก็บถาวร 2009-03-12 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน