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國際空間站源于1984年時任美國總統里根首先提出來的永久載人空間站計劃。日本、加拿大、歐空局等國家和機構于1988年正式加盟該計劃，將其命名為自由號空間站。1993年12月正式邀請俄羅斯加盟，并更名為國際空間站。
國際空間站以美國和俄羅斯為首，包括加拿大、日本、巴西和歐空局（11個國家，正式成員國有比利時、丹麥、法國、德國、英國、意大利、荷蘭、西班牙、瑞典、瑞士和愛爾蘭）共16個國家聯合建造。
國際空間站的建造分三個階段進行。
第一階段（1994年～1998年）——準備階段。從1994年至1998年，美、俄兩國完成航天飛機與和平號空間站的9次對接飛行。美國航天員累計在和平號空間站上工作2年，取得了航天飛機與空間站交會對接以及在空間站上長期進行生命科學實驗、微重力科學實驗和對地觀測的經驗。
第二階段（1998年～2001年）——初期裝配階段。1998年11月20日，俄羅斯用質子號火箭將國際空間站的第一個部件——曙光號多功能貨艙發射入軌，拉開了國際空間站在軌裝配的序幕。到2001年7月12日，美國和俄羅斯等國經過航天飛機、質子號火箭等運輸工具15次的飛行，完成了國際空間站第二階段的裝配工作。
第三階段（2001年～2011年）——最終裝配和應用階段。2011年5月，奮進號航天飛機將國際空間站最后一個組件運到太空，航天員通過出艙活動，完成了與空間站的組裝，標志著長達13年的國際空間站建造工作正式完成。
國際空間站總質量約438噸、長108米、寬88米、軌道高度397千米、可載6人。國際空間站結構復雜，規模大，由航天員居住艙、實驗艙、服務艙、能源艙、桁架、太陽能電池帆板等組成。
國際空間站設計壽命為10～15年，采用“邊建造、邊應用”的模式，其上的基礎研究工作從2000年已經開始。根據美國現任總統奧巴馬的建議，國際空間站的使用壽命至少延長到2020年。
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