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国际空间站源于1984年时任美国总统里根首先提出来的永久载人空间站计划。日本、加拿大、欧空局等国家和机构于1988年正式加盟该计划，将其命名为自由号空间站。1993年12月正式邀请俄罗斯加盟，并更名为国际空间站。
国际空间站以美国和俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧空局（11个国家，正式成员国有比利时、丹麦、法国、德国、英国、意大利、荷兰、西班牙、瑞典、瑞士和爱尔兰）共16个国家联合建造。
国际空间站的建造分三个阶段进行。
第一阶段（1994年～1998年）——准备阶段。从1994年至1998年，美、俄两国完成航天飞机与和平号空间站的9次对接飞行。美国航天员累计在和平号空间站上工作2年，取得了航天飞机与空间站交会对接以及在空间站上长期进行生命科学实验、微重力科学实验和对地观测的经验。
第二阶段（1998年～2001年）——初期装配阶段。1998年11月20日，俄罗斯用质子号火箭将国际空间站的第一个部件——曙光号多功能货舱发射入轨，拉开了国际空间站在轨装配的序幕。到2001年7月12日，美国和俄罗斯等国经过航天飞机、质子号火箭等运输工具15次的飞行，完成了国际空间站第二阶段的装配工作。
第三阶段（2001年～2011年）——最终装配和应用阶段。2011年5月，奋进号航天飞机将国际空间站最后一个组件运到太空，航天员通过出舱活动，完成了与空间站的组装，标志着长达13年的国际空间站建造工作正式完成。
国际空间站总质量约438吨、长108米、宽88米、轨道高度397千米、可载6人。国际空间站结构复杂，规模大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱、能源舱、桁架、太阳能电池帆板等组成。
国际空间站设计寿命为10～15年，采用“边建造、边应用”的模式，其上的基础研究工作从2000年已经开始。根据美国现任总统奥巴马的建议，国际空间站的使用寿命至少延长到2020年。
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