1984年，當時的美國總統(tǒng)里根滿懷信心地宣布，美國要在10年內(nèi)，在太空建造一座永久性的大型空間站。這個計劃號稱20世紀最后的，也是最宏偉的航天工程。計劃提出伊始，即引起了全世界航天界以至整個科學技術(shù)界的矚目，帶動了歐洲和日本等國的載人航天熱。

美國打算通過永久性空間站的建造，繼60年代載人登月競賽的勝利和70年代航天飛機研制的成功，再一次向全世界顯示自己強大的科技、經(jīng)濟實力，繼續(xù)保持其航天技術(shù)的領(lǐng)先地位。

這個后來取名為“自由”號的空間站，就研制發(fā)射時間來說，并不是世界上最早的，但從規(guī)模上來說卻是最大的。它比美國1973年“天空實驗室”、前蘇聯(lián)70～80年代的“禮炮”號和現(xiàn)俄羅斯的“和平”號空間站，都大得多，因此功能也比較強。特SU是它將“長留太空，永遠不落”，并可與軌道上的空間平臺、軌道機動飛行器以及軌道轉(zhuǎn)移飛行器協(xié)同工作，互相配合，發(fā)展成多功能的綜合性空間基地。

里根總統(tǒng)于1984年1月在“國情咨文”中要求航宇局以80億美元研制一個永久空間站，力爭在哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸500周年的1992年問世，并邀請歐空局、加拿大以及日本參加共同研制和利用國際自由空間站。里根總統(tǒng)把建立第一個永久載人空間站看作是促進美國科學研究、通信、金屬制造以及生產(chǎn)地球上不能生產(chǎn)的拯救人類生命藥物等的動力。里根總統(tǒng)提出的這一新的空間計劃是美國僅次于“阿波羅”登月計劃的90年代最大載人空間飛行計劃。美宇航局局長親自出馬，頻繁地與國際伙伴——歐空局、日本和加拿大進行4年馬拉松式的談判和爭論，時而達成雙邊諒解備忘錄，時麗提出新的要求和意見。美國同歐空局的爭執(zhí)此起彼伏，并因美國國防部在1986年底提出的軍用空間站計劃，引起伙伴之間極大不滿。最后，美國國務(wù)脘出面協(xié)商，使國防部做出讓步，在空間站投入實用兩年內(nèi)不作軍用，但堅持進行有限的軍用試驗，并保留使用空間站的權(quán)利。1987年10月，歐空局11個成員國政府代表、加拿大政府部長以及日本科技廳長官代表各自政府，同美國政府代表在華盛頓正式簽署一項多國合作研制和利用美國自由空間站協(xié)議。此項計劃研制費從80億美元增加到145億美元，美國承擔85億，制造主站、起居艙、工作艙、實驗艙以及一個極平臺；歐空局以35億美元研制哥倫布軌道站、有人照顧的自由飛行器和歐洲極軌道平臺（既能與自由空間站對接，也可自主飛行，美國也能利用），歐空局將分擔運輸費。據(jù)美航宇局估計，從1995年中期分批運到軌道上組裝，從1996年開始不定期住人飛行，到2000年才永久住人，研制費用共需300億美元，每年載人費用約20億美元，到2027年實用費450億美元，加上研制費和組裝費總數(shù)達840億美元。國際自由空間站費用確實驚人。

由于費用不斷增加，美國國會要求航宇局重新進行設(shè)計，從1988年開始研制，采用“雙龍骨”構(gòu)架，從原版154米縮小到91米，從原重230噸改為135噸。這樣一來，和前蘇聯(lián)1986年2月人軌的“和平”號站差不多。主站體中心有9個加壓艙，呈四方形，加壓艙中間有通道相連，每個加壓艙3.65米，直徑2米，全部艙由鋁制成。美國實驗艙與居住艙原長13.6米，現(xiàn)剃、到8.9米，直徑4.6米不變，另外兩個艙是歐空局“哥倫布”號軌道站和日本實驗艙。美國還有兩個小后勤艙，長7.3米，一個艙與空間站對接，加一個備用。

“自由”號空間站原計劃有8名宇航員工作，現(xiàn)改為4名，其中2名留給歐空局和日本（歐洲和日本開始建立宇航員培訓中心），加拿大可能有1名宇航員輪換，每90天換新宇航員。空間站結(jié)構(gòu)上有5個平臺，裝備直接暴露于空間的儀器，加拿大提供的移動服務(wù)中心，即新的操作臂，由宇航員遙控使用。

居住艙內(nèi)是氧（20％）和氮（80％）的混合氣體；氣壓接近海平面壓力（1千克／米2）。航天飛機定期運輸氧氣、飲用水和食物。洗漱水、糞便和尿經(jīng)一個閉合回路再循環(huán)處理。“自由”號空間站原設(shè)計有8個太陽電池翼，現(xiàn)改為6個，用戶可自由使用30千瓦，空間站總功率低于75千瓦，還有50千瓦氫鎳蓄電池，處于地球陰影時備用。

新的設(shè)計取消至少10項站外科學實驗，限制宇航員站外活動次數(shù)；數(shù)據(jù)傳輸速率從300兆比特／秒減少到50兆比特／秒。根據(jù)原計劃，航天飛機需運輸28次，現(xiàn)改為19次運完。把組成“自由”號空間站的9個加壓艙、太陽電池翼板運到410千米軌道上，由先進而靈括的空間機器人組裝，宇航員指揮操作。空間站于1996年借助自己的推力器推到460千米、28.5度傾角圓軌道運行。國際“自由”號空間站的設(shè)計壽命是30年。它的空間環(huán)境是微重力環(huán)境，有利于空間科學研究和生命科學研究、加工材料、生產(chǎn)地球難以獲得的高純度材料以及藥物制品。“自由”號空間站不僅是一個對準地球的大型空間平臺，而且也將成為飛向月球和火星的載人空間基地。

美航宇局哥達德空間飛行中心提供空間站使用的飛行遙控自動化服務(wù)車，負責安裝、維修工作和服務(wù)于各對接的艙內(nèi)工作，同時利用加拿大造的移動服務(wù)中心，還與往返天地間的航天飛機運輸任務(wù)結(jié)合。日本實驗艙將采用人工智能系統(tǒng)判斷和排除故障，日本認為人工智能對有效地利用“自由”號空間站是不可缺少的。歐空局“哥倫布”站與空間站對接后，也準備使用機器人，還有歐洲極平臺和有人照顧的自由飛行器與之對接，也可自主飛行。1990年7月，歐空局委員會決定研制歐洲第一個極平臺，選定法國馬特拉公司設(shè)計1.7噸重平臺，于1997年用“阿里亞娜-4”或“阿里亞娜-5”發(fā)射，與歐洲“哥倫布”站對接。實際上，平臺就是遙感平臺，置放各種遙感器，觀測海洋、監(jiān)視冰情、大氣污染、氣候變遷，以及勘測地球資源，功率為2500瓦。平臺有一個服務(wù)艙，可作為軍用偵察平臺。

美航宇局從1988年起為國際“自由”號空間站研究應(yīng)急逃逸宇宙飛船，又稱為“乘員應(yīng)急返回飛行器”，估計耗資20億美元。在空間站時代，要力求安全第一，以免發(fā)生不測的空難。

“自由”號空間站的用途主要是作為永久性的軌道研究設(shè)施和工作設(shè)施專，從事各項太空研究屬和太空生產(chǎn)，當然，還有更重要的軍事用途。它將成為一個軌道實驗、組裝和修理中心，同時又是空間加工廠、觀測臺和太空驛站。它是由以美國為首、西歐、日本、加拿大等國參加合資營造的，將首先為這些國家服務(wù)。

“自由”號空間站的用途主要是作為永久性的軌道研究設(shè)施和工作設(shè)施，從事各項太空內(nèi)研究和太容空生產(chǎn)，當然，還有更重要的軍事用途。它將成為一個軌道實驗、組裝和修理中心，同時又是空間加工廠、觀測臺和太空驛站。它是由以美國為首、西歐、日本、加拿大等國參加合資營造的，將首先為這些國家服務(wù)。

按計劃，這個空間站建成后，可繞地運行30年以上，它的各種設(shè)施將隨著新任務(wù)、新技術(shù)、新系統(tǒng)的需要和可能而不斷地更新?lián)Q代。

這座空間站預(yù)計運行軌道為370～470千米高，傾角為28.5度的圓形繞地軌道。其構(gòu)造組件將由航天飛機一次一次地運送上去。但目前的航天飛機沒有與空間站的對接口，無法掛吊。因此，為空間站擔負運輸任務(wù)的航天飛機外形尺寸將有所改變，其中其貨艙長度將從目前的18.3米減至16.2米，縮減下來的2.1米將改為對接艙，以便與空間站對接。

“自由”號空間站空間站于1996年借助自己的推力器推到460千米、28.5度傾角圓軌道運行。它回的空間環(huán)境是微答重力環(huán)境，有利于空間科學研究和生命科學研究、加工材料、生產(chǎn)地球難以獲得的高純度材料以及藥物制品。“自由”號空間站不僅是一個對準地球的大型空間平臺，而且也將成為飛向月球和火星的載人空間基地。

“自由”號空間站的用途很廣，主要集中在三個方面：

一是利用空間站回上的微重力、答高真空、超低溫等特殊環(huán)境條件，加工生產(chǎn)地球上難以制造的高質(zhì)量的材料和產(chǎn)品，例如高純度金屬、高均勻的合金、泡沫金屬、復(fù)合材料和陶瓷材料等；作為電子工業(yè)細胞的高純度、大體積的半導(dǎo)體材料(砷化鎵、碲鎘汞等)以及利用電泳儀制取高純度的生物藥品。

二是進行生命科學研究，了解空間環(huán)境特別是失重環(huán)境對動物、植物和微生物的生命過程的影響；開展航天醫(yī)學研究，提高人對長期航天生活的適應(yīng)能力，為未來的載人行星際航行積累醫(yī)學、生理學數(shù)據(jù)。

三是充分發(fā)揮人的主觀能動作用和推理判斷能力，對地球上的自然環(huán)境和某些社會環(huán)境進行持續(xù)的、高效率的觀察與監(jiān)視。