从第一个航天员加加林上天到现在，世界载人航天的发展基本上是沿着载人飞船、试验性空间站、实用型空间站、航天飞机和长久性空间站的道路前进的。其中载人飞船和航天飞机是天地往返的运输器，主要用于为在太空长期运行的试验性空间站、实用型空间站和长久性空间站提供各种运输服务；试验性空间站主要用于试验实用型空间站和长久性空间站的有关技术，为建造实用型空间站和长久性空间站打基础，后者则是开发太空资源的主要太空基地。
到目前为止，苏联(俄罗斯)、美国和欧空局这三个航天大国和组织都经历了先研制试验性空间站、再建造实用型空间站和长久性空间站的发展过程。它表明，研制试验性空间站是建造空间站重要前提和技术保障，也可以说是必由之路。
关于空间站的概念，1985年12月出版的《中国大百科全书》(航空、航天卷)的定义是：可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天器；2002年1月出版的《国防科技名词大典》的定义是：具备一定试验或生产条件，可以供航天员工作和生活的长期在轨运行的航天器。
空间站与宇宙飞船和航天飞机相比具有许多特有的优点，比如规模大、电源充足、在轨道上运行时间长、试验设备可以不断扩展等等。因而它受到前苏联、美国、西欧、日本等国家和组织的重视，成为争先恐后的发展目标。
然而，由于这些国家和组织在空间站的发展途径上采取了不同的模式，所以后来出现了差异甚大的不同结果。
苏联的“三步曲”
苏联于20世纪60年代末开始把发展空间站作为未来航天计划发展的核心和一项国策。这样做不是偶然的，其不可忽视的一个原因是在同美国竞赛，但这个原因随着东西方关系的缓和逐渐降为次要地位。另一个原因则是航天技术的应用，苏联政府始终认为，只有空间站才能在轨道上长期停留，从而保证航天员在太空中长期生活和工作，完成大量人造卫星和载人飞船所不能完成的任务，充分开发和利用空间资源，例如可用空间站进行长时间对地观测和天文观测、太空科学研究、微重力材料加工实验、生物制品生产和大型空间结构的组装；另外，空间站还可以执行军事侦察、预警、导航和通信等多种任务，这也是前苏联和美国都十分关心的问题。为了更远期的目标，如太空工厂、太空移民等，建造近地空间站也是必要的基础步骤。勃列日涅夫本人就曾强调指出：“苏联科学界认为，建造航天员轮流居住的空间站是人类进入太空的途径。”
在空间站的具体实施上，苏联采取了慎重稳妥和循序渐近的方式，最大限度地利用成熟技术，结果在空间站领域技高一筹，获得成功。因此，这种方式很值得研究、参考和借鉴。苏联发展空间站采用三步曲：首先是陆续发射5个试验性空间站，主要用于试验空间站的有关技术；取得一定经验后，发射单模块舱段式实用型空间站，开展了一些科技研究和实验；在这个基础上最终建造出多模块积木式长久性空间站。
(1)试验性空间站
1971年至1977年，苏联先后发射的礼炮－1～5号试验性空间站，其质量为18～18.9吨，工作舱容积85立方米。它们具有试验性质，载人的时间和本身的寿命都不长，最长的礼炮－4号在轨运行770天。这五个试验性空间站共与飞船对接12次，失败4次，总运行天数1580天，总载人天数190天。
其主要特征是其上仅有一个对接口，每次只能对接一艘客货两用飞船(运送往返人员和少量物品)，因而室内的科研仪器和主要物品均是在发射前就装入了，很难补给，这就限制了载人航天的时间和试验性空间站的寿命，但它们解决了许多有关的重大科技问题。例如，证实了在太空也和在地面一样，有必要把住房、工作场所与交通工具等按各自的特点分别建造，这样才能解决相互间的束缚，获得高效率；人在太空的人造环境中呆上若干天，可用轮换航天员的办法使空间站的利用率大为提高；试验性空间站即使是短暂性的，也比其他航天器有较大进步。
苏联的试验性空间站采取了如下设计原则：简单性，这样可以大大缩短研制时间；通用性，尽可能采用已有的且比较成熟的技术，以较少的风险获得较大的成就；渐改性，努力使试验性空间站具有较大的发展潜力。
(2)实用性空间站
1977年和1978年，质量均为19吨的苏联“礼炮”－6和“礼炮”－7号实用性空间站分别入轨。这两个空间站除要解决进一步提高安全性和可靠性问题外，另两项重大的变化是长寿命和扩展应用领域，为此采取了多种措施。
试验和实际运行表明，由于“礼炮”号系列试验性空间站采用低轨道，所以为了克服大气阻力要进行轨道调整，但必须以消耗更多的推进剂为代价。如果其轨道高度保持在250公里，每年消耗推进剂为4.75吨；如果其轨道提高到350公里，则推进剂消耗只有600公斤。为此，“礼炮”－6、7号实用性空间站都采用了这种较高的轨道。
另外，为了更大限度地提高寿命，“礼炮”－6、7号实用空间站具有两个对接口，可同时接纳两艘飞船，即送人与运货可以分开。这样能大大延长空间站在轨寿命和航天员在轨时间。运货的对接口主要用于为空间站在轨加注燃料。为此，苏联专门发展了进步号货运飞船。它是在联盟号的基础上改制而成的，里面的贮箱可装1吨推进剂。它的总重量在7吨左右。在正式使用之前，进步号飞船在70年代中期进行了两次发射试验。
在“礼炮”－1～5号试验性空间站中，寿命最长的“礼炮”－4号工作了两年多时间，而“礼炮”－6、7号实用性空间站分别运行了约5年和9年。曾有16艘“联盟”号载人飞船、4艘“联盟”T载人飞船和12艘“进步”号货运飞船与“礼炮”一6号对接，其中失败两次；共有33名航天员进入“礼炮”－6号，其中“联盟”－32号飞船与该站对接时间最长，达175天；该站总载人678天。“礼炮”－7号共接待10批27名航天员，其中“联盟”－10号乘员组创造了连续在轨逗留237天的新记录；航天员在站上进行了120多项实验，共拍摄10000张地球和天空照片，极大地丰富了空间科学研究的资料库。
这两个空间站的建造目的和所完成的任务与试验性空间站也有较大不同，前者进行了大量对地观测、空间材料加工、生命科学、天文和地球物理学等研究。站上新增加的专用设备主要有地球资源照相系统，它能够多路实时传送资源信息；广角对地观测系统；全波段大气数据望远镜，可应用于气象观测和天文观测。此外，还有恒星望远镜、零重力实验系统和生物实验装置等。
(3)“礼炮”系列空间站的特点
“礼炮”系列试验性空间站和实用性空间站大量应用了“联盟”飞船
的技术和成果。在20世纪60年代后期，“联盟”飞船的设计和飞行，为“礼炮”系列试验性空间站和实用性空间站奠定的重要基础，其主要技术成果有：生命保障系统、轨道机动及姿态保持动力系统及动力系统、轨道对接技术以及控制技术等，还有为“联盟”飞船发展的太阳电池电源系统也被用在“礼炮”上了。这些基本设备和系统几乎可以不必作很大改动就可以直接用于“礼炮”上，因此不需要重新发展高难度技术。此外，为了缩短研制时间，“礼炮”采用比较简单的外形结构，实现比较容易，体积也尽可能适应现有运载火箭运载能力。这样难度和风险又进一步减少。
它们均采用舱段式构型，即由几个不同形状和尺寸的舱段组成一个整体，所有的仪器设备只能装在舱段内和舱段外表面。每个空间站包括居住舱、实验舱、资源舱、对接过渡舱和气闸舱等，其中居住舱内有卧室、餐厅和卫生间，是航天员生活和休息的场所；实验舱内安装各种实验设备和观测装置，是航天员进行实验研究和对地对天观测的场所；资源舱用来安装推系统，气瓶水箱和电源设备等，为整个空间站提供动力和电源；对接过渡舱有两个对接口，可同时停靠两艘载人飞船或其他航天器；气闸舱是航天员在轨道上出入空间的通道。
舱段式空间站都是以圆筒形压力舱作为结构基础，一般是由运载火箭一次发射入轨，入轨后太阳电池阵等部件自行展开投入工作。工作正常后再由载人飞船或航天飞机把人送往空间站上。其特点是所用硬件少，压力舱容积大，可进行大量舱内实验；空间站主体对地定向，故便于对地观测；最主要的长处是不需要航天员出舱组装。其缺点是太死板，不够灵活，很难改变形状，尤其在压力舱出现重大故障需取下来才能修理时是很困难的；太阳电池阵的可展开面积小，输出电力受到限制；控制系统设计比较复杂，需细心建立结构数学模型和设计控制软件。
这种设计思想使“礼炮”系列试验性空间站和实用性空间站外形简单，容易实现，所有硬件少，造价较低，可以用质子号运载火箭一次发射入轨。它除了具有投入工作迅速的优点外，也不需要在轨道上对接组合或装配大型系统的复杂过程，因而风险和难度都比较小，安全性较高。不过，其缺点也十分明显，如规模小、不易扩展，从而大大限制了有效载荷的规模。由于所有仪器设备只能布置在舱段内，很难合理地布置站上的分系统和有效载荷，不同性质的载荷不能做到相互独立。而且由于各种载荷的安装十分紧凑，也使得出现重大故障时系统很难修理或更换。
“礼炮”系列试验性空间站和实用性空间站只能利用在苏联国土的7个地球站和12艘测量船进行测控和通信，每绕地球一圈，只能与地面通信15～20分钟，因此它们的管理和使用具有较大的局限性。
按照设计，“礼炮”系列空间站有些系统的逻辑功能(如供电系统的工作方式切换)需要由地面指令或航天员操纵来控制。在不载人运行期间，一旦与地面失去联系，空间站的供电系统便会以无法预料的方式工作，“礼炮”－7号就曾出现过这类问题。当时空间站上所有的系统均供电不足，站内温度降到零度以下，气体组分控制系统停止工作，水和食品都已结冰，情况十分危急，后来经过在轨维修才恢复正常。这次修理是一次壮举，反映了苏联在空间与“死”站对接、手动交会等方面已具有很高的能力，同时也说明苏联在空间救援上迈出了一大步。“礼炮”－7号的这次事故也说明它在设计上存在较大漏洞，需要得到解决。新一代多模块积木式长久性空间站正是在这种背景下问世的。
(4)长久性空间站
多模块积木式长久性空间站是舱段式空间站的合理发展，其每个舱段都有独立的电源及控制系统，因而比较灵活，具有功能强、使用范围广等特点，部分解决了单模块舱段式空间站存在的问题。苏联1986年开始建造的“和平”(Mir)空间站就是采用这种构型。
“和平”空间站最主要的特点是虽然其核心舱仍属舱段式构型，但有6个对接口，这6个对接口除用于对接飞船外，还对接了5个实验舱，总质量116吨，体积400立方米。
与“礼炮”系列空间站相比，“和平”空间站的改进十分明显。①对接口由2个增加到6个，从而大大提高了空间站的工作能力。②电功率增加。首次使用了大面积砷化钾高效太阳电池，包括3个太阳电池板，总面积98平方米，能提供电能10.1千瓦，比礼炮号增加2倍。③设备自动化程度很高。站上装有8台计算机，它们控制各种系统和装置的工作，控制空间站的姿态和轨道。④装有遥控机械臂。它有效地解决了实验舱难以在侧向停泊对接口归位的问题。⑤改善居住条件。空间站的核心舱内基本上不装科学设备，主要安装控制台、生命保障系统、身体锻炼设施、生活用品和休息室，科学设备都装在实验舱内。⑥实现与地面进行实时通信。⑦改进了推进剂贮箱加注设备。它使进步号货运飞船可向其自动加注燃料。⑨应用范围广。
为支持“和平”号的长期载人航天活动，每年要向它发射二三次载人飞船，五六次货运飞船，运送补给品和仪器设备10～12吨。
其不足之处是增加了每个舱段的复杂性。各舱之间过于紧凑，相互有一定影响，特别是站上太阳能电池板很难安排，易被遮掩。(未完待续)
责任编辑：思 宇