歴代の宇宙ステーション。2022年現在はISS とCSS が運用中である 宇宙ステーション （うちゅうステーション、英 : Space station 、露 : Орбитальная станция 、中 : 空间站 ）は、地球 の軌道 上などの宇宙空間 にあり、人間 がそこで生活し続けられるように設計されている人工天体 のことである。
宇宙ステーションは、広義には宇宙船 の形態の一種である。しかし単独で機能する有人宇宙船と違い、必ずしも宇宙飛行士を載せた状態で打ち上げられたり、推進・着陸のための設備を持つとは限らない。主として長期にわたる軌道上の生活に特化して設計されているものを指す。地球と宇宙ステーション間で人員や物資を輸送するには、そのための機能を持った有人宇宙船や補給船 が別個に必要となる。
これまでに実現した宇宙ステーションは全て地球の衛星軌道 上に建設されており、科学研究、特に長期の宇宙滞在における人体への影響の研究などを目的としている。また、一部は軍事ミッションを行っており、武装が施されていたものも存在した。
衛星軌道上を運行するステーション内部は無重力状態 となるので、乗員の宇宙飛行士達は船内で浮いた状態で生活する。船内を歩く必要がないため、内壁は様々な機器で埋め尽くされている。
旧ソ連 （後のロシア ）では、宇宙ステーションを以下の3つの世代に分類していた。
第1世代
搭乗者の入れ替えや補給が想定されていない滞在期間の限られた宇宙ステーション。 第2世代
帰還用の宇宙船をドッキングした状態で、交代要員の乗った宇宙船や物資の補給船とのドッキングを可能とし、ステーションを無人にすることなく、常時活動できる宇宙ステーション。 第3世代
多数のドッキングポートを有し、複数の異なる機能を持ったモジュールから構成される大型宇宙ステーション。
サリュート ソビエト連邦 の宇宙ステーション。世界で初めて打ち上げられた宇宙ステーションであり、1号から7号までが建造された。1971年 から1985年 まで運用。1991年 に最後の7号が大気圏に再突入した。
アルマース 軍事目的で建造された2・3・5号の別称、自衛用に機関砲 を装備していた。
コスモス557号 本来は3番目のサリュートであったが、故障により目的軌道への投入が不可能となり、宇宙ステーションとして運用されないまま大気圏に再突入した。既に西側諸国 のレーダーに捕捉されていたため、コスモス衛星 と偽装している。 スカイラブ1 アメリカ の宇宙ステーション。1973年 から1974年 まで運用。4度の打ち上げが行われたが、スカイラブ1以降の2号から4号はスカイラブ1への往復に用いられる有人宇宙船である。1979年 に大気圏に再突入した。 ミール ミール サリュートの後継として開発されたソビエト連邦の宇宙ステーション。1986年 から1999年 まで運用。複数のモジュールからなる初の宇宙ステーションで、打ち上げ以降も多数のモジュールが追加され、最終的に7つのモジュールから構成された。
2000年 に商業利用用に大規模修理を受けるが、後に廃棄が決定され、2001年 に大気圏に再突入した。天宮1号 中国 の宇宙ステーション試験機。本格的な宇宙ステーション建造のための試験機であり、主目的はランデブー・ドッキング技術の習得であることから「目標飛行器（ターゲット機）」と位置付けられた[ 1] 2011年 9月に打ち上げられ、2012年 6月以降2度の有人運用を行った。2013年 6月に帰還した神舟10号が最後の有人ミッションであり[ 2] 2016年 3月に機能を喪失[ 3] [ 4] 天宮2号 中国 の宇宙ステーション実験機で、宇宙実験室と位置付けられている。1号の改良型（8.6トン級）で、滞在期間の延長や実験設備の改良が行われている。2016年 9月に打ち上げられた。同年10月18日に神舟11号 がドッキングし、1カ月間の有人運用を行った[ 5] [ 6] 2017年 4月に新型の無人補給船の天舟1号 による補給ミッションが行われた[ 7] [ 8] ジェネシス ビゲロー・エアロスペース 社の宇宙ステーション試験モジュール。2006年 7月にジェネシスI 、2007年 6月にジェネシスII が打ち上げられた。民間によって初めて軌道上に投入された宇宙ステーションで、軌道上で無人試験を行うのためのモジュール[ 9] NASA のトランスハブ の設計を基にした膨張式モジュールを採用しており、その技術は後にISSのBEAM へと活かされた。
国際宇宙ステーション (ISS)国際宇宙ステーション 1984年 にアメリカで構想されたフリーダム宇宙ステーション 計画をベースに、ロシアのミール 2（後のズヴェズダ）や新型宇宙ステーション（後のザーリャ）、ヨーロッパ 各国や日本 で計画されていたモジュールを統合して、再設計された複数モジュールからなる世界最大の宇宙ステーション。アメリカ、ロシア、カナダ 、日本、欧州宇宙機関 （ESA）加盟の各国（ベルギー 、デンマーク 、フランス 、ドイツ 、イタリア 、オランダ 、ノルウェー 、スペイン 、スウェーデン 、スイス 、イギリス ）の15カ国が共同で開発（他にブラジル がNASAを介して間接的に協力）しており、主要な研究機関としてアメリカ航空宇宙局 (NASA)、ロシア連邦宇宙局 (RFSA)、日本宇宙航空研究開発機構 (JAXA)、カナダ宇宙庁 (CSA)、ESAが参加している。
1998年 の打ち上げから始まった建設開始以降、現在も運用中。地球から国別に打ち上げられた50以上のモジュールやパーツから構成されており、その総重量は約420トンにも及ぶ、地球軌道上最大の人工物である。一応の完成を迎えて以降も内・外装機器の更新・変更、モジュールの追加が随時行われてはいたが、老朽化などの理由により2030年に運用終了する予定。中国宇宙ステーション (CSS)中国宇宙ステーション 中国 の宇宙ステーション。天宮シリーズの完成型で、2021年 より運用が開始されている。定員3名、最大6名の宇宙飛行士が滞在できる。5個のドッキングポートを持つコアモジュール「天和 」に実験モジュール「問天 （英語版 ） 夢天 （英語版 ） 神舟 」2隻と無人補給船「天舟 」がドッキングする。総重量100トンと旧ソ連のミール に匹敵する規模であり、今後の拡張の余地も残されている[ 10]
2021年 4月29日に最初のモジュール「天和」が長征5号B で打ち上げられた。2021年6月には神舟12号 がドッキングし、有人運用が開始された[ 11] 2022年 10月には最後のモジュールが打ち上げられ、2022年 11月30日にドッキングした神舟15号 （英語版 ） 2022年 12月に建設が完了した[ 12] [ 13] [ 14] [ 15]
月軌道プラットフォームゲートウェイ (LOP-G)月軌道プラットフォームゲートウェイ アメリカ のNASA が主導する月の軌道 又は月周回軌道 への新しい宇宙ステーションの建設計画。2020年代に建造開始を予定している。規模としてはミニチュアサイズで、滞在可能な宇宙飛行士は4人。構成モジュールも「電力・推進力」「居住」「輸送」「エアロック」の4基とシンプルになっている。成功すれば最も地球から離れた場所に設置された宇宙ステーションとなり、さらに2030年代予定されている火星有人探査に使用される大型宇宙船深宇宙輸送機 (DST)（重量41トン、4人の乗組員が火星への往復4年間生活可能。使い捨てではなく、LOP-Gで乗員の入れ替えや物資の補給を行う事で再使用可能）の建造・試験・補給拠点としての利用が計画されている。 OPSEK ロシア が2010年代 に計画していた宇宙ステーション。2024年 のISS運用終了の前に、新たに幾つかのモジュール打ち上げ、ISSのロシアモジュールの一部として順次ドッキングする形で建造を行い、ISS運用終了時に構成要素となるモジュールをISSから切り離して、再構成することで単独の宇宙ステーションとなる。ISSに比べて小型になるが、機能的には同等の物を維持し、ミニチュア版といってもよいものを目指していた。後にロシアはISSに2028年 まで参加延長することを発表しており、ISSからモジュールを流用せず、周回軌道もISSと全く異なる新規の宇宙ステーション建造を検討している[ 16] 日本宇宙ステーション (JSS)
JAXA で構想している小型宇宙ステーション。ISS運用予定が短かった頃に構想されたもので、運用終了時に廃棄されるモジュールから設計上10年程度寿命の残っているきぼう を回収し、発展型HTV によって独自の居住モジュールやドッキングモジュール、太陽電池アレイ、推進モジュール（場合によっては打ち上げに使ったHTVの与圧キャリアや推進モジュールを流用する）を打ち上げ、組み合わせる予定であった。
日本は人工衛星や無人探査機はいくつも成功させているが、逆に有人での往還技術や長期間稼働できる生命維持システムを未だ持っていないため、構想の域を出ない。
2024年現在、JAXAはISSときぼうモジュール運用終了後の方針について、「日本独自の宇宙ステーションの建造」を選択肢としては検討しているものの、費用対効果などの観点から実現は困難とし、アメリカの商業宇宙ステーションへ日本の開発したモジュールを接続する形での低軌道有人活動の継続を目標としている。[ 17] [ 18] バーラティヤ・アンタリクシャ・ステーション （英語版 ） インドが独自に計画している20トンの小型宇宙ステーション。2019年にISRO から発表され、最初のモジュール打ち上げを2028年に予定している。最終的には2035年を目途に、複数のモジュールから成る35トンの宇宙ステーションへ拡張される予定。[ 19] [ 20]
3.7トンのカプセル型有人宇宙船ガガニャーンを発展させたもので、乗組員は2〜3名。常時の有人運用は想定せず、一度の滞在期間は15〜20日間ほど（微小重力での科学実験を行うには十分としている）だが、使い捨てではなく、宇宙船からの補給で数年に渡って使用できるという。 商業用宇宙ステーション
いくつかの民間宇宙企業 により、建造が計画されている。2021年 には、NASAがISS運用終了後を見据えた代替となる宇宙ステーションの確保を目的として、商用地球低軌道開発プログラム （英語版 ） [ 21] オービタル・リーフ （英語版 ） ブルーオリジン 社やシエラ・ネヴァダ・コーポレーション 社などが2020年代 後半の運用開始を目指し開発中の宇宙ステーション。膨張式モジュールによりISSと同規模の広さを持つ。ISS終了後の民間移管先となることを企図している。[ 22] アクシオム・ステーション （英語版 ） 現在ISSへの民間宇宙旅行を提供しているアクシオム・スペース が開発中の宇宙ステーション。2026年 に打ち上げ予定のAxH1（ハブ・ワン）モジュールを皮切りに複数のモジュールを接続していき、まずはISSの一部分（アクシオム軌道セグメント （英語版 ） [ 23] [ 24]
しかしISSの軌道離脱のためのモジュールを早期に結合するために計画が見直され、ペイロード・電力・熱モジュール「AxPPTM（Payload Power Thermal Module）」が最初に打ち上げられることになった。これはISSに結合したあと2028年に離脱する予定。そのうえで、最初に打ち上げるはずだったAxH1（HAB-1）が2番目のモジュールとして結合され、この時点（2028年）で独立した宇宙ステーションとして運用が可能になるという計画である。[ 25]
スターラブ （英語版 ） ボイジャー・スペースとエアバス が出資する合弁企業であるスターラブ・スペースが2028年 の運用開始を目指して開発中の宇宙ステーション。また、当初はCLDの資金提供を受け独自のステーション建造を計画していたノースロップ・グラマン も、補給船としてシグナス 宇宙船を提供する形で参画している。ISSの半分程度の容積を持つ単一の大型与圧モジュールと機械モジュールから成るステーションで、スペースX のスターシップ を用いて打ち上げられる予定。ステーションの運用目的については、観光ではなく研究と工業に特化した施設にするとしている。[ 26] [ 27]
ヘイヴン1 （英語版 ） アメリカの民間宇宙企業ヴァスト （英語版 ） 2025年 8月にファルコン9 ロケットでの打ち上げを予定しており、ステーションを回転させて月面レベルの人工重力を発生させる実験などを行うとしている。[ 28] [ 29]
ヘイヴン2 （英語版 ） ヘイヴン1を発展させたもので、2028年 の打ち上げを目指す。ヴァストはISSの後継と位置付けている。2つのドッキングポートを持っており、モジュールを追加できる。その後もモジュールが追加され、最終的には十字型の大規模なものになる予定。[ 30]
20世紀中に運用された宇宙ステーションはいずれも剛体 の外壁を持ったものだったが、2000年代以降は柔らかい素材で作られた膨張式の宇宙ステーション（膨張後はコンクリート並みの強度を持つ）の開発が進められている。この型式のステーションには、重量や価格に対して大きな居住スペースを確保できるという利点がある。ビゲロー・エアロスペース社が打ち上げた試験用の宇宙ステーションが膨張式の構造を採っているほか、NASAといった公的な宇宙開発機関でも検討が行われている[ 9] [ 31]
宇宙ステーションは自由落下 中であるため、そのままでは内部は無重量状態 （実際は微重力）である。そのため、長時間生活することによって筋肉 が衰えたり、骨 からカルシウム が溶け出したりするなどの悪影響が出る。また、無重量状態においては、気を付けていないとものが散乱してしまうため、ものの取り扱い、特に液体や粉末状の物などの取り扱いに十分な配慮が必要である。そこで遠心力を利用して、重力が発生しているのと同じような環境を作れるような宇宙ステーションが考案されている。
実験レベルでは国際宇宙ステーションでも遠心力で重力を生み出すモジュールセントリフュージ が予定されていた。これは実際に日本で開発が進んでいたが、運用するアメリカ側が2005年に中止を決定したため実用には至っていない。その後、国際宇宙ステーションでは新たに人工重力の評価実験を行うISSセントリフュージ デモンストレーション も構想されている。
SF 作品にはそのような施設が数多くあり、回転軸を中心にした、車輪状の形状をした宇宙ステーションが考案されている。SF映画『2001年宇宙の旅 』に出てくる宇宙ステーションがその代表的な例である。このタイプの宇宙ステーションは、スペースコロニー とも重なり、遠心力を擬似重力として利用した生活空間を内包する。
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プロトタイプ の宇宙ステーション
中国
ソ連/ロシア
アメリカ合衆国
インド
複数国
現役 引退
中止
開発中
コンセプト
1 無人 2 打ち上げ失敗 3 アルマース 軍事プログラムの一環
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