里根总统于1984年1月在“国情咨文”中要求航宇局以80亿美元研制一个永久空间站，力争在哥伦布发现新大陆500周年的1992年问世，并邀请欧空局、加拿大以及日本参加共同研制和利用国际自由空间站。里根总统把建立第一个永久载人空间站看作是促进美国科学研究、通信、金属制造以及生产地球上不能生产的拯救人类生命药物等的动力。里根总统提出的这一新的空间计划是美国仅次于“阿波罗”登月计划的90年代最大载人空间飞行计划。美宇航局局长亲自出马，频繁地与国际伙伴——欧空局、日本和加拿大进行4年马拉松式的谈判和争论，时而达成双边谅解备忘录，时丽提出新的要求和意见。美国同欧空局的争执此起彼伏，并因美国国防部在1986年底提出的军用空间站计划，引起伙伴之间极大不满。最后，美国国务脘出面协商，使国防部做出让步，在空间站投入实用两年内不作军用，但坚持进行有限的军用试验，并保留使用空间站的权利。1987年10月，欧空局11个成员国政府代表、加拿大政府部长以及日本科技厅长官代表各自政府，同美国政府代表在华盛顿正式签署一项多国合作研制和利用美国自由空间站协议。此项计划研制费从80亿美元增加到145亿美元，美国承担85亿，制造主站、起居舱、工作舱、实验舱以及一个极平台；欧空局以35亿美元研制哥伦布轨道站、有人照顾的自由飞行器和欧洲极轨道平台（既能与自由空间站对接，也可自主飞行，美国也能利用），欧空局将分担运输费。据美航宇局估计，从1995年中期分批运到轨道上组装，从1996年开始不定期住人飞行，到2000年才永久住人，研制费用共需300亿美元，每年载人费用约20亿美元，到2027年实用费450亿美元，加上研制费和组装费总数达840亿美元。国际自由空间站费用确实惊人。
由于费用不断增加，美国国会要求航宇局重新进行设计，从1988年开始研制，采用“双龙骨”构架，从原版154米缩小到91米，从原重230吨改为135吨。这样一来，和前苏联1986年2月人轨的“和平”号站差不多。主站体中心有9个加压舱，呈四方形，加压舱中间有通道相连，每个加压舱3.65米，直径2米，全部舱由铝制成。美国实验舱与居住舱原长13.6米，现剃、到8.9米，直径4.6米不变，另外两个舱是欧空局“哥伦布”号轨道站和日本实验舱。美国还有两个小后勤舱，长7.3米，一个舱与空间站对接，加一个备用。
“自曲”号空间站原计划有8名宇航员工作，现改为4名，其中2名留给欧空局和日本（欧洲和日本开始建立宇航员培训中心），加拿大可能有1名宇航员轮换，每90天换新宇航员。空间站结构上有5个平台，装备直接暴露于空间的仪器，加拿大提供的移动服务中心，即新的操作臂，由宇航员遥控使用。
居住舱内是氧（20％）和氮（80％）的混合气体；气压接近海平面压力（1千克／米2）。航天飞机定期运输氧气、饮用水和食物。洗漱水、粪便和尿经一个闭合回路再循环处理。“自由”号空间站原设计有8个太阳电池翼，现改为6个，用户可自由使用30千瓦，空间站总功率低于75千瓦，还有50千瓦氢镍蓄电池，处于地球阴影时备用。
新的设计取消至少10项站外科学实验，限制宇航员站外活动次数；数据传输速率从300兆比特／秒减少到50兆比特／秒。根据原计划，航天飞机需运输28次，现改为19次运完。把组成“自由”号空间站的9个加压舱、太阳电池翼板运到410千米轨道上，由先进而灵括的空间机器人组装，宇航员指挥操作。空间站于1996年借助自己的推力器推到460千米、28.5度倾角圆轨道运行。国际“自由”号空间站的设计寿命是30年。它的空间环境是微重力环境，有利于空间科学研究和生命科学研究、加工材料、生产地球难以获得的高纯度材料以及药物制品。“自由”号空间站不仅是一个对准地球的大型空间平台，而且也将成为飞向月球和火星的载人空间基地。
美航宇局哥达德空间飞行中心提供空间站使用的飞行遥控自动化服务车，负责安装、维修工作和服务于各对接的舱内工作，同时利用加拿大造的移动服务中心，还与往返天地间的航天飞机运输任务结合。日本实验舱将采用人工智能系统判断和排除故障，日本认为人工智能对有效地利用“自由”号空间站是不可缺少的。欧空局“哥伦布”站与空间站对接后，也准备使用机器人，还有欧洲极平台和有人照顾的自由飞行器与之对接，也可自主飞行。1990年7月，欧空局委员会决定研制欧洲第一个极平台，选定法国马特拉公司设计1.7吨重平台，于1997年用“阿里亚娜-4”或“阿里亚娜-5”发射，与欧洲“哥伦布”站对接。实际上，平台就是遥感平台，置放各种遥感器，观测海洋、监视冰情、大气污染、气候变迁，以及勘测地球资源，功率为2500瓦。平台有一个服务舱，可作为军用侦察平台。
美航宇局从1988年起为国际“自由”号空间站研究应急逃逸宇宙飞船，又称为“乘员应急返回飞行器”，估计耗资20亿美元。在空间站时代，要力求安全第一，以免发生不测的空难。
国际航天站
1981年航天飞机试飞成功后，美国航宇局便在酝酿宏伟的航天站计划，提出了“大型载人航天操作中心”、“大型轨道结构”等许多构想，1983年还成立了一个60人的特别工作委员会，研究航天站的用途。
1984年1月25日，美国总统里根批准建造永久性航天站的计划，要求在10年内建成，取名“自由”号。
大概是因费用庞大，美国邀请日本、加拿大和西欧盟国参加，但盟国却心存疑惑。计划难以进展，迫不得已，里根总统于1987年4月宣布缩小规模，推迟到1994年建成。1988年1月与盟国达成协议，改为“单龙骨”结构，1996年建成。但实际进度到时只能完成第一阶段的工程。而且核算表明，到完成2/3工程时，维护工作量就已超过所能负担的极限。不得已再次缩小规模，推迟到1997年建成。
苏联解体、“冷战”结束，由于失去“冷战”的动力，众议院拨款小组的政治家们更在1991年5月拒绝拨款，建议取消计划。这引起盟国的担心和不满。同年6月，经激烈辩论，众议院决定在92财年拨款19亿美元。这简直是杯水车薪，因为这时估算，完成整个计划需要近1200亿美元。1992年10月，布什总统批准拨款21亿，并强调建造航天站是实现航宇目标“一个不可少的步骤”。
1993年3月，克林顿总统要求重新设计方案，并确定其性质是“单纯的太空科学实验室”。
由于俄罗斯无钱建造新的航天站，美国则想借助俄罗斯的载人航天技术，两个前“冷战”对手于1993年9月签订协议，在各自现有航天站基础上，建立包括欧洲航天局、日本和加拿大部件的“阿尔法国际航天站”，后定名为“国际航天站”。
太空发电站
多少年来，科学家们一直在设法寻找一种既清洁又取之不尽的能源。他们认为，最好的办法是向太空要电能，建立一个沿着地球轨道运行的太空电站，通过光电板吸收太阳辐射，然后以微波形式把这些吸收的能量发往地球。
如今，一个命名为SPS2000的太阳能卫星计划的实施，将使这一设想变成现实。这颗卫星呈等边三棱柱状，边长336米，高303米，重240吨，三棱柱的两面覆盖着由硅构成的太阳能板，另一面安装着向地球输送微波的天线。
这所电站，实际上是一颗能产生1万千瓦电能的巨型卫星。
太空望远镜
最早的太空望远镜是“哈勃”太空望远镜，它于1990年4月20日，由航天飞机载上太空，开始了为期15年的探索宇宙秘密的使命。这架太空望远镜价值15亿美元。
由于太空望远镜运行在数百千米的地球轨道上，地球大气对天文观测的一切干扰都摆脱了，所以，它的威力将远远超过地面上所有光学望远镜。当然，这个太空望远镜高超的图像分辨能力，超距离的观察范围，处理资料的惊人速度是任何望远镜也无法代替的。美国帕洛玛山天文台上的海尔望远镜，口径达5米，能够观测到20亿光年之远的天体。太空望远镜的口径虽然只有2.4米，却能观测到140亿光年之遥的天体，而且其分辨能力比在地面观测要高10倍。海尔望远镜只观测到23等星，而太空望远镜却能观测到29等星的暗弱天体。23等星相当于在500千米高的夜空中观察地球上点燃的一支蜡烛。
假如说，17世纪伽利略望远镜的问世是天文学发展史上的第一个里程碑，那么，太空望远镜的诞生就是天文学发展史上的第二个里程碑。
由太空望远镜所摄取的光和其他辐射都是几百万年甚至几十亿年以前从遥远的星系到达近地空间的，所以，太空望远镜观察到的宇宙，等于把人类带到若干世纪以前的时代。千万不要忘记，它所获得的一切信息，都是几百万年甚至几十亿年以前星系活动的真实记录。
航天服
从功能上讲，宇航服其实就是个小太空舱，外壳具有伸缩性，里里外外总共有10～20层，重达50多千克，且每层之间还要用防热的玻璃纤维布衬着。因为太空里有很多岩石，如果衣服太薄，就很容易被割破。只有厚衣服才能抵御宇宙线辐射和高温，以免身体被灼伤。
由于要让宇航员穿着航天服能进食和大小便，手腕和双膝等关节部位能弯曲伸缩等等，因此航天服内的各种管线纵横交错。这些管子有的负责送空气，有的负责送水。衣服上还有加压设备，让宇航员感到一点儿重量，免得身体血液在没有压力的情况下沸腾起来。此外，航天服上还有一个圆形透明的头盔，可以挡住红外线。
在航天服的背上还有一个大背包，它在各个方向上安装有喷嘴，利用它向不同方向喷气所产生的反作用力，可以使宇航员前后左右上下自由运动。