É uma plataforma que permite a permanência, por períodos longos, de seres humanos no espaço. Serve como base para naves espaciais e é usada como laboratório para experiências científicas e observatório astronómico. Até agora as únicas estações espaciais existentes, Salyut e Mir (soviéticas) e Skylab (norte-americana), foram colocadas em órbita em torno da Terra. A Salyut I foi lançada em 1971 e pesava 18.600 Kg. Três dias depois, recebeu a visita da nave espacial Soyuz 10, com três astronautas a bordo. Os soviéticos lançaram outras seis estações espaciais da mesma série. A Salyut 6, em órbita por cinco anos, recebeu a visita de inúmeras tripulações, inclusive de astronautas estrangeiros, incluindo cubanos, franceses e indianos. A bordo da Salyut 7, três astronautas estabeleceram o recorde de permanência no espaço, 237 dias, superado pouco depois pelos próprios soviéticos. A sucessora da Salyut no programa espacial soviético é a Mir. Lançada em 1986, ainda permanece em órbita. Definida como estação espacial permanente, pode receber seis naves espaciais e hospedar dois astronautas. Infelizmente Mir está prestes a ser substituída depois de vários defeitos apresentados que representam risco para os astronautas a bordo.
O programa norte-americano da Skylab é mais complexo do que o soviético. A estação espacial, lançada pela nave espacial Saturno 5, pesa 88.900 Kg e é 3,5 vezes maior do que a primeira Salyut. A Skylab é um laboratório em órbita. Realiza experiências científicas e tecnológicas como, por exemplo, o teste de crescimento de cristais em condições de ausência de gravidade. Também é usada para observação da Terra e outros estudos astronómicos - já foram enviadas à Terra 175 mil fotografias do Sol. Os três astronautas da tripulação permanente da Skylab servem de base para estudos médicos de longa duração.
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