5,075莱昂纳多永久补给舱ULF5 – STS-133发现号2011年2月24日6.44.6(发射时）12,816（空）9，896组装成功后的国际空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段 ， 为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会 。
在对地观测方面，国际空间站比遥感卫星要优越 。首先它是有人参与到遥感任务之中，因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果；当遥感器等仪器设备发生故障时，又可随时维修到正常工作状态；它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备，使新技术及时得到应用而又节省经费 。用它对地球大气质量进行监测，可长期预报气候变化 。在陆地资源开发 ， 海洋资源利用等方面 ， 也都会从中受益 。国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多 ， 是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段 。因为有人参于观测，再加上空间站在太空的活动位置和多方向性，以及机动的观察测定方法，因而可充分发挥仪器设备的作用 。通过国际空间站，天文学家不仅能获得宇宙射线，亚原子粒子等重要信息 ， 了解宇宙奥秘，而且还能对影响地球环境的天文事件（如太阳耀斑、暗条爆发等）作出快速反应，及时保护地球，保护在太空飞行的航天器及其成员 。
国际空间站上的生命科学研究，可分为人体生命与重力生物学两方面：人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展，例如，通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响，可提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平 。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景，而国际空间站的微重力条件要比和平号空间站和航天飞机优越得多 ， 特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展 。
仅就太空微重力这一特殊因素来说，国际空间站就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球无法提供的优越条件，直接促进这些科学的进步 。同时，国际空间站的建成和应用，也是向着建造太空工厂、太空发电站，进行太空旅游 ， 建立永久性居住区（太空城堡）向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步， 2014年从5月开始，国际空间站就开始了种植蔬菜的实验，如果成功了，那么美国宇航局可能创造历史 ， 因为宇航员从来没吃过自己的太空种植的蔬菜，那些太空转基因的蔬果只提供给地面的科研机构 。
空间站上的宇航员饮食问题目前已经得到了较好的解决，但仍然需要地面发射飞船进行补给，俄罗斯的货运飞船定期给空间站输送补给品，如果货运飞船没能进入轨道，那么宇航员的餐饮就要拮据了 。现在，宇航员尝试自己在空间站上种植蔬菜，甚至可发展出自制的太空沙拉 。
目前宇航员种植的蔬菜包括了西红柿、草莓等，但他们还将拓展自己的种植范围，可以种植各种各样的蔬果，之所以要在空间站上种植蔬菜，一来是因为这样可以解决自己的饮食问题，同时也可以研究太空种植蔬菜的方法，这可以不是单纯的科研产品，种植出来后需要自己消化掉 。但是在微重力环境下种植蔬果存在许多问题，比如空间辐射可造成蔬菜变异，而且种植出来的蔬菜可能使其中的微生物变异 ， 对人体构成危害 。
通过此前的空间站蔬菜实验结果 ， 美国宇航局禁止该机构的宇航员吃生菜，那些从空间站返回地面的蔬果出现不同程度的不可食用特征，最主要的还是空间辐射的问题，微重力环境使得蔬果长得不同地面种植 。但是到今年年底，科学家开始测试新的空间站蔬果，目前宇航员已经开始了种植蔬菜行为 。
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