Орбитальная станция, тяжёлый искусственный спутник, длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбитах. О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Назначение О. с.: решение ряда научных и прикладных задач — исследование околоземного космического пространства и Земли с орбиты ИСЗ, проведение метеорологических, астрономических, радиоастрономических и др. наблюдений, изучение вопросов навигации, медико-биологические эксперименты, исследование поведения материалов и оборудования в условиях космического полёта и др. О. с. могут служить также базами для сборки на орбите тяжёлых космических кораблей, предназначенных для полёта к др. планетам Солнечной системы.
Возможность и целесообразность создания О. с. научно обоснованы в начале 20 в. в трудах К. Э. Циолковского, Ю. В. Кондратюка, Г. Оберта (Германия), Гвидо фон Пирке, Германа Нордунга (Австрия) и др. Создание О. с. и обеспечение их длительного функционирования на орбите связано с решением ряда сложных научно-технических и медико-биологических проблем. Одна из наиболее важных задач при создании О. с. — стыковка космических кораблей на орбите. Первая ручная стыковка осуществлена 16 марта 1966 экипажем американского пилотируемого космического корабля «Джемини-8» (см. «Джемини») с ракетой «Аджена». Впервые автоматическая стыковка без непосредственного участия космонавтов осуществлена 30 октября 1967 на околоземной орбите советского ИСЗ «Космос-186» и «Космос-188». Этот эксперимент был повторен 15 апреля 1968 при полёте автоматического ИСЗ «Космос-212» и «Космос-213». Первая экспериментальная О. с. была образована и кратковременно функционировала на околоземной орбите 16 января 1969 после автоматического сближения и ручной стыковки пилотируемых космических кораблей «Союз». Дальнейшие запуски космических кораблей «Союз» позволили к 1971 решить принципиальные задачи, связанные с созданием долговременных О. с. (см. «Салют»). К 1973 аналогичная задача была решена в США (см. «Скайлэб»).
Время активного функционирования на орбите, численность экипажа, параметры орбиты, масса и габариты О. с. зависят от её назначения. Конструкцию О. с. в основном определяет выбранный способ её сборки. Возможны два способа. В первом случае станция полностью собирается на Земле и выводится одной ракетой-носителем на орбиту ИСЗ, готовая к выполнению задач. Масса и объём О. с. ограничены энергетическими возможностями ракеты-носителя, поэтому способ пригоден для сборки О. с. до нескольких десятков т (например, «Салют», «Скайлэб»). При втором способе сборка осуществляется на околоземной орбите из нескольких самостоятельных блоков, секций, элементов или космических кораблей, которые выводятся несколькими ракетами-носителями. О. с. готова к выполнению всего комплекса возлагаемых на неё задач после окончательной сборки и проверки на орбите. Способ позволяет создавать станции любой необходимой массы и объёма, различных размеров, с использованием для вывода на орбиту элементов существующими ракетами-носителями, что приобретает особенно большое значение при запуске О. с. к Луне и др. планетам Солнечной системы. Неудачный запуск одного из блоков в этом случае не срывает выполнение программы создания О.с. В обоих случаях экипаж может быть выведен на орбиту на борту станции (или её элемента) или доставлен на О. с. транспортными кораблями, которые по мере необходимости запускаются с наземных космодромов, сближаются со станцией и стыкуются с ней.
Полёт О. с. с космонавтами на борту требует решения следующих проблем: преодоление длительного воздействия невесомости на организм человека, защита от радиации и микрометеоров, обеспечение надёжности и достаточного ресурса работы бортовых систем и аппаратуры и др.
Продолжительность пребывания космонавтов на О. с. со сменяемыми экипажами составляет несколько недель или месяцев (например, 3-й экипаж «Скайлэба» работал на орбите в течение 84 сут). На борту О. с. создаются условия для нормальной жизнедеятельности и проведения ряда научных экспериментов, в том числе медико-биологических, позволяющих исследовать приспосабливаемость человека к условиям невесомости. С этой целью применяются велоэргометр, «бегущая дорожка», нагрузочные костюмы и др. При более продолжительных полётах эта проблема может решаться др. способами, например возможно создание т. н. искусственной частичной гравитации путём вращения О. с. или определенных её элементов относительно центра тяжести.
Существенное значение особенно при длительных полётах приобретает обеспечение защиты экипажа от космической радиации. Применяется пассивная защита, осуществляемая экранированием отсеков станций материалами, способными поглощать опасные для организма заряженные частицы, и активная — основана на возможности изменения направления потока заряженных частиц под воздействием электростатических или электромагнитных полей.
Противометеорная защита (применительно к околоземным О. с.) решается с помощью выносных экранов; для обшивки корпуса используют материалы с хорошими противоударными свойствами (например, Ti, Mg, Be), делают многослойную обшивку с промежутками между слоями. Перспективно покрытие корпуса самогерметизирующимися материалами.
Решение задач, связанных с проблемой обеспечения надёжности и ресурса работы бортовых систем и аппаратуры, особенно при длительном активном существовании О. с., начинается на Земле в условиях, максимально приближающихся к условиям космичесеого полёта (см. Космического полёта имитация). Все системы и аппаратура проходят длительную и тщательную отработку на Земле.
С расширением границ освоения космического пространства сфера действия О. с. качественно изменяется. Например, создание окололунных О. с. (предложенных Ю. В. Кондратюком) с практически неограниченным сроком существования на орбите, выполняющих роль баз снабжения, облегчит полёты космических кораблей к др. планетам Солнечной системы.
Лит.: Циолковский К. Э., Собр. соч., т. 1—4, М., 1951—64; Кондратюк Ю. В., Завоевание межпланетных пространств, 2 изд., М., 1947; От космических кораблей к орбитальным станциям, 2 изд., М., 1971; «Салют» на орбите, М., 1973; Ордвей Ф. И., История, эволюция и достоинства проектов орбитальных станций, выдвигавшихся в США и Западной Европе, в сборнике: Из истории авиации и космонавтики, в. 17—18, М., 1972.
Г. А. Назаров.