L'assemblage en orbite de la station spatiale internationale est un processus long
car le lancement des 400 tonnes de la station va nécessiter une quarantaine de vols
de la navette spatiale américaine et quelques vols des lanceurs russes qui seront
interrompus longuement à deux reprises à la suite de défaillances techniques. En
novembre 1998 le lancement du module russe Zarya par une fusée Proton inaugure l'assemblage
de la station. Le mois suivant, la navette spatiale américaine lance à son tour le
module Unity de la NASA. Mais, quelques mois plus tard, un échec de la fusée Proton,
chargé de lancer le module russeZvezda, gèle les opérations durant un an et demi.
Ce module, qui permet l'hébergement du premier équipage permanent, l'expédition 1,
est finalement lancé en juillet 2000. La station sera désormais occupée de manière
ininterrompue par un équipage mixte américano-russe de trois personnes avec ponctuellement
des membres des autres pays participants. Russes et américains prennent le commandement
à tour de rôle. L'accident de la navette spatiale Columbia en 2003 cloue les navettes
au sol et interrompt de nouveau l'assemblage de la station de février 2003 à juillet
2005. Durant cette période, la station spatiale, qui ne reçoit plus assez de ravitaillement,
est placée en mode « survie » avec un équipage ramené à deux personnes, une orbite
dégradée et une maintenance différée. Les vols de la navette reprennent en juillet
2005 (mission STS-114) mais en octobre 2005 la NASA annonce qu'elle compte retirer
du service la navette spatiale en 2011. La NASA doit achever le montage de la station
avec les dix-huit vols disponibles. Cette décision soulève un redoutable problème
logistique pour le futur car les moyens de transport restants ne suffiront pas à
transporter le tonnage de fret nécessaire. La NASA lance en 2006 le programme COTS qui
confie à des entrepreneurs privés le soin d'assurer le ravitaillement manquant. En
juillet 2006 l'équipage permanent repasse à trois personnes avec l'arrivée de Thomas
Reiter, premier astronaute européen. L'installation des nouveaux modules et d'équipements
comme le système de support de vie américain permet à l'équipage permanent de passer
à six personnes en juillet 2009 avec l'expédition 20.
Au cours des années 2000, les problèmes budgétaires vont entraîner l'abandon de composants
importants. La Russie, mal relevée de la crise économique, renonce à un vrai laboratoire
spatial (2007) alors que la conception initiale en prévoyait trois, puis deux de
ces modules, qui devaient être amarrés au Module d'amarrage universel (UDM) qui lui-même
ne sera pas lancé. Elle abandonne également la réalisation d'un module de production
d'électricité (le Science Power Platform (SPP)) qui aurait permis de rendre la partie
russe autonome sur le plan énergétique. Du côté de la NASA, c'est l'explosion des
budgets prévisionnels qui entraîne des arbitrages sévères : le CRV, un véhicule permettant
d'évacuer l'équipage en cas de sinistre, trop coûteux (3 milliards de dollars), est
abandonné en 2002. Il sera remplacé par des vaisseaux Soyouz amarrés en permanence
à la station. La construction du module d'habitation, qui devait fournir un espace
réservé à l'équipage, comportant douche, salle de repas et de détente ainsi que compartiments
individuels, est arrêtée alors que la coque pressurisée était achevée (2006) ; un
module scientifique construit par le Japon qui devait héberger une centrifugeuse de 2,5 mètres de
diamètre, nommé Centrifuge Accommodations Module, équipement jugé pourtant essentiel
par la communauté scientifique, est annulé en 2005. Les États-Unis renoncent également
au développement du Module de propulsion qui devait permettre de rehausser périodiquement
l'orbite de la station.
En 2013 la station spatiale comporte 13 modules pressurisés et l'assemblage des composants
non pressurisés est achevé : la dernière livraison doit être effectuée par un lanceur
russe Proton qui doit délivrer en 2017 le module pressurisé Nauka et le Bras télémanipulateur
européen.
