變為天空實驗室（Skylab）計劃。為了強調節省資金，加快進度，該計劃儘可能多的使用了阿波羅計劃的部件和技術，這樣雖然美國後來整個航天的發展重心是太空梭計劃，但在投入不大的情況下天空實驗室計劃仍可進行下去。

天空實驗室任務

對太陽進行比較充分的觀測研究

進行較長時間的生物醫學研究

對地球資源進行細緻的勘測

進行更為全面的工程技術實驗

天空實驗室的主體結構是土星5號運載火箭第三級J…2發動機的巨大液氫貯箱，其總長度米，直徑米。由於很長，在改制成天空實驗室時在中間加了一層隔板將其分成上下兩部分。上層是實驗間，下層是生活間。生活間又分為四個室：起居室、用餐室、盥洗室和實驗室。上層實驗間十分寬敞，內部裝有各種儀器裝置以進行多種大型實驗。這個改裝的天空實驗室主體稱為軌道艙，裡面除了安裝各種裝置外，能為3名航天員提供292立方米的活動空間。軌道艙內部充以氧氣和氮氣的混合氣體，氣壓相當於在地球上壓力的1/3，溫控與通風系統使得艙內氣溫保持在攝氏度。

軌道艙的上面是過渡艙。它長米，直徑米，內部可增壓也可減壓，為航天員提供了一個過渡的通道。過渡艙又是天空實驗室的控制中樞，裡面裝有供電控制、測試檢查、資料處理。生命保障、通訊及軌道控制等系統。在過渡艙的另一端是一個多用途對接艙，它長米，直徑3米，頭部和側面各有一個對介面，可同時與兩艘飛船對接。對接艙除了用於對接和作為航天員進出的通道外，還用於進行太陽觀測，對地觀測和進行材料科學實驗。天空實驗室的主要供電系統是兩個安裝在軌道末端的太陽電池板，總面積730平方米，可產生約20千瓦的電能。

天空實驗室最主要的科學儀器是阿波羅天文望遠鏡。它的主體是一個稜柱體，以構架的形式固定在對接艙上。在發射時，這些構架保證望遠鏡位置與天空實驗室軸線一致。一旦進入軌道並同運載火箭分離，構架又可折轉90o，使得望遠鏡與軸線垂直。在望遠鏡周圍安裝了4個較小的太陽電池板，總面積平方米，最大輸出功率可達11千瓦。阿波羅天文望遠鏡裝有4種天線、多普勒照相機、電視攝像機、主望遠鏡，還有其它一些天文儀器。

阿波羅登月計劃後的第二年，1973年5月14日，一枚兩級的土星5號運載火箭在肯尼迪航天中心點火發射。火箭第三級的位置上裝的正是天空實驗室。起飛63秒，發現由於發射時的高速氣流沖掉了軌道艙防護罩使太陽能電池發生故障，但是仍然被土星5號火箭發射到離地面435公里的近圓軌道上。11天后阿波羅飛船與天空實驗室對接，3名宇航員排除了電源故障，使空間站恢復了功能，工作了28天，後來又接待兩批6人，分別工作了59天和84天，用58種儀器進行了270多項實驗，拍攝了幾十萬張照片。天空實驗室空間站在太空共執行2249天，航程達14億多千米，於1979年7月12日在南印度洋上空墜入大氣層燒燬。

天空實驗室計劃持續6年，耗資26億美元。美國宇航界、政界和科學界都給予極高的評價。尼克松祝賀說：“在圓滿結束這次超出人類知識範圍的最長旅行動時候，我代表全體美國人民向你們表示祝賀。你們天空實驗室飛行的卓越成就，把歷史上那些偉大探險家的傳統（他們面對著世界上那些地圖上還沒有的尚不為人所知的地區）和那些科學家的傳統（他們解開了宇宙萬物的奧秘）結合起來了。”

空間站的發展：成果輝煌的和平號

儘管第二代空間站的執行時間和工作能力都有很大提高，但與迅速拓展的空間科學要求還相差甚遠，而且它的潛力有限，不能完成規模更大、專業性更強的科學技術任務。第二代空間站不需要對接組合和裝配大型系統，這樣雖然風險和難度都比較小，安全性高。但是缺點是規模小，不易擴充套件；其內部的部件安裝十分緊湊，使得在出現重大故障時系統很難修理或更換。另外，蘇聯的禮炮號空間站與地面系統的通訊時間比較短，每圍繞地球一圈只有15～20分鐘的時間，因而它們的使用和管理有很大的侷限性，出現問題不能及時處理。新一代的空間站正是在這種背景下問世的。和平（Mir）號空間站計劃的正式制定是在1976年。經過幾年的論證，已確定為組合式積木結構。80年代初戈爾巴喬夫上臺後，極力推行和平號計劃。

和平號空間站是多模組組合空間站。多模組組合空間站由多個艙段組合，