1973年5月14日，美國國家宇航局把一隻譽滿全球的航天器——“天空實驗室”送上了高435公裏的近圓形地球軌道。天空實驗室長36米，最大直徑達6.7米，重約86噸，是迄今為止人類送上太空的最大航天器。
天空實驗室主要由“土星”工作艙和“阿波羅”飛船兩部分組成。土星工作艙的外麵裝有兩組太陽能電池帆板：一組呈風扇形，專給實驗室內的望遠鏡供電；另一組呈翼形，好似一對大翅膀，空間站所需電能主要由它供給。兩組電池帆板的總麵積約230平方米，比一個排球場還要大。
在天空實驗室內，人們可以從事各種科學實驗。因此，稱它為軌道空間站，那是再合適不過的了。
非常不幸，“土星－5號”運載火箭發射後僅1分多鍾，天空實驗室就開始“感冒發燒”了。原來，空間站的軌道工作間在穿越大氣層時受到了很大的損傷：翼形太陽能電池帆板，一個被完全扯掉，另一個被死死卡住；宇宙塵防護罩也突然脫落了。由於上述原因，空間站供電係統發生嚴重問題，軌道工作間的內部溫度急劇上升。
在這危急之際，字航局決定，立即派出一個精幹的宇航小組，奔赴天空實驗室，救死扶傷。5月25日，“土星－IB”火箭把載有三名宇航員的阿波羅飛船送到天空實驗室，首先承擔起搶修空間站的特殊任務。兩個星期後，空間站得救了，但隻剩下一隻“翅膀”了。宇航小組在圓滿地完成了各項科學試驗後，於6月22日勝利歸來。
爾後，天空實驗室又接待過兩批“客人”，每批都是3名宇航員。前一批在空間站生活了59天，後一批住了84天，全由阿波羅飛船接送。1974年2月，最後一批宇航員返回地麵以後，空間站不再接待客人，直到1979年7月11日，終於墜落在印度洋。跟所有的人造地球衛星一樣，天空實驗室在它“壽終正寢”的時候，也是要回到“娘家”——地球上來的。不過，它在回“娘家”的路上，要經過稠密的大氣層，自然會落得個粉身碎骨的下場。據報道，最大的1塊碎“屍”竟有2270千克重，墜落在離澳大利亞不遠的洋麵上。
在空間站裏工作的三批宇航員拍攝了17萬5千多張太陽照片、3萬多張地麵目標照片，錄製了72公裏長的磁帶，還進行了30多項包括空間生物醫學、空間材料加工在內的科學實驗。宇航員還對周期長達7500年的科霍特克警星進行了詳細的觀察……。