國際空間站是美國國家航空航天局（NASA）阿爾特彌斯（Artemis）計劃的基石，該計劃將在2024年前將第一位女性和下一位男性登上月球。作為對微重力環境中生存如何影響生物體（尤其是人類）進行長期研究，以及測試使人類得以月球上工作的技術的唯一場所，空間站是在月球上建立可持續存在的一項獨特資產。
登月任務將包括在“門戶”（Gateway）月球空間站上、在月球表面以及包括“獵戶座”(Orion)飛船和人類著陸系統在內的多個航天器上的時間組合。探索月球的技能和技術將有助於建立未來火星任務所需的能力。國際空間站這個軌道實驗室為通向月球和火星所做的貢獻如下所示。
人的因素
使宇航員在太空中保持安全是月球任務的重中之重，這需要對微重力環境下生活如何影響人類有廣泛的瞭解。國際空間站提供了近20年的人類研究機會，這是其他平臺無法實現的。以下是我們正在學習到的一些內容：
日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）宇航員Norishige Kanai正在使用高級電阻式運動裝置（Advanced Resistive Exercise Device, ARED）, 該裝置提供負荷，使宇航員在長時間的太空中體驗複合並保持肌肉力量和質量。
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骨骼和肌肉流失
在失重狀態下，骨骼和肌肉的活動更少，宇航員在太空長時間停留期間會經歷骨骼和肌肉流失。研究人員在不斷研究這種流失的潛在機制和影響因素。一項研究通過掃描宇航員的髖骨來評估在微重力環境下骨折的可能性。其他研究將地面上的實驗對象與空間站上的實驗對象，或者與地面實驗室模擬太空飛行條件下的實驗對象進行比較。研究人員還利用空間站來了解如何利用飲食和鍛鍊來抵對抗微重力環境下生活的一些負面影響。
NASA宇航員Serena Auñón-Chancellor在空間站進行視力檢測，這是國際空間站上目前正在進行的宇航員健康維持活動的一部分。
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視力
宇航員在月球任務中收集信息最有價值的工具之一將是他或她本身的眼睛。然而，長時間的太空飛行往往會改變宇航員的視力。科學家們對太空飛行引起的視力損害以及據信由頭部壓力升高引起的變化進行監測，以描述微重力環境下的生活如何影響視覺、血管和中樞神經系統。這些研究有助於制定措施來幫助防止視力和眼睛損傷的持久變化。
歐洲航天局（ESA）宇航員亞歷山大•格斯特（Alexander Gerst）向超靈敏氣體分析儀呼氣，進行氣道監測實驗，這是一項關於國際空間站上宇航員氣道炎症的研究。實驗結果幫助飛行外科醫生制定更安全的前往月球和火星的長期任務，也可能會幫助地球上患有哮喘或其他呼吸道炎症性疾病的患者。
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健康監測
登月任務將使宇航員為火星任務做好準備，這將需要更大程度的自給自足且獨立於地球，包括監測健康狀況，以便宇航員能夠自己識別並避免危險的健康狀況。例如，個人二氧化碳監測調查試圖展示一個可以不引人注目地收集和監測宇航員暴露於二氧化碳暴露情況的系統。人類通過呼吸自然產生二氧化碳，但是暴露在高濃度的二氧化碳中會導致健康問題。可穿戴式監測儀可以幫助宇航員跟蹤他們暴露在二氧化碳中的情況，並在長時間的太空停留期間將其保持在安全水平以內。類似地，對宇航員氣道炎症的研究旨在幫助宇航員識別微重力環境下由自由漂浮的灰塵和顆粒引起的健康狀況的早期跡象。
ESA宇航員托馬斯•佩斯奎特（Thomas Pesquet）正在進行感知器性能重力參考（Gravitational References for Sensimotor Performance，GRASP）實驗，該實驗研究中樞神經系統如何整合來自不同知覺的信息。這項研究進一步揭示了大腦是如何適應缺失傳統“上下”運動的微重力環境。
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身心功能
暴露在太空飛行中會改變身體的許多系統，使宇航員在著陸於行星表面後很難立即執行重要任務。前往月球或火星的宇航員到達後幾乎沒有時間從這些變化中恢復過來，也無法使用地球上的醫療和康復設施。一項研究確定了可能受到影響的任務，併為克服任何損害的對策設計提供支持。另一項研究驗證了一系列測量在太空中的認知能力的測試。其他研究著眼於身體變化的複雜性、嚴重性和持續時間，以改善恢復時間並預防傷害。
支持飛往月球以及登陸月球任務的技術
為了在穿越太空或在月球或其他行星上建立可持續的基地，宇航員需要技術和硬件來滿足人類基本需求，包括氧氣和水，以及維護和修復這些系統的能力。他們還需要工具來實施任務行動。
NASA宇航員傑克•費希爾（Jack Fischer）為毛細管結構研究安置了硬件，以研究用於水的循環利用和二氧化碳去除中流體和氣體混合物的管理方法。研究結果有利於設計用於未來太空任務的更輕、更可靠的生命支持系統。
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生命支持系統
國際空間站為發展最先進的太空生命支持系統提供了動力，併成為改進這些系統的試驗平臺。目前空間站上的環境控制與生命支持系統（Environmental Control and Life Support System，ECLSS）提供氧氣、飲用水和適當的艙內壓力和溫度，並去除二氧化碳、微量氣體和顆粒。一套硬件被用來監測空間站的供水，其他硬件從回收的二氧化碳中產生氧氣。最近的一個項目對一種新技術進行了測試，該技術使用蒸發冷卻來使宇航服保持適當溫度。
廢物管理系統
每個人都需要“排洩”，太空對人類排洩物的管理提出了挑戰。人類在空間站數十年的居住為改進廁所設計和廢物管理系統做出了貢獻。新的通用廢物管理系統（UWMS）結合了航天器先前設計的最佳特徵和現有空間站硬件，採用新技術來改善衛生、宇航員舒適度和可持續性。該系統包括一個雙隔間，為廁所繫統和衛生隔間提供隱私保護。
消防安全
瞭解火在太空中的蔓延和行為對宇航員的安全至關重要，尤其是當人類遠離地球的時候。燃燒集成架（CIR）和微重力科學手套箱等設施為在空間站上研究燃燒提供了一個安全可靠的環境。CIR支持了廣泛的燃燒和火焰實驗。這項研究的一項重大發現來自於對滅火劑的分析：研究人員發現，在一定條件下，火焰熄滅後，“冷焰”仍然繼續“燃燒”。
NASA宇航員凱特•魯賓
（Kate Rubins）正在為生物分子測序儀實驗做準備，該實驗首次在航天器裡對DNA測序進行了示範操作。基於太空的DNA測序可以識別微生物、診斷疾病並監測宇航員健康，以及對發現在太陽系的其他地方的基於DNA的生命提供潛在幫助。
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太空操作
宇航員已經在空間站上測試並使用了3D打印機，提高了在航天器上或月球及火星表面按需製造零部件的能力。這種製造甚至可以使用回收的廢棄塑料來減少宇航員從地球上攜帶的工具或備件的質量和數量。
多虧了其他研究，我們現在可以在太空中進行DNA測序。這項技術使識別微生物和診斷疾病成為可能，以幫助維持宇航員的健康，並有可能探測到月球、火星或太陽系其他地方的基於DNA的生命。
空間站的研究還測試了利用月球和恆星的導航技術。這些技術可以作為未來任務的緊急增援或用於確認導航信息。
大規模的國際和商業夥伴關係
國際空間站是有史以來最複雜的太空探索項目，涉及美國、俄羅斯、歐洲、日本和加拿大的航天機構。它彙集了國際飛行任務的宇航員們；多個發射器；全球範圍內的發射、運營、培訓、工程、通信和研發設施；以及國際科研群體。
此外，空間站的研究已經從幾乎完全依靠政府的資助和運作發展到涉及各種各樣的商業參與者。這種商業化驅動未來的發展和創新，包括有效載荷集成和小型衛星市場。
空間站的國際和商業夥伴關係為2024年前實現人類在月球上的存在提供了寶貴的經驗。這一規模更大、可持續的探索活動與國際和商業夥伴聯合起來，使各國團結起來，創造新的經濟機會，並激勵子孫後代。
