Kosmonautika, která patří mezi velmi rychle se rozvíjející obory, může být různě směrována. Jedním z možných směrů je stavba a provozování vesmírných (kosmických) stanic. Kosmická stanice je poměrně komplikované zařízení, které umožňuje delší pobyt posádky na orbitální dráze kolem Země. Delším pobytem je myšlena délka od několika týdnů nebo měsíců až po maximálně roky. Stanice ale není určena jen pro po pobyt posádky, ale slouží i jako vysoce kvalifikované pracoviště v podobě kosmické laboratoře, pozorovatelny, teoreticky může být cílem i kosmických turistů apod. Zařízení může sloužit jako orbitální základna pro další lety k tělesům ve Sluneční soustavě. Kosmická stanice je určena k pohybu po orbitální dráze, není proto možné s ní přistát na Zemi. Z toho také vyplývá, že pro dopravu lidí, materiálu a zásob na stanici a v opačném směru je zapotřebí dopravní prostředek. Tím může být kosmická loď nebo raketoplán.
O tom, jak by měla kosmická stanice vypadat, pojednával již jeden z prvních návrhů pocházející z roku 1895. Jeho autorem byl známý ruský vědec a průkopník Konstantin Eduardovič Ciolkovskij. Přesto éra prvních kosmických stanic začala až mnohem později. Z projektů, které nakonec byly realizovány, se na sovětské straně dostala jako první na orbitu vesmírná laboratoř Saljut 1, která byla vypuštěna 19. 4. 1971 a zanikla po 175 dnech, 11. 10. 1975. Američané následovali 14. 5. 1973 vypuštěním laboratoře Skylab. Ta byla ve vesmíru více jak šest let, do 11. 7. 1979. Po Saljutu 1 následovaly další, některé měly vojenské zaměření (Saljut 3 – Almaz 2 a Saljut 5 – Almaz 3). Jako poslední byl vypuštěn Saljut 7, který sloužil po dobu devíti roků. Na základě poznatků s těmito stanicemi přikročil tehdejší SSSR ke stavbě konstrukčně složitější laboratoře, která dostala název MIR (v překladu svět nebo mír).
MIR byl koncepčně založen na modulové stavbě, kdy k základnímu dílu byly postupně připojovány další segmenty. Využilo se přitom mnoha zkušeností z vypouštění a provozování kosmických stanic typu Saljut. Ostatně základním segmentem MIRu se stal sice nový a samostatný modul, který ale koncepčně vycházel z vyzkoušené a prověřené konstrukce Saljutů. Postupně k němu byly připojovány další moduly, až vznikla velká kosmická stanice. V té době se jednalo o největší umělé kosmické těleso, později ho předčila nově budovaná stanice ISS. Kompletní sestava MIRu dosáhla hmotnosti kolem 250 tun. Komplex obíhal kolem Země ve výšce kolem 300 až 400 km nad povrchem, se sklonem dráhy 51,6°. Kromě tří krátkých období byla stanice stále obydlena. Minimální posádku tvořili tři kosmonauté, ale celkově zde bylo místo až pro šest osob. Obytný prostor se dočasně zvětšoval po připojení pilotovaných transportních kosmických lodí Sojuz nebo nákladních kosmických lodí Progress. V pozdější době i amerického raketoplánu Space Shuttle. Pozemské řídící středisko CUP (Centr upravlenija poljotom), odkud byl MIR řízen, sídlilo v Kaliningradu u Moskvy (dnešní Koroljov).
Základní blok (Базовый блок) MIRu (typ Zarja) byl po čtyřdenním odkladu vynesen na oběžnou dráhu z kosmodromu Bajkonur silným raketovým nosičem Proton K (8K82K) dne 19. 2. 1986. Jednalo se o řídicí a obytný modul, který se z vnějšku vzhledově podobal stanici Saljut. Délkový rozměr dosahoval více než 13 m (13,13 m), průměr přes 4 m (4,15 m). Hmotnost dosahovala necelých 21 tun (některé prameny uvádí 20 100 kg, jiné 20 400 kg). Objem volného prostoru se pohyboval kolem necelých 100 m3.
Modul byl vnitřně rozčleněn do čtyř částí: přechodového úseku, pracovního úseku, přístrojového úseku a přechodové komory.
Největší byl pracovní úsek. Skládal se z menšího a většího válce, které byly spojeny kónickým přechodem. V menším válci byla tzv. služební zóna, do které bylo soustředěno řízení kosmické stanice včetně kontroly všech systémů (řídící pult, navigační přístroje, zaměřovače, telekomunikační aparatura včetně aparatury pro radiové a televizní spojení apod.). Větší z válců tvořila vlastní obytná zóna. Obsahovala dvě ložnice s vybavením (sklopný stolek, spací pytel, zrcadlo apod.), umývárnu s toaletou, tělocvičný trenažér (běžící pás), chladničku, el. ohřívač na jídlo s ovládacím panelem, stolek s nářadím na případné opravy, skříňku pro osobní potřeby, sběrač odpadků, nádrže na vodu, ventilátory a další zařízení.
Přechodová komora byla umístěna v zadní části stanice. Spojovala pracovní úsek se zadním pasívním spojovacím uzlem, na který byl později napojen další modul (KVANT-1). I uvnitř této přechodové komory byla rozmístěna některá zařízení: systém zásobování vodou, radiotechnické a spojovací prvky, prostředky osobní hygieny atd.
Přechodová komora byla obklopena přístrojovým úsekem. Tento úsek na rozdíl od ostatních částí nebyl hermetizovaný. V této části se nacházel motorový blok se dvěma korekčními motory. Dále zde byly umístěny palivové nádrže, nádrže s tlakovým plynem a agregáty spojovacího a termoregulačního systému. Pro stabilizaci byl modul vybaven soustavou silových setrvačníků se stabilizačními motory.
Na opačné straně, tedy v přední části modulu, byl namontován přechodový uzel (úsek). Ten měl přibližně tvar koule o průměru 2,2 m. Uzel byl jednou částí napojen na služební zónu pracovního úseku. Všechny uzavíratelné průlezy měly průměr 0,8 m. Dalších pět připojovacích pasivních uzlů bylo využito pro připojení dalších segmentů orbitální stanice, transportních pilotovaných kosmických lodí typu Sojuz, nákladních zásobovacích lodí typu Progess nebo pro výstup kosmonautů do kosmického prostoru. Pokus započteme i zadní spojovací uzel, šlo k základnímu modulu připojit celkově šest segmentů. Přestože se jednalo o speciální stykovací zařízení, i v něm byly rozmístěny např. agregáty tepelné regulace, systém pro udržení správného složení atmosféry, radiové a televizní spojení a samozřejmě osvětlení.
Na venkovní části pracovního úseku byly zprvu nainstalovány dva pohyblivé panely slunečních baterií, které zásobovaly modul elektrickou energií, dobíjely palubní akumulátory. Panely dosahovaly rozpětí necelých 30 m a jejich celková plocha byla 76 m2 (2 x 38 m2). Ty se otevřely až po navedení modulu na orbitální dráhu. Později byl nainstalován ještě třetí panel s plochou 22 m2, čímž došlo ke zlepšení celkového příkonu. Snímače polohy Slunce zajišťovaly pomocí motorového pohonu, aby se panely správně natáčely vůči dopadajícím slunečním paprskům.
Také na ostatních částech modulu byly z vnější části namontovány některé prvky. Např. na stykovém uzlu byly televizní kamery, polohová světla a zařízení kontrolující polohu během přibližovacího manévru. Dále zde byly antény pro radiovou aparaturu. Podobné prvky v podobě indikátorů, terčíků, optických prvků, slunečních čidel apod. byly na obvodu přístrojového úseku.
Jakmile se základní modul dostal na orbitální dráhu, bylo možné vynášet a připojovat další moduly.
Základní modul zůstal osamoceně na oběžné dráze do konce března 1987. Dne 31. 3. 1987 vynesla raketa Proton K (8K82K) první specializovaný astrofyzikální modul označený jako KVANT. Ten někdy bývá označován jako KVANT-1. Modul se k zadnímu uzlu základního bloku stanice připojil až 9. 4. 1987. Segment o hmotnosti asi 20 tun měl hermetizovaný prostor 40 m3 a jeho délka byla 5,5 m. Vnitřně byl rozčleněn do tří úseků: laboratorního a přechodového, které byly hermetizovány a nehermetizovaného úseku s vědeckou aparaturou. Modul obsahoval čtyři pozorovací průzory. V přední kónické části byl umístěn pasivní spojovací uzel, kterým byl připojen k základnímu bloku. Druhý uzel se nacházel na opačné části modulu. KVANT-1 nenesl žádné solární panely, a to přesto, že měl na povrchu připraveny úchyty pro jejich případnou instalaci. Potřebnou energii dostával ze základního bloku. Hlavní částí vědeckého vybavení modulu byla observatoř Rentgen. Ta měla hmotnost kolem 800 kg, což byl nejtěžší přístroj z celkové hmotnosti vědeckého vybavení asi 1 400 kg. Připojení modulu k základnímu bloku neproběhlo zcela hladce. První pokus o spojení byl uskutečněn již 5. 4., ale během přibližování došlo k vypojení řídicího systému. Během druhého pokusu o připojení 9. 4. již došlo zachycení spojovacích uzlů, ale spojení nebylo hermetické. Bránila mu část textilního vaku. Jednalo se buď o vak s odpadem, nebo hygienickými potřebami, který se nedopatřením dostal do místa stykovacích ploch. Proto musela posádka MIRu Jurij Romaněnko a Alexandr Lavejkin neplánovaně vystoupit do volného kosmického prostoru a překážku odstranit. Teprve poté došlo k hermetickému spojení.
Původní předpoklady počítaly s tím, že stavba kosmické stanice bude rychlá a proběhne do dvou let. Skutečnost ale byla jiná. Modul KVANT-2 odstartoval až 26. 11. 1989, tedy asi až dva a půl roku po KVANTU-1. Do vesmíru ho vynesl stejný typ nosiče, jako předchozí díly. Ani v tomto případě neproběhlo vše hladce. Objevil se problém s otevřením jednoho ze slunečních panelů, který se nakonec podařilo vyřešit, a panel se rozevřel. Také muselo být provedeno několik korekcí dráhy, neboť původní parametry byly mimo povolené meze. Segment byl zprvu připojen k přednímu spojovacímu uzlu X základního modulu. O dva dny později byl pomocí manipulátoru definitivně přemístěn k bočnímu uzlu Y. KVANT-2 byl připojen svojí zadní částí, a to tak, že byl natočen o 90° vůči základnímu bloku. Modul o hmotnosti asi 19,5 tuny měl na délku 13,7 m a na šířku 4,35 m (platí pro nejširší část modulu). Vnitřně byl rozčleněn do tří hermetizovaných částí: nákladní, ve které byly umístěny různé přístroje, pozorovací a vědecké části a třetí částí byla speciální přechodová komora. Hermetizovaný prostor dosahoval 59 m3. Modul ve své přední části obsahoval i komoru, z níž bylo možné vystoupit do otevřeného kosmického prostoru. V modulu byla umístěna také sprcha, systém pro regeneraci pitné vody z ovzduší a aparatura Elektron pro výrobu kyslíku. Z důvodů energetického zásobování na něm byly nainstalovány dva panely slunečních baterií, jejichž celková plocha dosahovala 53,2 m3 a dodávala 6,9 kW el. energie. Modul obsahoval přístroje pro dálkový průzkum Země (černobílé, barevné i multispektrální kamery, spektrometry, videokomplex), přístroje pro astrofyzikální pozorování (rentgenový spektrometr, zařízení Rjabina-2A a Spin-6000), aparaturu pro technologické experimenty (sledovač hvězd a zařízení VEGA) a různé aparatury pro materiálové pokusy.
Třetím segmentem, který zamířil k MIRu, byl technologický modul KRISTALL. Jednalo se o technologický a zároveň o rozšiřující stykovací segment. Vnitřně byl rozčleněn na dvě hermetizované části oddělené průlezem o průměru 0,8 m. První část tvořil přístrojový a nákladní úsek, druhou stykovací úsek. Délka modulu dosahovala 11,9 m, průměr 4,35 m a hmotnost 19 640 kg. Objem obytné části dosahoval 60 m3. Modul byl na obou stranách vybaven stykovacími uzly. Na zadní straně uzlem pro připojení k základnímu bloku, na přední straně vícecestným stykovacím uzlem, kde se počítalo s připojením raketoplánu Buran, ke kterému však nikdy nedošlo. V útrobách modulu byla umístěna řada různých vědeckých aparatur, neboť tento segment byl určen především k provádění vědeckých a technologických experimentů. Bylo zde několik poloprovozních pecí, se kterými se např. prováděly pokusy s polovodičovými materiály. Uskutečnila se v něm astrofyzikální měření pomocí dalekohledů (ultrafialového a pracujícího v oboru gama) a několika spektrometrů. Pro lékařské experimenty zde byly dva malé skleníky. Pro dálkový průzkum Země byla nainstalována otočná stabilizovaná plošina s dvěma kamerami s rozlišením 5 až 7 m. Na vnější části modulu se nacházely dva sluneční panely (jeden byl později demontován a přesunut na modul KVANT) s celkovou plochou 72 m2, které dodávaly 8,4 KW el. energie do modulu a na dobíjení baterií. Modul byl vynesen na oběžnou dráhu 31. 5. 1990 stejným typem rakety jako předchozí díly MIRu. Připojen ke komplexu byl 10. 6. 1990. Později s ním bylo několikrát manipulováno a tím se dočasně přesunul na jinou část stykovacího uzlu. MIR v této konfiguraci modulů vydržel dalších pět let.
Teprve 1. 6. 1995 se komplex rozrostl o další segment, kdy došlo k připojení nového modulu SPEKTR. Ten opět vynesla raketa Proton K již 20. 5. 1995 z kosmodromu Bajkonur. Modul o délce 11,9 m a šířce 4,35 m měl hmotnost 19 640 kg (startovní hmotnost 23 500 kg). Měl být původně koncipován jako vojensko-civilní. Nejprve však došlo ke skluzu v jeho výrobě, poté ke změně politické situace, rozpadu SSSR a později započala spolupráce s USA v oblasti kosmonautiky. Došlo ke změně koncepce, a proto byl vybaven novou civilní aparaturou. Modul tak obsahoval nejen ruské, ale i americké přístroje určené pro dálkové sledování atmosféry Země, aparaturou pro experimenty sledující vliv kosmického záření (rentgenového a gama záření) a přístroje pro technologické experimenty (materiálové a biologické pokusy). SPEKTR nesl celkem čtyři sluneční panely o celkové ploše 130 m², které dodávaly 16,2 kW. Zpočátku měl jen dva panely o ploše 54 m², později byly doinstalovány další dva panely s plochou 76 m². SPEKTR také sloužil jako ubytovací prostor pro americké členy posádky MIRu.
O půl roku později, 12. 11. 1995, vynesl ve svém nákladovém prostoru americký raketoplán Atlantis stykovací (dokovací) modul. Důvodem bylo nepříliš vhodné připojování raketoplánu ke komplexu přes modul KRISTALL. Modul ve tvaru krátkého válce o délce 4,7 m byl k MIRu připojen 15. 11. 1995. Jeho hlavním účelem bylo umožnit nejen připojení amerického raketoplánu, ale i kosmických lodí Sojuz. Proto vybavení vědeckou aparaturou bylo minimální. Na vnější části modulu byly umístěny dva panely slunečních baterií.
Posledním segmentem, připojeným k MIRu, se stal specializovaný modul PRIRODA, který byl určen pro dálkový průzkum Země. Modul o délce 12 m, šířce 4,35 m a hmotnosti 19 500 kg, měl 60 m3 hermetizovaného prostoru. Byl vynesen opět raketou Proton K 23. 4. 1996 a o tři dny později připojen k přednímu přechodovému uzlu základního bloku MIRu. Uvnitř bylo velké množství přístrojů zejména pro dálkový průzkum Země (radiometry, spektrometry, radiolokátor), aparatura pro technické experimenty, aparatura pro astrofyzikální pozorování, lékařské experimenty, geologická pozorování a pro technologické experimenty. Díky této výbavě bylo možné sledovat např. cirkulaci oblačnosti, měřit radioaktivitu, provádět ekologická měření týkající se ekologických změn, např. změn teploty, měření příměsí v atmosféře, měření eroze, vodní zdroje, seismickou aktivitu Země apod. Značná část přístrojů v tomto modulu pocházela z USA. Modul PRIRODA nenesl panely slunečních baterií, a proto byla elektrická energie dodávaná z jiných částí komplexu.
Tím byla orbitální laboratoř MIR dokončena. Byla složena ze šesti velkých segmentů. Jednalo se o první skutečně velkou vědeckou stanici umístěnou dlouhodobě na zemské orbitální dráze, která byla po většinu své existence osídlena, a to nejen ruskými posádkami, ale i posádkami mezinárodními. Ty byly k MIRu dopravovány pomocí ruských lodí typu Sojuz T nebo TM, později i americkým raketoplánem. Dopravu zásob zase zajišťovaly nákladní lodě typu Progress. Během patnáctileté existence bylo uskutečněno přes 31 tisíc pokusů a pozorování a 72 výstupů do volného kosmického prostoru. Na MIRu se prováděly různé technologické pokusy (např. růst krystalů, výroba polovodičů, pokusy s mikrogravitací), lékařské experimenty, pozorování a fotografování zemského povrchu i výzkum vesmíru a řada dalších činností. Byla také překonána celá řada kosmických rekordů.
Komplex, který měl původně sloužit pět let, začal přesluhovat, a tak není divu, že se začaly objevovat poruchy a dokonce i nebezpečné situace. První z nich nastala 26. 2. 1997, kdy na komplexu dokonce vypukl požár, který však dokázala posádka zvládnout. Další nebezpečná situace nastala 25. 6. 1997, kdy došlo během prověrky nového navigačního systému Kurs ke srážce. Nákladní loď Progress M-34 narazila nejprve do slunečních panelů vědeckého modulu Spektr, čímž došlo k jejich poškození. Pokračujícím pohybem Progressu pak modul dokonce prorazila, čím došlo k jeho dehermetizaci a tím i vyřazení z činnosti. Kolizí nejen, že komplex přišel o jeden z modulů a o jeho přístrojovou vědeckou aparaturu, ale spustila se celá řada dalších problémů, např. s nedostatkem el. energie, s chlazením apod. Nárazem komplex MIRu totiž přišel přibližně o příkon 40 % el. energie. Později byly zbylé nepoškozené panely přenastaveny a přepojeny, takže se zase energetická bilance MIRu zlepšila. Modul Spektr se však nikdy nepodařilo utěsnit, a proto zůstal do konce letu celého komplexu neobyvatelný. Problémů však bylo více: objevovaly se zkraty v elektřině, selhání hlavního počítače, únik chladicí kapaliny, porucha kyslíkového systému, termoregulačního systému, porucha toalety a další. Neustávající poruchy a jejich odstraňování začínaly zabírat stále více času na úkor vědeckého programu, a proto bylo zapotřebí rozhodnout, co dál s MIRem. Nakonec po více jak patnáctiletém provozu byla činnost této orbitální laboratoře ukončena navedením na sestupovou dráhu. Komplex definitivně zanikl před patnácti lety, 23. 3. 2001, kdy se řízeně rozpadl třením o atmosféru, největší fragmenty pak dopadem do oceánu. V té době se na oběžné dráze Země již pohybovala základní sestava nové a větší stavebnice – Mezinárodní kosmické stanice (ISS).
