Поэтому в NASA начали прорабатывать идею постройки многомодульной орбитальной станции. Она позволяла убить сразу двух зайцев — загрузить шаттлы и создать форпост для будущих пилотируемых миссий на Марс и Луну. Один из ранних концептов начала 1980-х предполагал создание, как бы сейчас сказали, «дизайнерской» станции. Ее солнечные панели должны были располагаться в форме треугольника, внутри которого размещалась связка из пяти модулей.

Авторы другого конце​**а под условным название «Паук» (Spider) предлагали строить станцию на основе оборудования и техники, используемой для запуска шаттлов. Как не трудно заметить, станции должна была быть выстроена вокруг переоборудованного топливного бака челнока.

Следующий концепт, предложенный инженерами из космического центра им. Джонсона, получил название Power Tower. Он предполагал создание станции, состоящей из двух частей (энергетической и кластера модулей), соединенных между собой длиной фермой. Предполагалось, что такая компоновка стабилизирует станцию, что значительно уменьшит потребности в использовании двигателей для коррекций положения. Количество запусков шаттлов, необходимое для сборки Power Tower, оценивалось в 8 – 10.

В 1984 году президент Рейган официально анонсировал создание космической станции со скромным названием Freedom. После этого работы над проектом пошли полным ходом. Уже в следующем 1985 году специалистами из Lockheed и McDonnell-Douglas  был предложен новый, двухкилевой дизайн станции. В нем кластер из четырех модулей (два жилых и два научных) располагался в центре сооружения. Считалось, что такая компоновка создаст более стабильные условия для космических исследований.

Также станция должна была быть оснащена двумя стыковочными портами для спутников, и установками для перемещения в открытом космосе MMU. Предполагалось, что помимо научных исследований экипаж станции будет заниматься регулярным обслуживанием и ремонтом космической техники, которая будет стыковаться со станцией.

Постоянный экипаж Freedom должен был состоять из 8 человек. Запуск первого модуля планировался на январь 1993 года. Первый постоянный экипаж должен был заселиться на станцию через год после начала ее сборки. Стоимость строительства двухкилевой Freedom оценивалось в 18 миллиардов долларов, необходимое количество запусков шаттлов — в 21.

Стоит отметить, что далеко не все астронавты и инженеры NASA были в восторге от этого дизайна. Многие указывали, что подобная конструкция слишком сложна и неудобна в обслуживании, что будет подвергать экипаж ненужному риску во время работ в космосе. Другой проблемой было то, что у станции не предполагалось спасательного корабля на случай какого-либо ЧП (шаттлы не имели возможности находиться в космосе больше нескольких недель).

Катастрофа «Челленджера» все перевернула. Флот челноков оказался прикован к земле на несколько лет. NASA внесло ряд изменений в их конструкцию и серьезно изменило все стандарты безопасности. Переоценке подверглась и стоимость, а также сроки строительства Freedom. По новым расчетам, для сборки станции уже требовалось более 30 запусков шаттлов.

Чтобы уменьшить расходы, NASA отказалось от одного из стыковочных портов для спутников и предложило ESA, JAXA и CSA присоединиться к проекту. Европейцы и японцы должны были построить по лабораторному модулю, канадцы — руку-манипулятор.  Таким образом, вклад NASA уменьшался до двух модулей.

В следующем 1987 году дизайн Freedom снова подвергся коренной переработке. Было решено отказаться от двухкилевой схемы в пользу конструкции с одной длинной фермой (т.н. Baseline Сonfiguration). Сборка станции должна была быть разбита на два этапа. В рамках первой фазы предполагалось запустить ключевые модули, после чего в рамках второй фазы приступить к сборке фермы и установке на нее солнечных панелей.

Всего у станции должно было быть пять модулей: два жилых и три лабораторных. В новом дизайне уже не было портов для обслуживания спутников и  устновок MMU.

В 1988 году NASA, наконец, официально утвердило проект Freedom. Началось создание оборудования для станции. Однако вскоре дизайн Freedom подвергся очередной переработке. Дело в том, что бюджет агентства был сокращен. В результате у NASA не осталось другого выбора кроме как отказаться от значительной части научного оборудования и солнечных панелей, а также уменьшить размер жилых модулей. Теперь экипаж станции был ограничен четырьмя астронавтами, дата вывода первого модуля сдвинулась на 1995 год. Получивший «огрызок» стали называть Fred.

Но даже после всех урезаний проект все равно никак не получалось свести к запланированной смете. Ситуация казалось безнадежной — урезать Freedom было уже некуда, а американский Конгресс больше не желал больше финансировать проект, на который уже были потрачены значительные деньги, но по которому так и не было проведено ни одного запуска. Летом 1993 года состоялось голосование по предложению о прекращении дальнейшего финансирования станции — ему не хватило лишь одного голоса для принятия.
1280px-Space_Station_Freedom_design_1991.jpg
В этой ситуации у NASA оставалась лишь одна возможность спасти проект. Осень 1993 года состоялись переговоры, после которых было объявлено, что Россия присоединяется к проекту. Она должна была поставить базовый блок от станции «Мир-2» (он был переименован в «Звезда») и построить функциональный модуль «Заря».

Объединение проектов было разумным компромиссом в условиях, когда ни та, ни другая сторона не могла самостоятельно реализовать проект по созданию орбитальной станции. Для обозначения новой станции некоторое время использовалось имя «Альфа», но в итоге за ней все же закрепилось официальное обозначение Международная космическая станция.

По сути, новая станция представляла собой объединение усеченного варианта Freedom (с японским и европейским лабораторным модулем) и «Мира-2»
Дизайн МКС был окончательно утвержден в 1996 году. Сборка началась в ноябре 1998 года. Постоянный экипаж появился на борту станции в 2000 году. Из-за катастрофы «Колумбии», сборка основного сегмента МКС затянулась до 2011 года. Всего для этого потребовалось свыше 40 космических запусков, включая 35 полетов шаттлов.

Точную стоимость создания и эксплуатации МКС достаточно сложно определить. В зависимости от того, как считать, общие затраты на станцию (с учетом расходов по проекту Freedom) сейчас оцениваются в сумму от 100 до 150 миллиардов долларов. Вот так МКС выглядит в завершенном виде.