Spacelab est un laboratoire de recherche réutilisable. Quand il est porté dans la soute de la navette spatiale, il convertit l’orbiteur en un centre polyvalent de recherche en orbite.
Fabriqué par un consortium européen sous la houlette de l’Agence spatiale européenne, en vertu d’un accord NASA/ESA, Spacelab est de conception modulaire et se compose de plusieurs composants interchangeables qui peuvent être assemblés de différentes manières pour répondre aux besoins d’une mission de recherche scientifique en particulier. Il se compose de deux éléments majeurs: un laboratoire habitable pressurisé appelé module, dans lequel les scientifiques peuvent travailler sans la lourdeur de combinaisons spatiales, et de plates-formes non pressurisées appelées palettes, destinées à soutenir des instruments tels que des télescopes, sondes et antennes qui nécessitent une exposition directe à l’espace. Ces éléments peuvent être utilisés séparément ou en diverses combinaisons. Ils sont retournés à terre, et réutilisés sur d’autres vols.
Le module pressurisé, ou laboratoire, est disponible en deux segments. Le premier, appelé segment de base, contient les systèmes de soutien, tels que les équipements informatiques pour les modules pressurisés et les palettes (si les palettes sont utilisées en association avec les modules pressurisés). Le second, appelé segment expérience, offre un espace supplémentaire de travail au laboratoire et ne contient que des racks destinés à recevoir les éléments d’expériences scientifiques. La plupart du temps composé de deux segments, le laboratoire peut atteindre une longueur de 5,4 m.
Les palettes sont conçues pour de grands instruments, pour des expériences nécessitant une exposition directe à l’espace ou pour des systèmes nécessitant des champs dégagés ou à larges champs de vision, comme les télescopes, les antennes et capteurs (par exemple, des radiomètres et radars). Les palettes en forme de U sont recouvertes de panneaux en aluminium avec une structure en nid d’abeille. Jusqu’à cinq segments peuvent être embarqués sur une seule mission. Les palettes sont maintenues en place dans la soute par un ensemble de cinq fixations. Des joints dits « Pallet-to-pallet » de palettes à palettes sont utilisés pour connecter les palettes pour former une structure rigide unique appelée un train de palettes. Douze joints sont utilisés pour connecter deux palettes.
En raison du centre de gravité de l’orbiteur, le module pressurisé Spacelab ne peut pas être installé à l’extrémité avant de la soute. Par conséquent, un tunnel pressurisé est prévu pour l’équipage et le transfert d’équipements entre le compartiment de l’équipage et le module Spacelab. Le tunnel de transfert est une structure cylindrique avec un diamètre interne dégagé de 1 mètre. Le cylindre est assemblé par sections pour permettre le réglage de longueur pour des configurations de modules différentes. Deux longueurs de tunnel peuvent être utilisées, un long tunnel de 5,75 mètres et un tunnel court de 2,65 mètres.
Pour la mission STS-9, Spacelab-1 est constitué du double module pressurisé et d’une seule palette extérieure non-pressurisée.
Recensement des expériences Spacelab-1