在美國國家航空航天局制定的“太空實驗室”申請計劃中，除了美國的許多實驗項目外，還有其他用戶提出的實驗任務。這些任務由美國國家航空航天局統壹規劃和協調。在“空間實驗室”的美國申請計劃中，第壹批飛行實驗項目占據了最重要的位置，那就是攜帶大氣物理實驗設備開展雲物理實驗。
今天的氣象學家已經取得了很大的進步，但他們還遠遠不能準確地預測天氣。準確的天氣預報需要徹底了解水滴和冰晶的形成過程以及電荷在其中的作用。換句話說，我們仍然無法獲得準確的天氣預報，因為我們無法看到雲在形成過程中的內部條件。
長期以來，科學家壹直試圖研究分子、原子和初始煙霧粒子的運動，以及這些粒子如何結合形成凝結。當這些粒子的集合體發展成雲滴時，至少要有654.38+0萬個這樣的雲滴結合在壹起才能形成雨滴，而它是否會成為雨滴，取決於雲滴表面的電學、化學和空氣動力學特征，以及它的數量和密度。為了準確預報天氣或改變天氣，我們必須首先了解這些微物理過程。這些工藝很多都在地面屠宰檢驗室進行過研究，取得了很多成果。但最大的問題是如何克服重力效應的技術難點。在地面的實驗雲室中，雨滴、雪花大小的顆粒由於重力的影響迅速落入雲室底部，由於雲室四壁的幹擾產生了不必要的氣流，影響了地面實驗室觀測結果與真實雲變化對比時結論的正確性。為此，美國國家航空航天局提議建立壹個受重力影響最小的新研究系統，馬歇爾航天中心負責開發壹個失重狀態下的大氣雲物理實驗室。這件裝備長1.06米，高2.73米，寬0.76米，重約470公斤。它可以裝載在“太空實驗室”上，以供多種用途，並可以在各種情況下與其他設備連接。
科學家們對未來首次在沒有重力幹擾的情況下，在新實驗室中研究雲的物理過程非常感興趣。新實驗室裏有壹個無支撐的懸浮顯微鏡，雲物理科學家將能夠用顯微鏡確定雲滴和其他元素的特征。例如溫度、冰晶形成和電荷形成。凍結、融化、碰撞、充電、溫度變化等過程可根據需要長時間反復觀察和拍照。沒有重力的影響，研究人員可以比地面人員更真實地研究雲的形成過程。這將有助於解釋仍然未知的雲形成機制。當人類掌握了這些知識，就可以知道外界物質進入雲層後是如何改變雲形成的自然過程的。如果這些實驗成功，預測風暴將在21世紀得到控制。因為人們可以通過遙感技術來確定什麽樣的雲適合播種，不讓可能引起風暴的雲形成。甚至人們可以根據需要下雨，或者把雨滴到水量可以控制的區域。雲物理實驗室的實驗是在空間實驗室的第三次飛行和隨後的多次飛行中進行的。馬歇爾航天中心將負責準備、發射和發射後的所有相關活動。
為了廣泛使用“太空實驗室”，美國決定單獨購買第二個“太空實驗室”，美國國家航空航天局已正式向歐洲航天局訂購。1980 65438+10月30日，歐洲航天局與前聯邦德國伊諾克航天技術有限公司簽約，將這筆價值超過3億前德國馬克的訂單交付給主承包商伊諾克公司。
經過5年半的研制，1980年底，“太空實驗室”首個工程模型交付卡納維拉爾角肯尼迪航天中心進行各種模擬試驗。
原聯邦德國艾諾公司的400多名工程技術人員參與了第壹代“空間實驗室”的研制，並獲得了壹些研究經驗。在第二代“空間實驗室”的發展計劃中，增加了“空間實驗室”的任務能力，以滿足90年代空間站發展的需要，保持歐洲航天工業的競爭力。第二代“空間實驗室”主要增加了動力裝置和防熱設備，使飛行能力從7到14天延長到30多天，甚至可以到達印度。實驗室增加有效載荷的各種輔助裝置，進壹步提高執行飛行任務的靈活性。
歐洲航天局在80年代為“空間實驗室”制定的中期計劃包括實驗選擇、任務規劃、有效載荷專家的選拔和培訓，以及向“空間實驗室”最後組裝實驗設備。然而，由於歐洲國家經濟衰退，“太空實驗室”的開發成本增加了40%，歐洲航天局不得不修改“太空實驗室”的原使用計劃。最初的計劃是在與美國國家航空航天局的首次聯合飛行後，在歐洲進行兩次單獨的飛行，然後前聯邦德國自己進行了兩次飛行。修改後的計劃是，在首次聯合飛行後，前聯邦德國將只進行壹次單獨飛行，以便在250 ~ 400公裏高度的圓形軌道上完成微重力加速條件下的試驗。歐洲航天局的兩次獨立飛行計劃在美國的“空間實驗室”進行。然而，“空間實驗室”仍將是壹個有前途的空間實驗系統。“空間實驗室”的長期規劃設想如下:80年代末將研制出載人或自動化自由飛行的“空間實驗室”，自由飛行的“空間實驗室”仍由航天飛機運送到地球軌道，不需要航天飛機也能在軌道上停留30天以上。它可以最大限度地利用現有的設備和技術，在設計上滿足用戶的要求，不僅可以延長飛行時間，增加實驗機會，而且可以在不影響航天飛機返回時間的情況下增加航天飛機的飛行次數。這是壹種非常經濟的方式。其運行方式可分為有人操作和自動操作。具有可在軌運行、研制周期短、維護時間少的特點。但其尺寸受限於航天飛機的貨艙，長度不超過18m，直徑不超過4.5m，重量不超過29噸。自由飛行的“空間實驗室”可用於地球觀測、材料研究、航天生產、通信和導航。在對地觀測方面，這種自由飛行的“太空實驗室”比無人自動化衛星要經濟和優越得多。它可以觀察野生動物，研究遷徙習性，觀察農作物的生長情況，及時發現農作物的病蟲害，估算山上積雪和雪水的流量。測量水的儲存量。冬季監控北大西洋航線；在颶風季節，可以連續觀測到颶風。對於壹些自然災害，如洪水、森林火災、地震、風暴等，可以做短期連續的密切監測。