Avant le départ pour une station spatiale, il faut se préparer à vivre et travailler en impesanteur. De nombreuses qualités sont nécessaires, comme une bonne santé, aussi bien physique que mentale. Les astronautes suivent des cours théoriques et pratiques ainsi que des entraînements physiques intensifs. Il ne faut pas oublier que les astronautes sont avant tout des techniciens et des scientifiques et que derrière l'aspect sportif de la préparation se cache des connaissances de haut niveau.

        Pour se préparer à la vie en impesanteur, les astronautes utilisent un tabouret qui tourne à la vitesse d'un disque 33 tours par minute. Pendant qu'ils tournent sur ce tabouret, ils doivent incliner la tête de chaque côté pour habituer l'oreille interne, où se trouvent les organes de l’équilibre.

        Les astronautes utilisent une centrifugeuse, une sorte de bras de 18 mètre qui tourne de plus en plus vite. Les astronautes sont situés à l'extrémité du bras dans une capsule. Cet entraînement a un objectif simple, soumettre le corps à des forces extrêmement importantes pour le préparer au décollage et autres phases de vol soumises à des pressions considérables. La centrifugeuse peut faire subir des accélérations allant de 10 à 15 G.

        Pour être au plus proche des conditions et des sensations obtenues en impesanteur, ils s’entraînent dans de gigantesques piscines (23m de diamètre pour 12m de profondeur). Pour s'entraîner aux sorties extravéhiculaires, ils plongent dans ces piscines parés de leur équipement complet dans des reproductions des modules de l’ISS sur lesquels ils devront travailler une fois dans l’espace. Cet entraînement dure des dizaines d’heures ; il permet de pallier les moindres accrocs ou oublis fatals, comme oublier de s’arrimer à la navette ou la station et s’en éloigner sans retour possible.

        Pour éprouver l'effet d’impesanteur, les apprentis astronautes embarquent à bord d’avions spéciaux, tels le Boeing 707 de la NASA ou l’Airbus-Zéro G. Lorsque l'avion atteint 10 000 mètres d’altitude, l’engin effectue une trajectoire parabolique, induisant chute libre d’environ 2 500 mètres donc tout ce qui se trouve à bord se met à flotter. Après une vingtaine de secondes, le pilote remet les gaz. L’exercice semble violent, mais dans l’avion il se déroule tout en douceur ! Ce genre de vols permet donc aux futurs astronautes de s’adapter à effectuer des tâches en impesanteur, mais aussi s’adapter physiquement et biologiquement à l’état d’impesanteur.

Pas question de s’envoler pour l’espace sans maîtriser la seconde langue "officielle" : le russe. D’où un apprentissage intensif de deux mois (6 heures de cours par jour + 2 heures de conversations + 4 à 5 heures de travail personnel), suivi d’un mois en immersion dans une famille, à Saint-Pétersbourg. Ainsi, en un trimestre un astronaute absorbe le programme qu’un lycéen assimile en 5 ans.

        La nourriture joue un rôle primordial durant le voyage. Les astronautes constituent leurs menus 5 mois avant le décollage. Les boissons sont sous forme déshydratées.

        La lyophilisation est une méthode de conservation des aliments. Le procédé industriel de lyophilisation que nous utilisons aujourd'hui était autrefois appelé « cryodessiccation » en raison de la première phase de ce procédé qui est la congélation. Le terme « dessiccation » signifie qu'on dessèche le produit et « cryo » signifie « froid » en grec. La cryodessiccation a été inventée en 1904 par des physiciens français. Le terme de « lyophilisation » n'a été inventé que plus tard, en 1943, par le professeur Alexender Flemming (biologiste et pharmacologiste écossais).
        Ce procédé consiste à extraire l'eau d'un produit liquide, pâteux ou solide, à l'aide de la surgélation (qui est une technique de conservation des aliments basée sur le froid), puis d'une évaporation sous vide de la glace sans la faire fondre. Le principe de base est assez simple, lorsque l'on réchauffe de l'eau à l'état solide à très basse pression, l'eau se sublime puis la vapeur d'eau quitte le produit et on la capture par congélation à l'aide d'un condenseur, ou « piège froid ». Cette technique permet de conserver à la fois le volume, l'aspect et les propriétés du produit traité. La lyophilisation peut avoir lieu naturellement (séchage en montagne), ou, plus rapidement, dans un lyophilisateur.
        Les aliments lyophilisés peuvent se conserver pendant plusieurs années. L'emballage sous vide permet de conserver des vitamines qui se détériorent à l'air ambiant. C'est pourquoi la teneur en vitamine de ces aliments reste très proche du produit frais même après une longue période de stockage. L'emballage sous vide n'est pas nécessaire sur de courtes périodes.
        Se nourrir est un des besoins les plus fondamentaux de tout être vivant, c'est pourquoi la nutrition demeure un élément central du support de vie dans une station spatiale. C'est grâce à la lyophilisation que les astronautes peuvent se nourrir d'aliments de bonne qualité dans l'espace au cours de leurs missions.

        Les muscles représentent 30% de la masse du corps. Or, la taille, le tonus, la force et la capacité d'endurance des muscles diminuent en impesanteur, notamment pour les muscles des membres inférieurs, du bassin et du bas du dos. Pour lutter contre ce phénomène, il est primordial pour les astronautes de faire du sport. Les membres de l'équipage à bord de l'ISS utilisent un vélo-ergomètre et un tapis roulant pour faire des exercices cardiovasculaires.
        Sur le vélo-ergomètre l'astronaute place ses pieds sur des pédales et peut aussi utiliser des sangles de fixation à la taille, un support dorsal et des poignées pour se maintenir en équilibre.

        Le tapis roulant nécessite quant à lui l'utilisation d'un dispositif de charge qui permet de retenir l'astronaute. Deux cordons à ressort sont placés de chaque côté du tapis et fixés à un harnais qui s'installe autour de la taille de l'astronaute. On peut donner aux cordons une tension pouvant se situer entre 66 % et 100 % du poids de l'astronaute, en fonction du besoin de ce dernier.

        Des vêtements spéciaux sont aussi disponibles. La combinaison nommée «pingouin» impose des tensions musculaires sur les pieds, les épaules et les reins. Sanglés dans des élastiques extrêmement rigides, passant sur ses épaules et sous les pieds, le spationaute est tout recroquevillé. Pour retrouver une position normale, il est obligé de produire un effort pour s'étendre.

        L'eau est une denrée rare dans l'espace, c'est pourquoi toute l'eau doit être épuré et réutilisée. À bord de la station spatiale on aura recours à des processus physiques et chimiques pour décontaminer l’eau de même qu’à la filtration et à la stérilisation thermique pour assurer sa potabilité.

        Il est important de se divertir pour rester en bonne santé dans l'espace. Pour cela bon nombre d'éléments sont à la disposition des astronautes, comme par exemple des livres, des cartes, lecteurs CD compacte. Mais un des loisirs le plus fascinant peut être de regarder la Terre par le hublot de la station. Pour dormir les astronautes vont dans des couchettes individuelles où ils peuvent trouver une certaine intimité. C'est comme une petite chambre, ils peuvent accrocher des photographies, ranger leurs affaires etc. Chaque couchette est équipée d'une petite lampe de chevet, de tiroirs, petite tablette de travail et bien sûr, un sac de couchage. Des masques et des boules Quies sont mis à leur disposition.