С самого начала проведения в США программы «Аполлон» рассматривались возможности применения составных частей космической системы «Сатурн-Аполлон» для будущих полетов другого назначения.

В начале 60-х гг. были рассмотрены проекты новых или модифицированных полетов с использованием составных частей ракеты-носителя и корабля космической системы «Аполлон». Один из таких проектов, рассмотренный тогда, предусматривал использование модифицированного основного блока корабля «Аполлон» (ОБК) для установки на нем ряда небольших солнечных телескопов, которые бы развертывались и управлялись на орбите космонавтами, а полученные фотоснимки возвращались на Землю на борту командного модуля (рис. 3).

По мере изучения возможностей использования системы «Аполлон» развивались и проекты по более обширным наблюдениям Солнца с помощью системы телескопов, установленных на командном модуле системы «Аполлон». Эскизный проект, утвержденный в марте 1966 г., предусматривал систему из трех Экспериментальных Модулей, состоящих из Орбитального блока (отработанные ступени S-IVB ракеты «Сатурн») и установленных на нем четырех комплектов астрономических приборов ATM. Как известно, ступень S-IVB используется как вторая ступень ракеты-носителя «Сатурн-IB» и как третья ступень ракеты-носителя «Сатурн-V».

Рис. 3. Предварительный проект (1960 г.) установки телескопов на основной блок корабля «Аполлон»

В соответствии с этим планом орбитальная лаборатория размещается в пустой ступени S-IVB. Эта ступень должна быть выведена в космос как часть ракеты-носителя «Сатурн-IB», доставляющей в космос ОБК с экипажем. После того, как ступень S-IVB израсходует все свое топливо, космонавты на командном модуле должны состыковаться со ступенью и проникнуть в пустой бак водорода ступени через систему шлюзов. Во время этого полета в командном модуле ОБК был запланирован ряд биологических и медицинских экспериментов. В то время никаких специальных помещений для команды в ступени S-IVB не предусматривалось и вся физическая активность космонавтов сводилась к ознакомлению с перемещением в закрытом пространстве в условиях невесомости. Этот подход использования ступени S-IVB был предвестником современной станции «Скайлэб».

Новая программа, объявленная в декабре 1966 г., предусматривала два запуска корабля «Сатурн-IB» в один день, беспилотный и пилотируемый. Космонавты должны были дооборудовать ступень S-IVB беспилотного корабля необходимыми приборами и создать жизнеобеспечивающую атмосферу в отработанном баке водорода для того, чтобы работать в лаборатории без специальных костюмов. Ступень, разделенная на два отсека, перед стартом должна быть оборудована основными приборами и внутренней стенкой. Кроме того, на ступени S-IVB должны быть установлены шлюзовая камера и причальная конструкция для обеспечения стыковки с командным модулем, доставляющим космонавтов. Ступень S-IVB, шлюзовая камера, причальная конструкция стали основными элементами проекта будущей орбитальной лаборатории, получившей название «Орбитал уоркшоп» («Космическая мастерская»).

Рис.4. Составные элементы программы «Скайлэб»; 1 — ракета-носитель "Сатурн-V" для вывода станции «Скайлэб» на околоземную орбиту; 2 — три ракеты-носителя "Сатурн-IB" для доставки на орбитальную станцию «Скайлэб» сменных экипажей в модернизированном основным блоке корабля «Аполлон»; 3 — орбитальная станция «Скайлэб» с пристыкованным основным блоком корабля «Аполлон».

Эта программа также выдвинула «групповую концепцию», которая предусматривала присоединение дополнительных элементов к лаборатории. Так, например, модифицированный лунный модуль, использовавшийся космонавтами для старта с Луны, должен быть выведен на орбиту на одном корабле с комплектом астрономических приборов ATM, причем лунный модуль должен был управлять комплектом астрономических приборов ATM в полете. За стартом беспилотного корабля должен был последовать старт орбитального корабля с экипажем. Лунный модуль и комплект астрономических приборов ATM должны быть пристыкованы к стыковочному узлу на боковой поверхности причальной конструкции, а ОБК с экипажем — к стыковочному узлу на конце причальной конструкции.

Такая лаборатория была названа "мокрым" вариантом, потому что ступень S-IVB, используемая для орбитальной лаборатории, должна быть запущена «мокрой», т.е. наполненной топливом, которое к моменту выхода на орбиту должно быть полностью израсходовано. Отработанный водородный бак должен освобождаться от оставшегося топлива и заполняться жизнеобеспечивающей атмосферой.

В марте 1967 г. было решено, что станция «Орбитал уоркшоп» должна иметь солнечные панели для получения электроэнергии. Необходимость в производстве дополнительной электроэнергии была вызвана тем, что космонавты должны были жить на орбитальной станции. Ранее предполагалось, что ОБК обеспечит электрической энергией всю станцию, кроме комплекта астрономических приборов ATM, который должен иметь свою систему электроснабжения.

Ограниченные финансовые возможности программы привели к сокращению числа стартов и переносу времени этих запусков на более поздние сроки.

Вариант программы, предусматривающий два старта «Сатурн-V» с двумя орбитальными блоками и двумя комплектами астрономических приборов ATM и семь стартов «Сатурн-IB», был разработан в 1969 г. Первый запуск станции планировался на июль 1972 г.

24 февраля 1970 г. программа создания орбитальной станции получила название «Скайлэб» («Небесная лаборатория»). Орбитальная станция «Скайлэб» состояла из орбитального блока на основе ступени S-IVB, шлюзовой камеры, причальной конструкции и комплекта астрономических приборов (рис. 4). В начале 1971 г. день старта был перенесен на 30 апреля 1973 г.

Разработка и изготовление систем станции «Скайлэб» производились под руководством и по контрактам НАСА.