Studi approfonditi della NASA e indipendenti hanno scoperto che tutti i materiali necessari per la colonizzazione spaziale sono disponibili dalla Luna e dagli oggetti vicini alla Terra e che l’energia solare è abbondante nello spazio. Non saranno necessarie scoperte scientifiche fondamentali per costruire colonie spaziali – anche se sicuramente non potrebbero far male – la sfida è principalmente una questione di ingegneria e costi. Numerose colonie spaziali sono state progettate a vari livelli di dettaglio, ma tutte sono proibitive in termini di economia di oggi. Tuttavia, possiamo aspettarci che la situazione cambi con i miglioramenti della tecnologia. Molti vedono i viaggi nello spazio e la colonizzazione come il destino dell’umanità.
I due maggiori ostacoli alla costruzione di colonie spaziali oggi sono i rischi per la salute della microgravità e gli elevati costi di lancio.
Vivere in un ambiente di microgravità è difficile. L’esercizio fisico frequente è necessario per mantenere la massa muscolare, alcune persone soffrono di “mal di spazio”, simile al mal di mare, il viso si gonfia e la maggior parte dei visitatori dello spazio soffre di flatulenza incontrollabile. Tutti i cibi friabili sono vietati, per timore che galleggino e entrino nell’elettronica e creino un disordine difficile da pulire. Per l’abitazione spaziale a lungo termine per un gran numero di persone, la microgravità non ha senso. Una vera colonia spaziale dovrebbe ruotare per creare gravità artificiale. Pertanto, la maggior parte delle colonie spaziali sarà probabilmente cilindri o toroidi.
Una colonia spaziale delle dimensioni di una piccola città, circa 2,000 abitanti, dovrebbe pesare circa un milione di tonnellate ed essere lunga circa 1 km (0.6 mi) per avere spazio sufficiente per laboratori, officine meccaniche, caserme dei vigili del fuoco, stazioni di polizia, residenze private , giardini, piscine, depositi per cibo e acqua, schermatura contro le radiazioni, strutture di attracco, una baia per la robotica e un piccolo ospedale: in pratica, servizi sufficienti per rendere la vita nello spazio tollerabile e sicura. In confronto, l’Empire State Building pesa 370,000 tonnellate, è alto 381 m (1,250 piedi) e ha uffici a sufficienza per 22,000 dipendenti.
Le due principali sfide della costruzione di una struttura da un milione di tonnellate nello spazio sono il lavoro di costruzione, che sarebbe svolto al meglio da robot in grado di costruire altri robot da materie prime, e portare tutto quel materiale in orbita, che sarebbe troppo costoso se fosse lanciato tutto dalla superficie terrestre. Ai prezzi odierni, lanciare un milione di tonnellate di materiale fuori dall’atmosfera costerebbe diversi trilioni di dollari USA. Il trucco è usare oggetti o materiali Near Earth lanciati dalla superficie della Luna, dove la gravità è molto più bassa e i lanci sono molto più economici. Il più grande asteroide Near-Earth, 1036 Ganymed, è largo 31 km (19 mi) e ha una massa di 3.6 × 1013 tonnellate, abbastanza per costruire trenta milioni di piccole colonie spaziali.
A causa di tutto il lavoro pericoloso coinvolto, i robot avrebbero preso il comando nella costruzione, atterrando su un oggetto vicino alla Terra, strappandone pezzi, guidandolo nell’orbita terrestre e trasformandolo in materiali per impalcature. Una volta creato un toro o un cilindro sigillato, pompato pieno di ossigeno e messo in rotazione, i lavoratori umani potrebbero costruire l’interno a loro piacimento. La maggior parte dei materiali e delle tecnologie strutturali potrebbe essere costruita in loco da materie prime.
Nessuno sa davvero quando una colonia spaziale diventerà possibile, ma sembra che la crescente industria del turismo spaziale accelererà sicuramente le cose. Almeno due società hanno già annunciato piani per costruire hotel spaziali e una società, la Bigelow Aerospace, ha già un modulo di prova in orbita.