Les colonies spatiales proposées peuvent être divisées en trois catégories générales; des colonies sur des satellites ou des astéroïdes, des colonies sur d’autres planètes (bien que l’on ne puisse pas considérer ces colonies spatiales, en soi) et des colonies spatiales entièrement artificielles.
Les écrivains de science-fiction ont discuté de ces possibilités presque depuis le début du métier lui-même. Par exemple, en 1869, Edward Everett Hale a écrit The Brick Moon, une histoire sur une station spatiale artificielle faite de briques. En 1929, le Dr John Desmond Bernal a conçu la sphère de Bernal, une colonie spatiale en rotation d’un diamètre d’environ 15 kilomètres (9.3 miles), remplie d’air et colonisée autour de l’équateur, où la rotation de la colonie créerait une force centrifuge pour simuler la gravité terrestre.
Dans les années 60 et 70, la spéculation et la recherche sur la possibilité de colonies spatiales ont connu une renaissance, provoquée par la course à l’espace. L’un des penseurs les plus éminents participant à la conception et à la défense des colonies spatiales était le physicien de Princeton Gerard O’Neill, qui en 1969 a posé la question provocatrice : La surface d’une planète est-elle vraiment le bon endroit pour une civilisation technologique en expansion ? Tout au long des années 70, O’Neill a dirigé des ateliers qui ont étudié en détail plusieurs conceptions de colonies spatiales proposées. Une étude d’été de la NASA en 1975 a examiné trois conceptions principales, appelées Island One, Island Two et Island Three. Tous trois sont basés sur le principe d’une écologie artificielle autosuffisante au sein de la station, appelée arcologie.
Island One était la sphère de Bernal, une conception fermée (bonne pour se protéger contre les radiations), à l’exception des pôles, qui seraient laissés ouverts pour permettre aux miroirs de rediriger la lumière du soleil de l’extérieur vers l’intérieur de la colonie. L’île 10,000 était le tore de Stanford, un tore d’un kilomètre de large tournant pour produire une gravité artificielle sur le côté intérieur de l’anneau. Le centre du tore pourrait alors servir de station d’accueil pratique pour les engins spatiaux s’approchant via les pôles. Island Three était le cylindre O’Neill, un tube tournant conçu pour contenir XNUMX XNUMX personnes. Cette conception est probablement la colonie spatiale la plus populaire représentée dans la science-fiction.
Les conceptions non tournantes sont généralement présentées à la condition que les humains et nos écologies de soutien puissent s’adapter ou être repensés pour fonctionner en apesanteur continue. Cette possibilité est intéressante car les conceptions ne nécessitant pas de gravité artificielle peuvent tirer davantage parti d’un volume d’espace et de matériau donné. L’auteur Marshall T. Savage a proposé l’idée de bulles gonflables dans son livre The Millennium Project, des unités modulaires qui utiliseraient une peau d’eau pour la protection contre les rayonnements et seraient connectées entre elles dans de vastes réseaux ouverts. Au lieu de dépendre de travailleurs humains pour la fabrication et l’installation, les colonies spatiales avancées pourraient utiliser une robotique avancée pour maintenir les colonies spatiales et en créer de nouvelles.
Il est communément admis que des colonies spatiales seront un jour créées, que ce soit pour des raisons commerciales, militaires, économiques ou personnelles. Si les colonies spatiales possèdent la capacité de produire de nouvelles colonies spatiales et parcourent de longues distances pour obtenir des ressources à cette fin, le résultat final pourrait être la colonisation de l’intégralité de notre univers habitable. Ce processus commencerait avec la création de la première colonie spatiale autonome, un événement que beaucoup considèrent comme susceptible de se produire avant 2040.