La colonie spatial pourra être une alternative ou bien le dernier recours après les terraformations ou les fabrications de planètes artificielles. De toute façon arrivera un moment où l’on sera obligé de quitter le système solaire pour un autre et cela nécessitera plusieurs générations.
Une colonie spatiale est une une installation permanente plutôt qu’un relais orbital ou autre installation spécialisée. Cela pourrait être plus qu’un grand vaisseau, c’est-à-dire un environnement dans lequel une population vivrait, travaillerait et fonderait des familles.
Beaucoup de concepts ont été développés avec un degré variable de réalisme par aussi bien des ingénieurs que des auteurs de science-fiction.
Pour la fabrication on pourrait utiliser un gros astéroïde dont on utiliserait en partie les minerais déjà présent pour le transformer en colonie. L’idéal serait que la colonie spatiale puisse avoir au moins la taille de la Lune.
Plusieurs types de colonie spatiales ont été imaginées : les colonies en forme de roue, les colonies de O’Neill, les sphères de Bernal…Quoi qu’il en soit la colonie spatiale constituera un habitat durable pour l’homme dans lequel ce dernier pourra s’épanouir autant que sur Terre. Suivant sa taille et sa structure elle pourrait abriter des villes, des montagnes, des terrains d’agriculture… c’est à dire un environnement similaire au notre.
Une gravité, des températures ainsi qu’une pression atmosphérique avec les même pressions partielle d’oxygène, de dioxyde de carbone et d’azote, constitueront un environnement optimal pour tout habitat dans l’espace.
La gravité serait produite par un mouvement de rotation du corps artificiel. L’oxygène nécessaire pourrait être obtenu à partir de roche lunaire. L’azote, disponible sur terre, est aussi présent sous forme d’ammoniac et peut être aussi obtenu à partir de comètes et des lunes des planètes extérieures ainsi que dans d’autres corps du système solaire externe.
L’air d’une colonie pourrait être renouvelé de plusieurs façons; la méthode la plus évidente est de fabriquer des jardins et d’utiliser la photosynthèse, éventuellement via la culture hydroponique. Cependant, celles-ci ne supprime pas certains polluants industriels, tels que les huiles volatiles, et l’excès de gaz moléculaires simples.
Les matières organiques pour la production de la nourriture devront également être fournies. Dans un premier temps, elles seront importées de la Lune, des astéroïdes, ou de la Terre. Après cela, le recyclage devrait permettre de réduire la nécessité d’importer comme c’est le cas pour la station spatiale internationale. Une méthode de recyclage proposée commencerait par la combustion du distillat cryogénique, des plantes, des déchets organiques et des eaux usées. Le dioxyde de carbone résultant et de l’eau serait immédiatement utilisable dans l’agriculture.