Föreslagna rymdkolonier kan delas upp i tre generella kategorier; kolonier på satelliter eller asteroider, kolonier på andra planeter (även om man kanske inte betraktar dessa ”rymdkolonier” i sig), och helt konstgjorda rymdkolonier.
Science fiction-författare har diskuterat dessa möjligheter nästan sedan själva hantverkets början. Till exempel, 1869, skrev Edward Everett Hale The Brick Moon, en berättelse om en konstgjord rymdstation gjord av tegel. 1929 tänkte Dr. John Desmond Bernal på Bernal-sfären, en roterande rymdkoloni med en diameter på cirka 15 kilometer (9.3 miles), fylld med luft och koloniserade runt ekvatorn, där rotationen av kolonin skulle skapa centrifugalkraft för att simulera jordens gravitation.
På 60- och 70-talen fick spekulation och forskning om möjligheten till rymdkolonier en renässans, som rymdkapplöpningen. En av de mest framstående tänkarna som deltog i utformningen och förespråkandet av rymdkolonier var Princeton-fysikern Gerard O’Neill, som 1969 ställde den provocerande frågan: ”Är ytan på en planet verkligen rätt plats för en expanderande teknisk civilisation?” Under hela 70-talet ledde O’Neill workshops som undersökte flera föreslagna rymdkolonidesigner i detalj. En NASA-sommarstudie 1975 undersökte tre primära design, kallad Island One, Island Two och Island Three. Alla tre är baserade på premissen om en självförsörjande, artificiell ekologi inom stationen, kallad en arkologi.
Island One var Bernal-sfären, en innesluten design (bra för att skydda mot strålning), förutom polerna, som skulle lämnas öppna för att tillåta speglar att omdirigera solljus från utsidan till det inre av kolonin. Ö två var Stanford torus, en mils bred torus som snurrade för att producera artificiell gravitation på insidan av ringen. Mitten av torus kan då fungera som en bekväm dockningsstation för rymdfarkoster som närmar sig via polerna. Island Three var O’Neill-cylindern, ett snurrande rör designat för att rymma 10,000 XNUMX personer. Denna design är förmodligen den mest populära rymdkolonin som porträtteras inom sci-fi.
Icke-snurrande konstruktioner presenteras i allmänhet med villkoret att människor och våra stödjande ekologier kan anpassas eller omkonstrueras för att fungera i kontinuerlig tyngdkraft. Denna möjlighet är attraktiv eftersom konstruktioner som saknar kravet på artificiell gravitation kan dra större fördel av en given volym av utrymme och material. Författaren Marshall T. Savage föreslog idén om uppblåsbara bubblor i sin bok The Millennium Project, modulära enheter som skulle använda en hud av vatten för strålskydd och kopplas samman i stora, öppna nätverk. Istället för att vara beroende av mänskliga arbetare för tillverkning och installation, kan avancerade rymdkolonier använda avancerad robotik för att underhålla rymdkolonier och skapa nya.
Det är allmänt erkänt att rymdkolonier en dag kommer att skapas, oavsett om det är av kommersiella, militära, ekonomiska eller personliga skäl. Om rymdkolonier har förmågan att producera nya rymdkolonier och reser långa sträckor för att skaffa resurser för detta ändamål, kan det slutliga resultatet bli koloniseringen av hela vårt beboeliga universum. Denna process skulle börja med skapandet av den första självförsörjande rymdkolonin, en händelse som många ser som sannolikt att inträffa före år 2040.