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La société a repris les développements et brevets du projet Transhab de la NASA qui envisageait d’exploiter cette technique pour la Station spatiale internationale car elle permettait un gain important de masse. La société a développé plusieurs prototypes de modules gonflables dont deux, Genesis I et Genesis II, ont été mis en orbite en 2006 et 2007.
Un troisième prototype BEAM doit être lancé en 2015 et amarré à la Station spatiale internationale. Bigelow a développé plusieurs projets plus ambitieux mais ceux-ci ont été jusqu’à présent annulés (Galaxy, Sundancer) ou leur date de mise en orbite a été repoussée (BA 330).
Les recherches de la société, dans laquelle plus de 250 millions US$ (2013) ont été jusqu’à présent investies, sont financées par la fortune de son créateur propriétaire de la chaîne d’hôtels Budget Suites of America. Bigelow Aerospace emploie une centaine de personnes et son siège social est situé à North Las Vegas (Nevada, États-Unis).
Un module extensible est une structure qui comporte une coque extérieure souple, permettant une réduction du diamètre pour le lancement et du poids total. Une fois en orbite, le module est gonflé pour fournir plus d’espace de travail et d’espace de vie, et de détente pour les astronautes. De tels modules extensibles ont d’abord été proposés et conçus par la NASA en vertu du programme Transhab. Après l’annulation de ce programme, Bigelow Aerospace a conclu trois ententes visant la Space Act, selon lesquelles Bigelow Aerospace est la seule à pouvoir commercialiser plusieurs des technologies clés des modules extensibles de la NASA.
La société développe une famille de prototypes de modules et de stations spatiales de production commerciale.
Bigelow Aerospace prévoit que ses modules gonflables soient plus durables que les modules rigides. C’est partiellement dû à l’utilisation par la société de plusieurs couches de Vectran, un matériau deux fois plus robuste que le kevlar, et aussi parce que, en théorie, des parois souples devraient être en mesure de mieux supporter les impacts de micrométéorites que des parois rigides. Dans les essais au sol, des micrométéorites qui ont été capables de perforer les matériaux standard des modules de l’ISS, ont seulement pénétré à mi-épaisseur des parois Bigelow. Le directeur des opérations, Mike Gold a estimé que les modules Bigelow ne souffriraient pas autant des mêmes problèmes d’éclatements locaux que les modules métalliques. Il pourrait en résulter un gain de temps allant jusqu’à 24 heures pour remédier aux perforations par comparaisons aux résultats relatifs aux dommages par des micrométéorites les plus graves pour la paroi standard de l’ISS.