スペースコロニー
構造物を一から建造するのではなく、小惑星や小型衛星などの天然天体の内部をくり貫き、内側を居住区域とするもの。
建造資材を自己調達できるメリットがある。
アニメ『革命機ヴァルヴレイヴ』 外観は小型(直径200〜300kmほど)のダイソン球を模したデザインになっている。中心に浮かぶ人工太陽の周囲にハニカム型をした直径10kmほどの居住ブロック(モジュール)が多数取り囲み、球状を形成している。
砂時計のくびれ部分が中心回転軸で、両の底の部分にある居住区に人工重力を発生させる。
アニメ『機動戦士ガンダムSEED』シリーズのプラント
アニメ『LAST EXILE』
コロニーは真空中に存在することから、巨大な魔法瓶に類似しているといえる。したがって、取り入れた太陽光と生命活動から生じる熱を除去するためのラジエーターが必要となる。非常に小さなコロニーでは、コロニーと一緒に回転する放熱翼を持つ方式が考えられる。この方式では、対流により暖かい空気が翼に集められ、冷たい空気はコロニー内へと沈んでいくだろう。また、他の方式としては、中心的なラジエーターにより冷やした水などを冷却材として分配するというものも考えられる。
有機物の大部分は、初めは月や小惑星、または地球から輸入しなければならない。だがその後は、リサイクルにより輸入の必要性を減らすことができる。
提案されているリサイクル方法の一つとして、低温の蒸留物、植物、ゴミ、それに下水を電気アーク(英語版)で焼却して、それをさらに蒸留するものがある。それにより、二酸化炭素と水は直ぐに農場で使用できるだろう。灰の中の硝酸塩と塩は、水に溶かすことで純粋な鉱物に分離される。ほとんどの硝酸塩、カリウム、ナトリウム塩は有効に肥料としてリサイクルできるだろう。
鉄、ニッケル、およびシリコンを含むその他の鉱物は、まとめて化学的に精製して工業用に再利用できる。残ったごく一部(重量にして0.01%未満)の資源は無重力下の質量分光法で純粋な元素へと処理し、肥料や工業資材へと加えることができる。この方法はNASAの研究で証明された手段であり、人々が実際にスペースコロニーで生活を始めれば、より洗練された方法がとられるようになるだろう。
映画『インターステラー』 劇中最後に主人公の娘マーフが重力に関する方程式の解を発見し、重力制御が可能になったことにより建設され、深刻な環境破壊で居住困難になりつつあった地球から人類が救われた。
アニメ他『ガンダムシリーズ』 関連項目: サイド (ガンダムシリーズ)、コロニー落とし、コロニーレーザー
小説『クレギオン』シリーズ(野尻抱介)
小説『ネジ式ザゼツキー』(島田荘司)
ゲーム『トキオ 〜東京都第24区〜』
ゲーム『ポリスノーツ』
ゲーム『ラグランジュポイント』
漫画『とっても少年探検隊』(あろひろし) 妄想竹という植物で建造された竹製コロニー
漫画『スリックスター』(板橋しゅうほう)
漫画『ムーン・チャイルド』(佐藤史生) 続編の『楕円軌道ラプソディ』にも登場
アニメ『タイムパトロール隊オタスケマン』 第24話にてトンマノマントの改竄取引に応じなかった武田信玄が転移された無人の廃棄コロニー。
アニメ『宇宙をかける少女』 劇中にて「オニール型の島3号に姿が酷似している」との発言がある。
アニメ『ノーラ』
アニメ『エレメントハンター』
アニメ『宇宙戦艦ヤマト 完結編』
ドラマ『オアシスを求めて』
アメリカ合衆国では1984年のレーガン大統領の年頭教書にスペース・ステーション計画が盛り込まれた。
スペース・コロニーについてはアメリカ合衆国の宇宙計画で正規の調査予算が組まれたこともあったが、その後は議論が沈静化している。その理由としては、第一に建設コストが大きく、材料を地球や月に依存する点がある。第二に銀河由来の恒常的なものに由来する、または太陽の突発的活動(スーパーフレア等)に由来する有害宇宙線が強く、その蓄積した知見からは人間が一生涯を送る場として宇宙空間は不適であるとみられる点がある。
そのため地球周回軌道の構造物としてではなく、小惑星にコロニーを建設する構想もある。
バナール球は、1929年にジョン・デスモンド・バナールが提案したデザイン。
原案では、直径16kmの球殻に2万~3万人の人口を想定していた。後にスタンフォード大学にて再設計され、直径500m、1万人の人口で、1.9rpmで回転して赤道部分に地球と同等の重力を持つ構造のものが提唱されるようになった。この設計案では、太陽光は外部に設置された鏡にて反射され、極付近の大きな窓から取り込まれる。この再設計したものは、オニールの著書ハイ・フロンティアにて島1号 (Island One) と呼ばれている。また、直径1.8km、人口14万人に拡大したものは島2号 (Island Two) と呼ばれている。
バナール球(外観)
バナール球(内部が見える構図)
別バージョンのバナール球
基本的に、殆どのコロニーのデザインは、巨大で、薄い壁に覆われた圧力容器とみなすことができる。コロニー内部に地球と同じ大気を実現するには大量の酸素と窒素を必要とする。そのうち、酸素は月の石などの地球外物質を原料としても入手可能である。
窒素は地球から入手できるが、消費分を地球から輸送するには多大な費用がかかるため、コロニー内で空気のリサイクルを行う必要がある。空気は様々な方法でリサイクルすることが可能であり、植物の光合成(できれば水耕栽培か森林庭園)を利用する方法が代表的である。しかしながら、工業汚染(たとえば揮発油や過剰の分子性ガス)については別途に処理装置を設ける必要がある。
原子力潜水艦などで使われている標準的な方法として、触媒としてバーナーを使うものがあり、これは殆どの有機物を取り除くのに効果的である。それ以上の安全のために、小さな低温の蒸留装置で徐々に不純物(水銀蒸気やバーナーでは除去できない希ガス)を取り除く必要があるかもしれない。