As colónias espaciais são um resultado razoável da atual corrida espacial e por muitas outras razões, incluindo as económicas: de facto, a colonização espacial poderia ser usada para encontrar e fornecer recursos para as necessidades do nosso planeta natal, tais como energia limpa (usando painéis solares para recolher a energia do sol e convertê-la em energia). As colónias espaciais poderiam acomodar um nicho ecológico mais vasto para a nossa espécie e poderiam também fornecer novas pátrias, como as colónias do século XV, quando Colombo descobriu a América, para uma expansão da humanidade para além das fronteiras naturais do nosso planeta.

A corrida ao espaço tornou-se mais viável não só devido aos grandes avanços da astrofísica e da astronáutica, mas também devido à propulsão por foguetões e aos poderosos investimentos e interesses de bilionários e visionários privados como Elon Musk, Jeff Bezos e Richard Branson, mesmo que a sua abordagem a este sector se baseie em interesses económicos futuros que poderão concretizar-se em breve com o chamado "turismo espacial". Sem esquecer que a atividade espacial comercial deverá crescer exponencialmente num futuro próximo.

A Estação Espacial Internacional (ISS) tem sido fundamental para acumular experiência e uma grande quantidade de dados úteis para estabelecer parâmetros para manter os seres humanos saudáveis durante longos períodos no espaço, graças às equipas de astronautas, cientistas e profissionais médicos que têm vivido na ISS em rotação.

Para que uma colónia espacial possa albergar um grupo permanente de colonos, tem de ter um sistema de suporte de vida capaz de fornecer ar e água aos colonos e permitir a produção de alimentos, mas também tem de ter blindagem suficiente para proteger os habitantes da radiação cósmica e solar. Mas estes dois elementos não são suficientes, pois uma colónia espacial deve também proporcionar uma gravidade artificial suficiente para permitir que os seus habitantes vivam permanentemente na colónia sem perda de cálcio nos ossos ou outros efeitos nocivos causados pela exposição prolongada à microgravidade.

A habitação a longo prazo de uma colónia espacial exigirá uma gestão extremamente eficiente dos recursos de elementos essenciais como a água e o ar, mas também dos resíduos orgânicos e inorgânicos, e quase tudo será reciclado. Os cientistas e os engenheiros serão confrontados com o desafio de reciclar tudo o que pode ser reciclado, com o objetivo de encontrar soluções a 100%. A reciclagem será uma parte importante do funcionamento de uma colónia.

Uma colónia espacial deve ter um número suficiente de habitantes para garantir o bom funcionamento da colónia e de todas as tarefas que esta tem de realizar. O número exato depende da dimensão da colónia espacial. No entanto, para garantir a perpetuação da espécie humana numa colónia espacial, sugere-se uma população entre 20.000 e 40.000 indivíduos. Este número permitiria manter uma boa saúde durante cinco gerações.

A NASA, no âmbito do programa "Artemis", está a tentar regressar à Lua, que seria, de facto, uma base perfeita para estabelecer um programa de acompanhamento para viajar até Marte. A agência espacial americana está a trabalhar com empresas comerciais para desenvolver os landers humanos necessários para transportar astronautas para a Lua. A vantagem de estabelecer uma estação espacial permanente na Lua seria testar novos equipamentos e ferramentas, tais como habitats humanos e sistemas de suporte de vida, também necessários para alcançar e permanecer no planeta Marte.

A descoberta de água congelada na Lua é um primeiro passo importante no planeamento de uma colonização humana permanente na Lua. Elementos como o hidrogénio e o oxigénio, que constituem a água congelada, são muito úteis, se não mesmo essenciais, porque, se utilizados corretamente, podem ser usados para fornecer ar respirável e combustível para foguetões. A tecnologia ajudará a esta transformação, mas será necessário construir instalações específicas na Lua, perto destas fontes.

“Artemis” é o nome que a NASA escolheu para o projeto de colonização lunar que servirá de base espacial para a futura exploração humana no espaço. Para transportar os astronautas da chamada "porta de entrada" (em órbita à volta da Lua) para a superfície lunar, terá de ser construída uma nova nave espacial, cujo nome foi escolhido como "lunar lander". O assentamento deve estar localizado perto de fontes de água congelada para extrair oxigénio e hidrogénio, e a base deve estar num local onde seja possível colher constantemente luz solar para gerar energia para o funcionamento da base.

O desenvolvimento das tecnologias espaciais já beneficiou a Terra e os seus habitantes de muitas formas: dois exemplos são as comunicações e a observação da Terra com satélites para observar as alterações climáticas (os satélites podem monitorizar os gases com efeito de estufa) e os fenómenos meteorológicos extremos. Atualmente, é possível fazer soar o alarme e preparar as pessoas para um furacão, por exemplo. O GPS é outro exemplo: A navegação por GPS, graças aos satélites, reduz o consumo de combustível em terra, no mar e no ar até 15-21%. E, mais uma vez, os sistemas solares fotovoltaicos, utilizados pela primeira vez pela NASA em projectos como a Estação Espacial Internacional, produziram enormes melhorias na produção de energia solar limpa.

Uma série de actos legislativos específicos começou a regular a exploração espacial. O primeiro deles é o (i) Tratado do Espaço Exterior (conhecido como: Tratado sobre os Princípios que Regem as Actividades dos Estados na Exploração e Utilização do Espaço Atmosférico Exterior); mais tarde, em 1968, o (ii) Acordo de Salvamento (formalmente intitulado em: Acordo de Resgate de Astronautas e Retorno de Objectos Lançados no Espaço Exterior); depois temos (iii) a Convenção sobre Responsabilidade Espacial de 1972 (conhecida como: Convenção sobre a Responsabilidade Internacional por Danos Causados por Objectos Espaciais); depois, em 1975, a (iv) Convenção sobre o Registo de Objectos Lançados em Órbita (formalmente: Convenção sobre o Registo de Objectos Lançados no Espaço Exterior); e por último, mas não menos importante, o (v) Tratado da Lua de 1979 (formalmente conhecido como: Acordo que Regula as Actividades dos Estados na Lua e noutros Corpos Celestes). Espera-se que este quadro específico seja melhorado e alargado com os novos avanços da tecnologia e a subsequente exploração do espaço exterior.

Os cientistas formularam hipóteses de que as colónias isoladas e os seus habitantes começariam a ter um aspeto e comportamento diferentes dentro de cerca de 300 anos, podendo mesmo desenvolver novas características físicas mais adequadas a ambientes de baixa gravidade e até assumir uma cultura única. Este cenário não é inteiramente imaginário.