Ehdotetut avaruuspesäkkeet voidaan jakaa kolmeen yleiseen luokkaan; pesäkkeitä satelliiteilla tai asteroideilla, siirtomaita muilla planeetoilla (vaikka näitä “avaruuspesäkkeitä” ei ehkä pidettäisi sinänsä) ja täysin keinotekoisia avaruuspesäkkeitä.
Tieteiskirjailijat ovat keskustelleet näistä mahdollisuuksista melkein käsityön alusta lähtien. Esimerkiksi vuonna 1869 Edward Everett Hale kirjoitti The Brick Moon, tarinan tiilestä tehdystä keinotekoisesta avaruusasemasta. Vuonna 1929 tohtori John Desmond Bernal suunnitteli Bernalin pallon, pyörivän avaruuspesäkkeen, jonka halkaisija oli noin 15 kilometriä (9.3 mailia), täytetty ilmalla ja asuttanut päiväntasaajan ympärille, missä siirtokunnan pyöriminen loisi keskipakovoiman simuloida maapallon painovoimaa.
60- ja 70 -luvuilla spekulaatiot ja tutkimus avaruuspesäkkeiden mahdollisuudesta kokivat renessanssin, jonka Avaruuskilpailu toi. Yksi merkittävimmistä avaruuspesäkkeiden suunnitteluun ja puolustamiseen osallistuneista ajattelijoista oli Princetonin fyysikko Gerard O’Neill, joka vuonna 1969 esitti provosoivan kysymyksen: “Onko planeetan pinta todella oikea paikka laajenevalle teknologiselle sivilisaatiolle?” O’Neill johti koko 70 -luvun ajan työpajoja, joissa tutkittiin useita ehdotettuja avaruuspesäkkeiden malleja erittäin yksityiskohtaisesti. NASAn kesätutkimus vuonna 1975 tutki kolmea päämallia, joita kutsuttiin saariksi yksi, saari kaksi ja saari kolme. Kaikki kolme perustuvat oletukseen, että asemalla on omavarainen, keinotekoinen ekologia, jota kutsutaan arologiaksi.
Island One oli Bernalin pallo, suljettu muotoilu (hyvä suojaamaan säteilyltä), lukuun ottamatta pylväitä, jotka jätettäisiin auki, jotta peilit voivat ohjata auringonvalon siirtokunnan ulkopuolelta. Island Two oli Stanfordin torus, mailin leveä torus, joka pyöri tuottamaan keinotekoista painovoimaa renkaan sisäpuolelle. Toruksen keskusta voisi sitten toimia kätevänä telakointiasemana napojen kautta lähestyville avaruusaluksille. Kolmas saari oli O’Neill -sylinteri, kehruuputki, joka on suunniteltu 10,000 XNUMX ihmisen majoittamiseen. Tämä malli on luultavasti suosituin sci-fi-tilassa kuvattu avaruussiirto.
Pyörimättömät mallit esitetään yleensä sillä ehdolla, että ihmiset ja niitä tukevat ekologiamme voivat sopeutua tai suunnitella uudelleen toimimaan jatkuvassa nollapainossa. Tämä mahdollisuus on houkutteleva, koska mallit, joista puuttuu keinotekoinen painovoima, voivat hyödyntää enemmän tietyn tilavuuden ja materiaalin. Kirjailija Marshall T. Sen sijaan, että valmistus ja asennus olisivat riippuvaisia ihmistyöntekijöistä, kehittyneet avaruuspesäkkeet voivat käyttää edistynyttä robotiikkaa avaruussiirtomaiden ylläpitämiseen ja uusien luomiseen.
Yleisesti tunnustetaan, että avaruuspesäkkeitä luodaan jonain päivänä kaupallisista, sotilaallisista, taloudellisista tai henkilökohtaisista syistä. Jos avaruuspesäkkeet kykenevät tuottamaan uusia avaruuspesäkkeitä ja matkustavat pitkiä matkoja hankkiakseen resursseja tähän tarkoitukseen, lopputuloksena voisi olla koko asumiskelpoisen maailmankaikkeutemme kolonisaatio. Tämä prosessi aloitettaisiin luomalla ensimmäinen itsestään ylläpitävä avaruussiirto, tapahtuma, jonka monet pitävät todennäköisenä ennen vuotta 2040.