宇宙殖民地的外觀圖
宇宙殖民地Space colony、Space settlement、Space city、Space habitat；又稱「太空殖民地」、「宇宙殖民島」、「宇宙島」、「空間城」、「宇宙都市」、「太空城市」、「太空居民點」等）是十九世紀科學界提出的在宇宙空間中建立一個仿似地球，且適合人類居住的空間，成為太空移民的熱門方案。
現在的模式一般是在1969年美國普林斯頓大學教授Gerard K.O'Neil所提出方案定型，計劃因種種原因未具體實現，但在許多科幻作品如機動戰士GUNDAM、超時空要塞、星界的紋章、拉瑞·尼文的已知空間（如環形世界）系列中已被引用。
構想中早期的宇宙殖民地被設置於地球與月球軌道之間，萬有引力互相平衡的區域，即法國天文學家拉格朗日所計算的拉格朗日點。在殖民地內部重現地球的自然環境，並藉由自轉的離心力來模擬重力的作用。
構想中的宇宙殖民地中可以模擬地球中的大氣，先進的類型有平原、高山、河川、河流、海洋等，造成自然的水循環，而且會種植植物，以吸收二氧化碳及提供氧氣，還會飼養各種的動物，造成食物鏈，為人類提供食物和水等必需品。所有的東西都能自我循環，使人們能在模擬地球環境下生活。
宇宙殖民地主要的能源來自太陽能，由於太空環境中不受地球大氣影響，可直接吸收太陽能，因此利用太陽能已能提供足夠的能源。如果在遠離太陽的軌道上，可以改用核能或反物質。
宇宙殖民地的構想起源自十九世紀科學界，在人類實現了宗教和神話中種種不可思議的事物後，開始對聖經中的諾亞方舟或神學寓言中天空之城，冀望在字面上實踐，也有希望作為逃避未來發生的世界性大災難和戰爭的場所，提出了人以活著的肉體逃離塵世的念頭。
但實際上只有極少數人有興趣實踐，因為世俗主義的盛行和對大自然的熱愛，而厭惡把人類為了靈性擠身於較小的人造場所過著紀律的生活，而希望在地球上解決問題，或至少在其他行星上開拓。
到冷戰時期，當時曾經被視為解決地球人口爆炸以及自然資源枯竭等問題的解法之一，但隨著冷戰結束，各國對太空開發的投資減少，以及先進國家出生率降低等變化，直到目前為止仍未具體實現。
雖然太空居民點並未實現，但有很多方案其實已經很成熟，理論上當代可以建造，主要是財力和配套的前哨性設施並未完成，但另一些完全是科幻的產物。
在宇宙殖民地 (GUNDAM世界)中的多是這類，最大的是「島三型」即桶型的居民點，是名副其實的「宇宙大都會」，主要在U.C.出現。機動戰士鋼彈世界中的宇宙殖民地（又譯為殖民衛星或音譯為可羅尼，香港譯為殖民星），是建設在拉格朗日點周邊的宇宙殖民地群體與小行星基地（自小行星帶拖曳而來）。
大部分在動畫中的人工建設的殖民地，是參考現實的O'Neil Cylinder島三型太空殖民地。為直徑6公里，長30～40公里的圓柱狀結構，以每兩分鐘一圈的速度自轉以形成人工重力。外殼分為兩種，一種是一半外壁透明，由外面的集光板收集陽光的開放式。此種能改變集光板上面的鏡面來改變殖民星內的日夜。另一種為封閉式的，此種把所有外壁都作為居住區，沒有透明部份，居住區面積為半透明版本同長度的兩倍。使用在沒有太陽照射的地方。（UC中是使用在月球背後L2的Side 3上面）要注意的是，雖然同長度的話後者是能住兩倍的人數，但是Side 3的殖民星長度大都是開放式的一半，因此居住人數沒有特別多。另外，每個宇宙殖民地的設定居住人口約為島三型太空殖民地設計目標人口的三倍，所以宇宙殖民地的人口密度應該非常高。
實際上尚有其他類型太空殖民地，如新機動戰記主要是放大的島二型環狀都市，和機動戰士特種計劃主要是沙漏型P.L.A.N.T.。甚至同一作品中也同時有多種類型的太空殖民地，如UC中的ZZ和V gundam球狀的島一型Moon moon和Blue 3，而在機動武鬥傳G Gundam中的太空殖民地更是由各國度身訂造的。在UC 鋼彈世界中將一組30～40個殖民地所組成的群體稱為Side（サイド），當中的單獨殖民地被賦予編號與各自的名稱。
其他還有較小的可稱為「太空鄉鎮」環型的「島二型」，如2001太空漫遊的太空基地，也成了舊版微軟Windows的預設桌布的太空背景。更小有的球形「島一型」，可算是現代太空站的延長。
宇宙都市船或宇宙方舟：本身兼具星艦機能，適合於長途航行的宇宙殖民地，首創於法國作家貝爾納（Bernal）的小說《人、魔鬼和世界》中太空船。近作有日本卡通Macross 7中的同名飛船，同國小說和星界的紋章的亞維皇都阿布利雷號，英國作家亞瑟·查理斯·克拉克的與拉瑪相會系列中的外星人飛船都市拉瑪。
人造行星：極大的宇宙殖民地，可以完全模擬地球環境，以這個為主題的有田中芳樹的《灼熱龍騎兵》的各個新行星。
宇宙要塞：有很堅固防衛的軍事性宇宙殖民地，一般以星際大戰的死星為代表。
戴森球和環形世界：這是比以上的其他方案更神奇的設計，美國科學家戴森構想一群包圍太陽的居民點，把吸收到的陽光都可以利用，人們以其命名為「戴森球」，後來同國的科幻小說環形世界中，外星人把其連合成一個環狀結構包圍其恆星，有比恆星體積還大人工的小宇宙規模的居住空間。還有個別科學家提出極先進的外星人，可以把星系核心的巨型黑洞包圍來建造「超級戴森球」，吸取其驚人的放射線為能源，可算是終極的太空居民點。
作為太空移民的方案，一般認為太空殖民地有很多優點。比把行星地球化容易，也沒有其倫理和政治問題。可以有較多軌道和位置選擇，也可以隨建造者的需要而設計外觀和內部，如果採用核能或反物質做能源甚至可以不需要陽光，可以作為星艦（恆星際太空船）或建立在太陽系外圍軌道。不受制於天然星體的大小和重力，即使很小也可以做成和地球相似的重力和氣壓。相對於一般像地球的行星，本身對外的天然重力較低，可以很易離開也沒有大氣阻隔而很易進入。 因為是空心的意味可以用少數的小行星材料，就足夠建造超過現代地球表面積的居住區。 不需要像開發海洋和極地會破壞地球生態。移民的方案，常和另一方案即把行星地球化比較，在短期內也有和開發海洋和極地等比較。
宇宙殖民地計劃中也有不少的缺點：效益不大，只勝於直接把其他行星地球化，但未必勝過開發地球海洋或極地。現實中解決居住地不足，只需要填海建立人工島就夠短期需要了。科技水準要求高，目前沒有大推力運載火箭去運輸這設施的組件，而且即使每日運輸一件組件也最小要多年的時間和粍費成億上兆美元。所以需要先行在月球和小行星上建立前哨基地，又要在地球軌道上建立製造組件的太空工廠和轉運港，甚至需要天梯和登天塔之類可以不藉火箭直接到太空的建築物，這些建設本身也像太空城市一般是長期有人。意味要受嚴格訓練和資歷的宇航員為富裕的未來太空移民充當普通勞工，做危險和艱苦的工作，況且現太空站仍然未能適合長期工作。
而且就算一個宇宙殖民地可容納2000萬人口，對於世界人口每年以一億的速度成長的現狀，就要每年增加5個殖民地。其建設所需的礦物等資源只可能從月球以及近地小行星開採，建設與移民所需的經費等問題以目前的技術水準來觀察，也不足以支持宇宙殖民地成為有效率的人口問題解決方案，最多只能作為未來富裕人士興建的理想化新居，或作為太空探索科研和太空產業的基地。主要傾向於推廣太空城市的概念，多是出於就習慣於較小空間的社會的科幻作家，如日本和英法等，且居民出入都需要經過氣閘引起交通管制上的不便。對於喜歡寬敞空間感的人，更易接受把行星地球化的方案，而興建有匹敵行星寬敞空間的人造行星（極大的太空居民點），所需要的技術和財力資源等，相信比把行星地球化還高。 小型的簡單居民點的空氣循環和防漏氣的能力都成疑問，可能需要經常分解小天體的礦石或冰來補充。
宇宙殖民地的內部略況
太空站是指運行在外太空的人造太空艙，廣義上為太空飛行器的一種。和宇宙飛船相比，太空站並不一定會搭載著太空員發射升空，也不一定會具備推進和著陸用的設備，但太空站有適合人類長時間居住的設計，可以作為太空人在太空停留和工作的場所。太空站能提供地面實驗設施所不能提供的低重力、宇宙空間環境等條件，主要被用於各種科學研究（尤其是研究長期滯留宇宙對人體的影響）。目前人類的全部太空站都是建造在地球衛星軌道上的，為了對太空站進行人員和物資的補給和輸送，需要其它太空飛行器的配合。
太空站概念的提出可以追溯到1869年。當時Everett Hale為大西洋月刊撰寫了一則關於「用磚搭建的月球」的文章。此後康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和赫爾曼·奧伯特也對太空站進行過設想。1929年Herman Potočnik的著作《The Problem of Space Travel（太空旅行的問題）》出版並風靡了30多年。1951年沃納·馮·布勞恩在礦工周刊中刊登了他帶有環狀結構的太空站設計。在二戰期間德國的科學家曾研究過使用太陽能的軌道兵器，即所謂的「太陽炮」。按照設想，它將是運行在高度在5,100英里（8,208公里）的地球軌道的太空站的一部分。
阿波羅11號飛船在1969年搶先登陸月球後，前蘇聯在與美國登月的太空競賽中落敗，因此轉向了其他方向（如太空站）來展示他們的太空實力。禮炮一號於1971年成功發射升空，它是人類歷史上首個太空站。但不幸的是三名太空人在返回時因閥門故障造成座艙失壓全部窒息死亡。美國緊隨其後在1973年發射了「天空實驗室」太空站，它攜帶了一系列的望遠鏡，科學家在上面做了許多關於醫藥、地質和天文等方面的科學實驗。前蘇聯在1986年發射了「和平號」太空站，並在接下來的十年間不斷對其進行擴充完善，服役至2001年。期間有包括美國在內的許多國家的太空員拜訪過這個世界著名的太空站。1998年11月國際太空站的第一個部件曙光號功能貨艙發射升空，隨後陸續發射的模塊對其逐漸進行擴充。它由多個國家分工建造、聯合運用，成為國際合作進行太空開發的標誌。自2000年11月之後，國際太空站上就保持至少三名乘員至今。
目前已有的太空站內部狹窄的密閉空間、高輻射和失重等問題讓它們在可居住性上受到很大限制。在其中生活的太空人面臨著身體不適、心理障礙和長期健康問題的挑戰。拿輻射舉例：地球的生物在范艾倫帶以下生息，受到地球磁場的保護免受太陽風的傷害，但太空站的乘員則得不到地球磁場的庇護。而長期在失重環境下生活會讓太空人面臨肌肉流失和骨鈣質流失的問題。
禮炮系列太空站由前蘇聯建造，其中禮炮一號是人類的第一個太空站。這個系列的太空站在1971年到1985年間服役，期間一共發射了1至7號，分為民用的DOS（Durable Orbital Station）型和軍用的Almaz型。禮炮2號、3號和5號太空站便屬於軍事用途的Almaz型。
天空實驗室太空站（Skylab）（美國，1973年-1974年，3名乘員）天空實驗室是美國的太空站計劃，在1973年到1974年間一共進行了1至4號任務，除1號任務中發射的太空站核心部件外其餘皆為往返於太空站的太空船任務。
和平號太空站（Mir）（前蘇聯/美國，1986年-2000年，28名乘員，全部長期停留）和平號是前蘇聯設計建造的太空站，為上述禮炮計劃的後繼項目。它於1986年發射升空，並在接下來的十年間陸續追加了眾多功能模塊，一直被運用到2000年。蘇聯與美國在這裡進行過宇航事業合作，許多不同國家的太空人也曾到訪和平號進行工作。它被廢棄後於2001年受控再入大氣層燒毀。原本為其後繼項目和平號-2準備的星辰號服務艙隨後被合并至國際太空站的項目中。
國際太空站（International Space Staion, ISS）（美國/ESA/日本/俄羅斯/加拿大，2000年-至今，2011年4月為止共有27名長期停留乘員）國際太空站是由美國國家航空暨太空總署（NASA）、俄羅斯聯邦太空局（RFSA）、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）、加拿大太空局（CSA）和歐洲太空總署（ESA）共同建造的太空站項目。它在1998年開始建造，各功能模塊在其後被陸續送入軌道裝配，目前它的建造還未完成。國際太空站是目前人類擁有過的規模最大的太空站。
天宮一號（Tiangong 1）（中國，2011-至今） 天宮一號是中國獨立設計建造並發射運用的小型試驗性太空站，它於2011年發射升空。天宮一號計劃將與隨後發射的神舟八號至十號飛船進行對接，成為中國第一個空間實驗室。
目前為止的太空站皆屬於公共組織所有，多用於科研用途，而現在有不少組織開始籌劃商用的太空站項目，提供太空旅館、可出租的實驗室等服務。為了解決上述章節里提及的可居住性問題，研究人員提出了許多設想。輻射問題可以通過更厚的艙壁來提供更好的保護。空間不足問題可以通過建造空間更大的艙體改善。而針對失重問題，國際太空站原本預定會帶有一個可以旋轉的艙體，用離心力來製造人工重力，但這個計劃最終被取消了。目前的太空站皆為剛體結構，笨重因而發射費用過於高昂，上述設想短期內都將無法實現。因此自2000年起NASA和畢格羅宇航等組織開始研究柔性艙壁的膨脹型艙體。俄羅斯正在推進的OPSEK項目將包含一個軌道組裝廠，用來在軌道上建造那些若在地面建造發射會過大過重的部件。
- 永久性太空站在極端氣候下，地球人類可能無法在地球生存，所以人類必需在太空中建立一個永久性太空站，包括能源及糧食空氣水都能自給自足的太空站，裡面可以生存人類。
國際太空站臂章
國際太空站是一個正在低地球軌道建造的國際研究設施，計劃由六個國際太空機構合作聯合推進，這六個機構分別是：美國國家航空暨太空總署（NASA）、俄羅斯聯邦太空局（Roscosmos）、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）、加拿大太空局（CSA）、歐洲太空總署（ESA，歐洲太空總署的成員國英國、愛爾蘭、葡萄牙、奧地利和芬蘭沒有參加國際太空站計劃，希臘和盧森堡則是在計劃開始之後加入歐洲太空總署的。）、巴西太空局（AEB）、此外，中國也表達了參與該計劃的意向，尤其是期望能與俄羅斯聯邦太空局合作。
從1998年11月20日國際太空站第一個部件曙光號功能貨艙發射升空到2010年6月太空站已經在軌道上環繞地球運轉了66000圈。預計國際太空站將於2011年全面落成，並會運作至2015年，甚至2020年或以後。國際太空站的主要功能是作為在微重力環境下的研究實驗室，研究領域包括生物學、人類生物學、物理學、天文學、地理學等。自從2000年11月2日之後，國際太空站上就保持至少兩名乘員至今。
國際太空站運行於距離地面360公里的地球軌道上，由於大氣阻力和重新啟動等因素的影響，太空站的實際高度會發生數公里的漂移。太空站運行的這一類型的軌道叫做近地軌道。
最初負責國際太空站與地面之間運輸的是太空梭、聯盟號飛船和進步號貨運飛船。目前國際太空站仍在建設之中，最多可以承載六名乘員，大部分實驗設施也已經投入使用。迄今為止登上國際太空站執行任務的太空人均來自美國和俄羅斯的宇航計劃，此外也有來自其他國家的太空人到訪國際太空站，其中還包括五名太空遊客。國際太空站將在2020年後結束使命，脫離軌道，直接墜入大海。
現在的名字「國際太空站」（英語：International Space Station, ISS；俄語：Междунаро́дная косми́ческая ста́нция, МКС）是不同命名之間妥協的產物。國際太空站最初提議的名字是「阿爾法太空站」（Alpha），但是遭到俄羅斯的反對，俄方認為這樣的命名暗示國際太空站是人類歷史上第一個太空站，可是事實上蘇聯以及後來的俄羅斯先後成功地運行過8個太空站。
雖然國際太空站的命名沒有採用最初提出的阿爾法太空站，但是太空站的無線電呼號卻是阿爾法（Alpha），這個呼號是太空站第一批乘員登站時確定的，當時國際太空站的名字仍然未定，時任NASA主席的丹尼爾·戈登（Daniel S. Goldin）便給太空站取了一個臨時呼號阿爾法，這個呼號最後沿用下來，成為太空站的正式電台呼號。
國際空間站計劃的前身是美國國家航空暨太空總署的自由空間站計劃，這個計劃是1980年代美國戰略防禦計劃計劃的一個組成部分。在1987年12月1日NASA宣佈波音公司、通用電氣公司、麥道飛機公司和洛迪恩推進動力公司獲得了參與建造空間站的訂單。老布希執政期間，星球大戰計劃被擱置，自由空間站也隨之陷入停頓，1993年時任美國總統的比爾·柯林頓正式結束了自由空間站計劃。冷戰結束後在美國副總統戈爾的推動下，自由空間站重獲新生，NASA開始與俄羅斯聯邦太空局接觸，商談合作建立空間站的構想。
1998年11月國際空間站的第一個組建曙光號功能貨艙進入預定軌道，同年12月，由美國製造的團結號節點艙升空並與曙光號連接，2000年7月星辰號服務艙與空間站連接。2000年11月2日首批太空人登上國際空間站。
空間站的各個組件大多由NASA的太空飛機進行運輸，由於各個組件大多在地面就已經完成建設任務，太空人在太空只需要進行很少的操作便可以將組件連接上空間站主體。國際空間站完全完成之後，根據其設計共可以提供7名太空人同時工作和生活。
國際空間站的預算遠遠超過了NASA最初的預計，其建造時間表也比預定的要晚，主要原因就是2003年初發生的哥倫比亞號太空飛機失事事件之後，美國宇航局停飛了所有的太空飛機。在太空梭停飛的兩年半時間裡，空間站的人員和物資運輸完全依賴俄羅斯的聯盟號飛船，空間站上的科學研究活動也儘可能地被壓縮了。按照預定計劃，空間站的建設將在太空梭重返太空之後在2006年恢復，但是在2005年7月發現號太空飛機的STS-114飛行任務完成後，由於太空梭隔熱材料在升空過程中脫落，NASA再次停飛所有太空梭，這使得國際空間站的建設時間表再次拖延。
2006年11月15日，國際空間站上的活動首次在地球上進行了高清晰度電視直播，並在紐約的時代廣場大螢幕電視上播放。這是人類首次觀看到來自太空的高清晰度電視直播畫面。直播節目的主角是國際空間站第14長期考察組指令長邁克爾·洛佩斯-阿萊格里亞，攝像師是站內的隨航工程師托馬斯·賴特爾。這套直播系統名為太空視頻網關，直播的清晰度可以達到普通模擬視頻的6倍。
2007年1月31日，國際空間站第14長期考察組中的兩名美國太空人洛佩斯-阿萊格里亞和蘇尼特·威廉斯成功進行超過7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統，完成了一些電路接線工作，使對接的太空梭能接入並使用站上新太陽能電池板提供的電力，將一個遮光反射罩和隔熱罩丟棄掉，然後將一組舊太陽能電池板上的散熱器回收。2月4日美國東部時間上午8時38分，這兩名太空人再度出艙，進行約7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的另一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統，對一個廢棄的氨水冷卻設備進行清理。2月8日，這兩名宇航員完成了6小時40分鐘的第三次太空漫步，將空間站外的兩個大型遮蔽罩移除丟棄，並安裝貨物運輸機的幾個附屬裝置。2月22日，國際空間站飛行工程師、俄羅斯太空人米哈伊爾·秋林和洛佩斯-阿萊格里亞進行一次6個多小時的計劃外太空漫步，修復了對接在空間站上的進步M-58飛船的一處未能收攏的天線。
2007年10月30日，美國「發現號」太空梭號太空人日前為國際太空站重新裝配太陽能天線電池板時，電池板出現破裂，美國國家航空暨太空總署（NASA）科學家檢視電池板破損處，瞭解造成原因。
2009年3月，NASA網站開始在線直播國際太空站實時視頻，太空站工作人員睡覺或者下班的時候，全球網際網路用戶可以通過網路欣賞太空站的直播視頻。
按照計劃，建造整個國際太空站共需要超過50次太空飛行和組裝，其中的39次飛行需要由太空梭完成，有大約30次飛行和裝配任務需要進步號飛船提供支持。整個建造工作完成後，國際太空站將會有1200立方米的內部空間，總重量419000公斤，總輸出功率達到110千瓦，衍架長度108.4米，艙體長度74米，額定乘員6人。
有很多對NASA持批評觀點的人認為國際太空站計劃是在浪費時間和金錢，並且抑制了其他更有意義的計劃。持有這種觀點的人列舉，花費在國際太空站計劃上的上千億美元和近乎一世代的時間，可以用來實施無數的無人太空任務，或者將這些時間和金錢花在地球上的研究中，也要比國際太空站更有意義。
太空站的支持者認為對於太空站的批評是目光短淺而且帶有欺騙性的，支持者認為花費在載人空間探索上的巨額經費同樣會給地球上的每個人帶來切實的好處。有評估指出，國際太空站計劃所開發的載人太空相關技術的商業應用，會間接帶動全球經濟，其所帶來的收益是最初投資的七倍，也有一些相對保守的估計則認為此種收益只是最初投資的三倍。還有一些堅定的支持者認為，即便國際太空站在科學方面的意義為零，僅其發揮的推動國際合作的作用，也足以令這個計劃彪炳史冊。
所有永久駐地乘員組命名「遠征隊N」，「遠征N」在每次遠征以後連續地被增加。太空遊客沒有算作是遠征成員。 直至2011年5月底，共完成了27次遠征（遠征1-27），1次進行中（遠征28），11次計劃中（遠征29-39）。因為聯盟號太空船每次只能運輸三名遠征隊員，太空站滿員則是六人，因此一批次3+3人「遠征隊」其實是搭乘不同的太空船前來。 以A、B、C次發射組員為例，當A+B一組在太空站時，稱為第XX次任務遠征隊，但是當A組員返回地球，C組發射時，則變成B+C組在太空站執勤，就稱為XX+1次任務遠征隊。依此類推。
國際太空站--發現號太空梭攝於2011年3月7日
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