Năm 1975, một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi giáo sư Gerard O"Neill tại Trung tâm nghiên cứu Ames của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) tiến hành 10 tuần nghiên cứu nhằm xây dựng ý tưởng về thuộc địa không gian của con người trong tương lai. Theo CNN, các kết quả và bài báo nghiên cứu được chuyển đến hai họa sĩ Rick Guidice và Don Davis để vẽ phác họa lại những ý tưởng trên.
Nhóm nghiên cứu của O"Neill xây dựng ba mẫu thiết kế tiềm năng dành cho các trạm không gian tương lai bao gồm: Khối cầu Bernal, Khu định cư hình xuyến (ảnh trên) và Khu định cư hình trụ. Sức chứa của các trạm không gian từ 10.000 đến 1.000.000 người. Chúng có khả năng quay tròn để tạo ra trọng lực nhân tạo.
Khu định cư hình trụ, nơi rộng nhất trong số các ý tưởng của O"Neill, có những cửa sổ lớn cho phép ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống cảnh quan bên trong. Thiết kế này còn được gọi là "Hình trụ O"Neill".
Năm 1929, nhà khoa học người Anh John Desmond Bernal lần đầu tiên đề xuất ý tưởng về Khối cầu Bernal. O"Neill và các đồng nghiệp sửa đổi lại một số thiết kế của Bernal. Khối cầu Bernal được làm nhỏ lại, chỉ rộng khoảng 500 m. Người dân sinh sống trên bề mặt uốn cong giống như "cung điện thủy tinh", và họ có thể canh tác nông nghiệp trên đó. Ánh sáng phản xạ thông qua cửa sổ gần các cực.
O"Neill cho rằng, cùng với sự phát triển của công nghệ, quá trình xây dựng khu định cư ngoài không gian có thể bắt đầu từ năm 1990. Nhóm nghiên cứu của ông tính toán chi phí tiềm năng cho việc xây dựng và đi lại, thậm chí ngay cả số lượng vật nuôi mà mỗi trạm không gian có thể chứa được.
Bức tranh vẽ sơ đồ mặt trong Khối cầu Bernal của họa sĩ Rick Guidice cho thấy, những tấm pin Mặt Trời khổng lồ cung cấp năng lượng hoạt động cho khu định cư ngoài không gian.
Tất cả tác phẩm nghệ thuật của Guidice và Davis đều diễn tả cảnh quan xanh tốt, khác xa so với thực tế trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) ngày nay.
Theo O"Neill, khu vực sinh sống nhỏ gọn của Khối cầu Bernal có thể được bù đắp bởi các khu sản xuất nông nghiệp riêng biệt, đủ rộng để làm nông trại theo quy mô công nghiệp.
Họa sĩ Don Davis minh họa cảnh tượng nhật thực quan sát từ Khu định cư hình trụ ngoài không gian.
Khung cảnh nhìn từ bên ngoài của Khu định cư hình xuyến, bao gồm một chiếc gương nghiêng khổng lồ cung cấp ánh sáng Mặt Trời cho bề mặt bên trong của vòng tròn, nơi con người sinh sống.
