Ciudades del espacio es un libro publicado en 1976 -en español en 1981- cuyo autor fue Gerard K. O'Neill, donde se proponía una hoja de ruta para los Estados Unidos en un hipotético futuro programa de colonización espacial continuando con el empuje del ya cancelado Programa Apolo que llevó al ser humano a la Luna en 1969. Preveía grandes hábitats casi autónomos cerca de los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna. Proponía tres diseños denominados islas: La Isla Uno, basada en una Esfera de Bernal, la Isla Dos basada en un toro de Stanford y la Isla Tres, que eran básicamente dos cilindros de O'Neill. Las islas serían construidas utilizando materias primas extraídas de la superficie lunar lanzadas al espacio utilizando un controlador de masas y de los asteroides cercanos a la Tierra. Los hábitats recrearían la gravedad terrestre en la cara interior de los cilindros mediante rotaciones y serían iluminados por el Sol.
Motivaciones Carta desde el Espacio
O'Neill nos hace una breve introducción del concepto de colonización espacial y de los problemas ambientales surgidos con la superpoblación humana en la Tierra y de cómo lo primero puede ser solución de lo segundo. En esta introducción cita a varios autores que reflexionaron previamente en la materia como Tsiolkovski, Bernal o a Wernher von Braun. Algunas de sus predicciones proponían la primera década del como fecha del comienzo del programa de colonización.
En dicho capítulo llega a afirmar:
Futuro del hombre en el Planeta Tierra
Entre las motivaciones fundamentales que justifiquen la implementación de un programa tan ambicioso está el afrontar la problemática ambiental consecuencia de la industrialización y su demanda creciente de energía. Es decir, subrayar cómo afectará al planeta Tierra un desarrollo industrial sin precedentes unido a una población en crecimiento explosivo en un contexto (los años 70) de crisis energética. O'Neill afirma en su obra que dicha crisis energética y la perspectiva de ampliar el horizonte del ser humano y sus posibilidades de desarrollo son razones más que suficiente como para iniciar un programa de colonización espacial. Según sus propias palabras, desde los doscientos años que transcurren desde el inicio de la Revolución Industrial hasta la publicación del libro, en 1977, el ser humano de las sociedades desarrolladas había multiplicado su nivel y su capacidad de modificación del medio a costa de un coste ecológico prohibitivo. thumb|150px|En los años 70, cuando O'Neill publicó su trabajo, el desarrollo industrial era altamente dependiente de los hidrocarburos. Las directrices que el físico propone a tener en cuenta ante cualquier programa tecnológico de cierta envergadura que pretenda elevar el nivel de vida de los humanos son las siguientes:
Las diferentes propuestas que pretendan mejorar la condición humana solo tendrá sentido si todos los humanos del planeta tienen acceso a la energía y materias primas necesarias para su implementación. Las mejoras técnicas son más beneficiosas cuando reducen la concentración de poder y control. Las mejoras deberían tratar de reducir la escala de las ciudades, industrias y sistemas económicos eliminando así una parte importante de la burocracia, permitiendo que el contacto humano y directo aumente la eficacia. Un programa de desarrollo tecnológico ambicioso -dentro de lo razonable- debería ser diseñado para una vigencia útil de varios centenares de años.
En los años 70 ya tenían algo de experiencia en el campo de la energía nuclear con fines civiles. O'Neill lanza una crítica afirmando que se trataba de un modelo de producción energética complicado de gestionar (más si cabe que la propia colonización espacial, si se desea una energía nuclear segura) y lleno de riesgos, además del problema de los residuos nucleares. La energía solar podría ser un sustituto, siempre y cuando estuviese disponible las 24 horas del día en un espacio libre de nubes. Un escenario que, como se señala más adelante en su trabajo, solo podrá darse en órbita, fuera de cualquier atmósfera y rotación planetaria.
El problema planetario thumb|right|250px|Curva de población total de la Historia de la Humanidad. Desarrollo y alta demanda energética han ido de la mano desde el . En los años 70 del , esto se traducía en una fuerte demanda de hidrocarburos. El resto de sociedades no desarrolladas del mundo de entonces padecían superpoblación, ignorancia y pobreza crónica. ¿Cómo es posible acabar con dicha tendencia de pobreza y hambre generalizada? O'Neill, citando al físico y futurista norteamericano Gerald Feinberg, señala que, uno, desafortunadamente, la mayoría de las personas del planeta no reflexionan sobre los problemas globales sino que se limitan a vivir sus vidas y, dos, cuando se vayan planteando las propuestas que aborden los problemas globales, éstas deberán estar sometidas a la mayor fracción de la Humanidad para su discusión. Las metas que propone para esa población espacial son las siguientes:
Acabar con el hambre y la pobreza de todos los seres humanos. Encontrar espacios habitables óptimos para una población mundial que crece exponencialmente. Lograr controlar la población sin que haga acto de presencia a la guerra, el hambre, la dictadura o cualquier otra forma de coerción. Libertad individual para todos los humanos, con el mayor abanico posible para cada uno de ellos a la hora de crecer y desarrollarse.
Alcanzar dichos objetivos requería un plan que permitiese un crecimiento igualmente exponencial, cosa que la Tierra, según su opinión, no permitía. Dicho plan de crecimiento necesitaba:
Energía barata y prácticamente ilimitada. Espacio habitable óptimo y abundante. Fuentes de materias primas en las que no fuese necesario el uso de la fuerza o coacción para su explotación ni existiese riesgo grave de contaminación.
Limitaciones en la colonización planetaria local thumb|right|250px|Recreación de una hipotética colonia en la Luna. Aunque la colonización de lugares como la Luna pueda parecer atractiva, según O'Neill su falta de gravedad, atmósfera y mala relación horas día/noche con respecto a la rotación terrestre la alejan como lugar preferente en los planes de colonización espacial, dejándola exclusivamente como fuente de recursos. Buscar soluciones a los problemas y encontrar la forma de alcanzar los objetivos antes citados en planetas o cuerpos cercanos rocosos como Marte o la Luna según O'Neill no es posible por lo alejados que están dichos cuerpos de ser un espacio habitable totalmente óptimo. Primero porque son comparativamente pequeños al ser la suma de las superficies de ambos cuerpos menor que el total de la superficie de la Tierra. Segundo, la ausencia de una atmósfera y gravedad adecuada para la salud humana, muy débil en Marte y prácticamente inexistente en la Luna y tercero y en relación con la Luna, una rotación demasiado lenta. Sobre Venus señala que es demasiado caliente y solo sería habitable tras un intenso proceso de terraformación. Incluso aunque consiguiésemos terraformar con éxito dicho planeta, O'Neill se pregunta ¿Tiene sentido invertir ingentes cantidades de energía en abandonar la Tierra para ir a descender a otro "agujero" donde además debemos realizar un gran esfuerzo acondicionando el medio?
Nuevos hábitats para la Humanidad thumb|250px|La presencia en torno a las ciudades de lagos, bosques, praderas y fauna será fundamental para el bienestar psicológico de los colonos. Los futuros hábitats diseñados para establecer colonias espaciales deberán ser sitios donde los trabajadores deseen ir por su propia voluntad. La comodidad para trabajar, desarrollarse e, incluso, establecer una familia deben ser prioridad en el diseño de las colonias. Este objetivo estará siempre presente a la hora de definir parámetros como la temperatura, humedad y radiación solar. Lo ideal sería, según O'Neill, recrear lo máximo posible las condiciones generales que se dan en las zonas costeras de las zona templadas de la Tierra. La gravedad deberá ser a su vez lo más perfecta acorde con las necesidades vitales humanas con el fin de evitar los males asociados a la ingravidez o, como mínimo, baja gravedad como degeneración ósea, pérdida de densidad de glóbulos rojos en sangre y debilitamiento general del tono muscular. En relación con los posibles problemas asociados a regímenes rotatorios, en el trabajo se afirma que, la mayoría de las personas, son capaces de adaptarse a un rango de una a tres rotaciones por minuto. La radiación solar presente en el sistema deberá ser lo más semejante posible a un ciclo día/noche con el objetivo de no trastornar el ritmo biológico natural de los humanos.
Flora y fauna
Para el bienestar psicológico de los colonos, sería necesaria la presencia de hierba, árboles, flores y algunas especies animales necesarias para dicho ecosistema como aves, insectos o pequeños mamíferos. La presencia de agua y orillas rodeadas de arboleda podrán terminar de recrear un paisaje natural terrestre.
Agricultura
Los rendimientos agrícolas están sujetos en la Tierra a variables tales como la climatología, calidad de los suelos o la tecnología del momento. En las colonias espaciales las zonas de cultivo estarían diseñadas de manera que, de forma escalonada, se pudiesen dar sucesivamente las cosechas cuya producción pudiese satisfacer la demanda humana justa sin tener que depender al menos de lo impredecible del clima. La separación por medio de habitáculos de las zonas de cultivo preservarían al sistema en su conjunto de hipotéticas plagas. Para aprovechar al máximo la superficie, siguiendo las observaciones que previamente propuso Bradfield, se propone el cultivo múltiple y plantación doble, es decir, en un mismo espacio alternar plantas que crezcan a distinta altura, no compitiendo así por el espacio. Tanto el agua usada en la agricultura, como la empleada en estanques y lagos y consumo humano provendría de los asteroides.
Industria
La industria requiere la energía de dos formas: eléctrica y térmica. Los combustibles fósiles son usados en la Tierra para obtener calor. Gracias a la gravedad cero, se podrían construir grandes reflectores espejados de varios cientos de metros de lado con el objeto de concentrar la radiación solar y obtener el calor necesario para ciertos procesos industriales. Usando la energía solar, se podría obtener tanto energía eléctrica como térmica reservando el petróleo de la Tierra para la obtención de productos derivados como plásticos, alquitrán o fertilizantes. Las materias primas necesarias para los procesos industriales podrían provenir de lugares como la Luna o los asteroides cercanos.
Islas en el espacio (Isla Tres)
Como ya se ha comentado, la propuesta de O'Neill habla de tres islas. La Isla Tres podría tener un diámetro de seis kilómetros, una longitud de treinta, y un área total habitable de más de mil kilómetros cuadrados. El interior del cilindro estaría dividido en seis secciones, tres valles y tres ventanas alternadas. Con el eje del cilindro apuntando al Sol, por encima de las ventanas se podrían instalar grandes espejos que reflejen la luz hacia el interior del cilindro imitando los diferentes momentos del día variando su inclinación: alba, mediodía y atardecer. En el extremo de cada cilindro se podrían instalar a su vez un gran espejo con forma de antena parabólica que recolectaría energía solar sin interrupción con el fin de mantener los sistemas y producción de la colonia.
Los valles thumb|250px|Vista interior de la Isla Tres, distinguiendo las zonas de tierra y "ventanales"