第 5 部分：设计研究
在本书的前一部分中，我们给出了一个关于人类扩张计划的扩展示例。那里的叙述旨在说明为什么存在复杂计划，它们是如何组织和设计的，以及它们是如何演化的。为此，基于设计研究和决策的摘要就足够了。在本书的第五部分中，我们包含了设计研究的完整细节。这是为了通过示例展示分析、计算和决策是如何完成的。我们还包含了不完整的进行中的研究。鼓励读者个人或团队添加并改进这些研究。这可以使读者在应用本书前面描述的方法以及在团队合作中获得技能和经验，因为大多数实际项目都是通过团队合作完成的。对研究的贡献也可以作为寻求付费工作时的简历条目。这些条目过于详细或过于不完整，无法包含在本书的主要叙述中。这些研究中添加的任何结果都将被整合到本书的前面部分。作为一个电子书，它可以不断改进，而不是纸质教科书的相对静态状态。
下面列出的研究首先按研究完成程度进行组织，然后按计划中预期的使用顺序进行组织。
我们使用“完整”而不是“完成”这个词，因为没有一项工程工作是真正完全完成的。随着时间的推移，研究中做出的假设会受到现实世界变化的影响，新技术和理念也会不断发展。因此，可以更新或修改研究以反映这些变化。然而，对于一个实际的工程项目，你必须得出结论或做出决定，并继续进行更详细的设计或生产。本节包含的研究已经足够完整，可以从这些研究中得出结论或做出决定。目前（2012 年 10 月），没有一项研究达到那个阶段。
这些研究已经开始，但尚未达到完成或完整状态。它们有自己的部分，页数根据其长度而定，并在此处注入了大约的完成状态。
- 人类扩张的概念设计（状态：约 20%） - 这项研究进行了该计划作为一个整体的第一阶段分析和设计。主要目的是 (1) 确定该计划是否比现有计划更可取，以及 (2) 如果该计划被发现是可取的，则为下一阶段的工作建立一个或多个基线设计。由于这项研究着眼于整个计划，因此它是第一个要进行的研究。
- 种子工厂概念开发（状态：约 10%） - 这项研究试图为“种子工厂”制定概念，这是一个初始设备集，它既输出更多设备来扩展自身，也输出有用的产品。它是关于该主题的单独维基教科书的一部分。
这些是未来研究的理念，这些研究尚未开始。它们还没有自己的部分，只是在此处进行了描述。
地球轨道之外速度最接近的两个天体是月球和近地天体（NEO）。如果你想获取材料或建立生产基地，问题是先从哪一个开始？选择包括先月球，先 NEO，或者两者同时进行。
组成
月球和 NEO 的组成不同。月球中确实含有一些碳，约为百万分之百。球粒陨石小行星的碳含量约为 0.4%（百万分之四千）。因此，考虑到 40 倍富含的“矿石”，以及能够让你的加工厂全天候运行，而月球只能运行 50% 的时间（月球夜晚），你可能想要开采一颗小行星来获取建造太空电梯所需的碳。就像地球上的采矿一样，矿山的位置和矿石的丰富程度决定了你想在哪里开采。
通道
有些研究最终会被证明是无必要的，会被合并到其他研究中，或者被确定为没有用处。列出它们是为了记录以前完成的工作。这与未被选中的选项的完成设计研究不同。在这种情况下，研究在选择替代方案方面发挥了作用。
目前还没有任何废弃的研究属于此类别。