人类要在月球表面正常生活居住，首先离不开必不可少的淡水和氧气，而月球上既没有水又没有空气。这怎么办呢？科学家发现月球的沙土含有很多的氧，他们便提出了用月球沙土制造淡水和氧气的设想。这一设想是先用铲车自动挖掘月面的沙土，从中选出含氧的铁矿物，然后用氢使含氧铁矿物还原，便可制得淡水了。有了水，通电使水电解，得到的是氧气和氢气。氧气经液化贮存，随时可向基地居民供应。最初用作还原剂的氢可以从地球上运来，生产开始后电解水获得的氢即可循环使用。据估计，190吨月球沙土含有15～16吨含氧铁矿物，可制得1吨氧气。而1年只需要生产1吨氧便可维持月球上10人生存的需要。
其次，人类要在月球自给自足系统中生活，还必须保证食物供应。食物从哪里来呢？近几年来，科学家在太空站上进行了大量的生物实验，先后培育出了100多种“太空植物”，其中包括小麦、玉米、燕麦、大豆、西红柿、萝卜、卷心菜、甜菜等。而且证明在太空失重条件下，在月球土壤中植物种子发芽率更高，生长更快，开花或抽穗时间更早。科学家还对一些动物进行了试验，证明失重状态不会影响新生命的诞生。在太空站里，果蝇能像在地球上一样交配、产卵、繁殖后代；蜜蜂会筑巢，蜂王照样生儿育女。送上飞船的60只鹌鹑蛋，返回地面后仍能孵化出小鹌鹑。在飞船上搁置了59天的鱼卵，回到地面全都顺利地孵出了鱼苗。哺乳动物也不例外，雌鼠、雄鼠放在笼子里送上太空，照样合欢同居，雌鼠照样受孕怀胎，回到地面后产下了第一代“太空鼠”。因此只要在月球上建立起月球农业和养殖业基地，月球上人的食物来源是有充分保障的。
第三，月球基地的能源供应更不成问题。因为月球上无风无雨，晴朗无阴，终日有阳光照射，而且没有大气吸收，太阳的辐射强度大约是地球上的1.5倍。因此，月球上完全可以利用太阳能来照明、供热、采暖、发电。当然，必要时还可以在月球上建立核电站，以保证基地能源的充足供应。
以如今各国的航天科技水平来看，人类要想实现建立月球基地的梦想似乎等上一段时间才会实现。然而随着各国探索月球性兴致的高涨，以及航天科技的快速发展，相信不久的将来，人们便会看到在离地球38万千米的月球基地。
太空城
美国科学家奥尼尔在他的《高边疆：人类的太空城》一书中，提出了一个名为“三号岛”的太空城，并设想未来人们可在这种太空城中居住生活。
这所未来太空城是一座圆筒形的城市，长32千米，直径6.4千米，里面的居住面积为1300平方千米，可容纳1000万人生活。从城市的一头走到另一头，得花六七个小时。它是全封闭的，生活环境和地球完全一样。太空城里具有跟地球相同的重力作用，要不然生活在那里的人和物都会因为失重飘荡在空中，上不着天下不着地了。
这个圆筒形的太空城市，以中轴为旋转轴，每分钟自转一周，使得圆筒内壁产生一股离心力，正好跟地球表面的重力相等。圆筒的内壁正好是城市的地面。因此，生活在太空城的人，站在此地面上，跟站在地球的地面上的感觉是大同小异的。只是在太空城里，无论站在哪儿，你的头顶都正好正对这圆筒的中轴线。
为了使大圆筒内有充足的阳光，科学家设想将大圆筒的壁分成六大区域：三个居住区和三个天窗区。居住区和天窗区交错排列，一个居住区和一个天窗区相对。
天窗区由巨大的玻璃构成，在天窗区的外面还安装有三块巨大的平面反射镜。镜子是由电脑控制的，按照一定的规定转动，将照射到它上面的太阳光以不同的角度反射到太空城里去。反射镜随同大圆筒一起旋转，通过调节反射镜的反射角度和天窗玻璃的色调，太空城的居民不仅能看到蔚蓝色的“天空”，还能观赏到日出和日落。
1000万人生活在一个大圆筒内会不会感到很拥挤？当然不会。因为1300平方千米的居住面积相当于半个瑞士那么大。太空城划分成行政区、住宅区、文化区和商业区，最大的是游览区。游览区里有蜿蜒起伏的青山，有潺潺不断的绿水；花草遍地，果树成林。没有灰土的公路上奔驰着没有噪音、不排放废气的车，环境比地球强太多了！
想象得到吗？天空中朵朵白云，河面上点点白帆，树林里百鸟齐鸣，草原上鹿兔嬉戏。此外，这里还有一个特别景致——人可以透过天空中的浮云，能隐隐约约看到头顶上的“地面”，那里的山峰、树木、房屋和行人都是头朝下倒立着的。
太空城造有大型超市、剧院、电影院、音乐厅、医院、图书馆、体育馆和夜总会等。总之，太空居民可以享受到地球居民所能享受到的一切，更没有住房拥挤、空气污染、交通阻塞、水资源匮乏和暴力事件等当今社会所遭受到的“人为灾难”。
整个太空城是一个巨大的密闭生态循环系统，可以解决空气和水的循环供应问题，辐射防护则可由居室的金属结构外壳解决。
太空城里，人们自己种植粮食和蔬菜，饲养牲畜，开设工厂，空气和废水都回收处理，循环使用。太空城像地球一样，是一个自我封闭的生态系统，唯一的依靠就是太阳。
太空城拥有一批工厂，有重工业、轻工业和高新技术产业区。重工业有钢铁、水泥、玻璃、火箭燃料和各种化工等。工业原料可以来自月球和一些小行星。如将月球和小行星上运来的矿石进行冶炼和加工，即可生产钢材、水泥、火箭燃料和化工产品。轻工业有纺织、食品和各种家用电器等。高新技术产业主要是一些精密仪器、信息技术和通信设备。
由于工厂排除的废水和废气会污染环境，所以工厂区都设在圆筒的两端，远离生活区，并且与生活区隔绝。圆筒的中轴部分没有离心力，是一个失重的区域，这里的工厂正好可以利用失重的特殊条件生产出在地球无法生产的东西。比如冶炼那些很难熔化的金属，提炼非常纯净的大块晶体，加工滚圆滚圆的钢珠，制造轻得能浮在水面的泡沫钢，细得用放大镜才能看得到的金属丝，薄得透明的金属膜等等。
圆筒的顶部还有一大圈茶杯模样的结构。那是什么呢？那是自动化农场。种在这里的庄稼一年可以收获四五次，产量比地球高好几倍；牲畜和家禽也可能由于失重能长得比地球的大。农场里一年四季瓜果不断，鱼虾常有，还提供新鲜的蔬菜、水果、鸡、鸭、鱼、肉、蛋和奶，农产品自给自足完全没有问题。
专家们估计，为解决1000万人口的吃饭问题，农业区只需要400平方千米的有效耕种面积，相当于每人占有耕地40平方米。为了大大提高农作物的产量，还需要大力发展新型的太空耕作技术。
太空城里还有设备完善的科学站和天文台。从这里考察地球，可以看到地球的全貌，可以全面地研究地球上的农业、地质、天文、气象、土壤、地震、环境污染等问题。宇宙空间没有云雾雨雪，没有大气，太阳和星星发出的光线和无线电波不会被吸收和反射，是进行天文观察和研究的最好场所。圆筒的顶部还有一个空间码头，从地球或其他太空城来的飞船可以在这里停靠。
那么好的太空城，是怎样建成的？很费劲，起码得需要几百万吨建筑材料。这么多的材料最好不用从地球运来，从月球或者地球附近的小行星上就地取材更加合算。
科学家分析了月球岩石标本之后，发现月球岩石中含有丰富的铝、铁、钛、硅、氧等元素。太空城的建筑材料有95%可以从月球找到。月球的引力比地球的小多了，物体脱离地球得达到11200米/秒，而脱离月球只需要2400米/秒就行了，把同样重的材料送到太空，从月球出发比从地球出发省95%的能量。
所以在建太空城之前，应该先开发月球，利用月球上的资源建造太空城。科学家估计，只要派150个人上月球，每年可以开采100多万吨矿石。将矿石用磁发射装置抛射到空间冶炼厂，利用太阳能加热、冶炼、加工成铝材、玻璃等等各种建筑材料和构件，然后派出一批民工，主要是太空机器人，到轨道上去进行无与伦比的高空作业，装配建造太空城市。
火星移民计划
火星这颗让古代人类充满幻想的星球，如今又成为人类的希望所在，因为火星是目前科学家勘探到的环境最接近地球的星球。如果要寻找另外一个适合人类居住的星球，火星肯定是第一候选。
虽然人类至今还没有亲自到过火星，只派出过探测器登上了这颗红色星球，但是，人类的幻想却是无止境的。现在美国宇航局的火星登陆计划已经开始逐步实施，根据白宫的计划，美国人将在2030年登陆火星；而俄罗斯更是提出，要在2015年将宇航员送上火星。这些大胆的航天计划，将是人类移民火星的第一步。
随着人类对火星的了解越来越多，不少科学家，甚至美国宇航局都已经开始进行移民火星的科学探索。在这些“火星发烧友”中，最热心的要算美国著名的“火星协会”了。总部位于美国科罗拉多州的“火星协会”是一个非营利性科研组织，有5000名会员。他们来自世界29个国家，既有来自美国洛克希德马丁公司、美国宇航局的顶尖科学家，也有来自世界各地的火星探险“发烧友”，他们目标只有一个——那就是争取实现人类移居火星。
要想移居火星，先要了解一个概念——外星环境地球化，这个词的意思是“改变外星的环境，如大气层里的气体，使之接近地球的自然环境”。对于火星来说，最重要的是要让火星上生成人类赖以生存的氧气。对于这一目标，很多科学家认为需要2万至10万年的时间，因而是遥不可及的。但“火星协会”的创始人、科学家罗伯特·祖柏林认为，这个过程只要大约1000年时间就可以完成。
祖柏林把自己的工作跟哥伦布发现新大陆相提并论，如今他已经制定出一套详细的改造火星计划，而他领导的“火星协会”则将如愚公移山般逐步实施这个惊世骇俗的移民计划，也许1000年后，当温室效应最终摧毁我们的家园的时候，祖柏林的移民计划会成为人类的“诺亚方舟”。
祖柏林宏大的改造计划共分5步，这些性急的“火星人”甚至设计好了未来火星共和国的国旗，这面好似法国国旗的旗帜，颜色不是法兰西的蓝白红，而是红绿蓝。
第一步：达到“环境地球化”的临界点
完成自给自足的定居点从而移民火星具体计划的第一步，则是先让火星达到“环境地球化”的临界点——使这个寒冷的星球变暖。现在火星赤道附近的温度有时可以达到0℃以上，要使火星的冰冻物质完全融化，至少需要使火星的外层大气达到40℃左右。与地球正在努力遏制温室效应不同，祖柏林表示人类将要在火星上制造一场“巨大的温室效应”。在祖柏林的计划中，完成这一步的时间为2150年左右。
第二步：释放火星土壤中的大气
现在的火星上只有稀薄的大气，但在30亿年前，火星的表面包围着厚厚的二氧化碳大气层。由于火星变冷，大部分二氧化碳都被土壤吸收冰冷冻起来。当人类完成改造火星第一步后，温暖的气候将使这些二氧化碳释放出来。祖柏林表示，“土壤中释放出来的二氧化碳可以在20年内让火星温度再升高5.6℃，这时候一些冰开始融化成水，水也开始蒸发，并形成雨雪等天气现象。”根据他的计算，到2200年，火星表面将拥有0.1个大气压的二氧化碳。
第三步：种植植物
随着土壤中二氧化碳的不断释放，到2250年，火星上的大气含量将达到0.21个大气压，相当于地球的五分之一，其中大部分是二氧化碳。此时的火星居民不用穿太空服就可以走出户外，当然他们还需要氧气袋；普通飞机可以在火星上起降；人们还将建设一个带有穹顶的封闭型城市。
一旦火星赤道附近的温度长年保持在0℃以上，火星上就可以有稳定的液态水供应，到2250年，火星已经可以生长植物，不过祖柏林表示，“最先考虑培育的，应该是能够促进光合作用的菌类和苔藓。”
第四步：收获氧气
植物的生长，意味着氧气的产生，光合作用使二氧化碳逐渐变成氧气。为了加快制造氧气的速度，火星居民将大规模种植各种植物，并小心处理各种垃圾，因为垃圾腐败会制造大量二氧化碳。此外，基因工程将帮上大忙，祖柏林预计，届时科学家将培育出能释放更多氧气的“超级植物”。
第五步：再等1000年
前面的规划看起来似乎很顺利，50年就可以制造大气，再过50年可以在火星上散步，但接下来的是一个漫长的过程，因为要使火星植物释放出足够人类自由呼吸的氧气，大概需要1000年。在这1000年里，火星居民要不停地种植、收获，努力“生产”更多的氧气。
如今看来即便祖柏林的计划再完美，人类要想移民火星至少还要等上1000年的时间。但是无论如何，祖柏林的大胆计划为人类移民外星球绘制了一个详细具体的蓝图，让人们对于星际移民有了新的希望。