第 3 部分：工程方法
在第一部分，我們描述了適用於任何複雜專案的物理學和工程學基礎知識。這包括系統工程，它關注於在整個生命週期內管理整個複雜系統，設計工程工具和專業的知識領域，以及專案的組織和經濟學。最後，我們研究了現有的專案和計劃，以及可能進行的未來專案的類別。在第二部分，我們開始介紹太空系統的具體內容，其中最具特色的元素是運輸方法。由於人類是從地球開始的，因此運輸是執行太空其他任何任務的先決條件，因此我們首先討論了這個問題。此外，大量可能的運輸方法證明了將本書的很大一部分專門用於運輸方法是合理的。
在本部分 3 中，我們將介紹適用於太空系統的特定設計因素，以及除運輸方法之外的其餘子系統元素。子系統元素的組合然後形成執行設計功能和任務的完整最終產品或產品。我們將按時間順序回顧這些最終功能和執行這些功能的方法，從探索開始，最後是回收。本書的最後一部分將介紹多個最終產品和系統的組合——它們如何成長、互動和演變。
設計因素是指影響整個設計，跨越不同子系統的因素。這些因素包括輸入需求、技術水平和材料和供應商的可用性、物理設計（例如餘量和磨損），以及人類作為系統的一部分和執行環境施加的限制。
除了大多數最終產品所需的推進系統之外，還有許多其他系統。這些包括結構、機械、電源、熱力學、資料、通訊、感測器和環境保護。當人類與最終產品互動時，您還需要顯示器和控制裝置、內部環境控制和機組人員支援，例如傢俱、食物和服裝。具有延長使用壽命的物品需要以工具和備件形式進行維護和修理，以及燃料等用品。
- 資源勘探 - 這包括尋找和表徵位於太空中的資源的方法，包括它們的地理位置、成分和其他物理特性。我們只提供已知資源的摘要清單。完整的詳細資訊包括整個空間科學和天文學領域，這兩個領域都很大，並且不斷發展。
- 資源利用 - 太空中可用資源的潛在用途與地球上的用途一樣多。我們根據我們想首先做的事情列出了主要應用。後面的章節將討論我們如何才能做到這一點。
- 資源開採 - 物理開採是從其原生位置提取材料的任務，這被稱為採礦，以及初步加工和運輸以進行進一步加工和生產。由於您只能從資源來源中提取一次物理材料，因此採礦通常是移動的，而化學加工和製造往往是固定的，因為裝置和連線的電源供應通常是巨大的。能源開採涉及將主要的能源轉換為更實用的形式，例如電力。
- 加工和生產 - 這些任務將許多簡單的操作組合成一個或多個完整的工藝流程。工藝流程將提取的材料和能量轉化為最終的散裝材料和成品部件。
- 組裝和建造 - 組裝將部件組合在一起以建立一個工作裝置或機器。施工首先準備一個位置，然後組裝更大的結構併為它們配備內部和外部系統，這些系統位於固定位置或軌道上。組裝移動機器和固定施工之間的區別在太空中有些任意，因為即使是最大的軌道結構也可以移動。
- 操作和維護 - 一旦物品組裝或建造，它們必須根據其預期用途進行操作，並且通常需要定期維護以保持執行。操作和維護的總體概念應該在設計期間制定，以便將必要的設
- 回收方法 - 大多數工程產品最終都會達到其使用壽命的盡頭。許多方法和工藝會產生廢物產品，尤其是像人類這樣的生物。在地球上，廢料和廢物的處理一直被視為一個隨意的問題，並且許多回收活動，例如將 CO2 轉化為氧氣，都是透過自然過程發生的。在太空中，回收必須更加謹慎。在許多地方，沒有可以使用的剩餘資源，你漂浮在真空中。您也不能簡單地傾倒廢物，因為它們最終會導致碎片危害。因此，在許多情況下，高效的回收既是必要的，也是比提取和交付新資源更便宜的。因此，回收也需要從一開始就進行規劃和設計。
雖然這些主題或多或少按照這種順序出現，但需要平行地為它們進行設計，並且將平行地執行，並且與運輸元素形成一個連線的網路。以下頁面將更詳細地討論這些主題。