第 4.6 節：階段 4B - 高軌道開發
我們的計劃將高地球軌道 (HEO) 區域定義為平均高度在 2700 公里到地球主要引力影響範圍的極限，或希爾球，即 150 萬公里之間的軌道。在不與其他天體的高軌道混淆的情況下，我們通常將其簡稱為“高軌道”。其他資料將此區域描述為中地球軌道 (2,000 至 35,000 公里)、高地球軌道 (35,000 公里以上) 以及同步軌道作為它們之間的邊界。出於設計目的，我們更關注到達該區域所需的能量和當地的環境條件。它們足夠相似，可以將其視為一個區域。儘管它覆蓋了距離地球很遠的距離範圍，但它僅代表地球表面和逃逸之間上層 25% 的能量。這是因為重力是平方反比力，並且隨著距離的增加而迅速減弱。該區域全部處於真空狀態，其中大部分位於地球磁層之外，並暴露於太陽風中。該區域的太陽能水平也與近地太陽能水平相差 2% 以內，因此總體條件在整個區域中相似。
該區域完全包圍低軌道區域（階段 4A），並且依次嵌入內行星際區域（階段 4C）。月球是該區域中最突出的天體。它擁有自己的區域嵌入高軌道區域中，半徑為月球中心 35,000 公里，並與其一起運動。它也有自己的開發計劃階段（5A）。由於月球的引力場，往返月球區域的運輸需要額外的能量，並且區域性環境條件有所不同，尤其是在表面。因此，出於設計目的，我們將它分配到一個單獨的區域。
高軌道 85-100% 的時間都處於陽光照射下，當遠離地球和月球時，達到最高值。溫度主要由太陽和寒冷的宇宙背景決定，但在較低的高度，地球會反射大量的光和紅外熱量。軌道週期從 2.5 小時到 7 個月不等，因此透過最有效路線的旅行時間可能很長。直接路徑可以快得多，12 天或更短，但需要額外的能量。Ping 時間從 25 毫秒（這並不困難）到 10 秒（這對語音、即時控制和電子資料有很大影響）不等。地球輻射帶的上部、太陽和宇宙輻射會對人員造成高到危險的輻射水平，如果沒有額外的遮蔽。該區域的能源資源豐富，但物質資源處於自然狀態下含量較低。月球和近地小行星可以提供能量消耗相對較低的物質資源。
最流行的衛星軌道，即地球靜止軌道，位於 35,000 公里的高度，位於該區域。該軌道的週期為 24 小時，與地球自轉相匹配。因此，衛星保持在固定的地面位置上方，地面天線可以保持靜止，而無需跟蹤衛星運動。同步軌道位於輻射帶的外緣，因此製造和人類居住往往希望更高。高軌道衛星的交付、加油和維護是該區域當前的主要市場。下一步可能是將燃料和其他物資供應回低軌道和早期行星際位置。未來的產業眾多，但取決於將成本降低到可承受的水平。這將隨著早期市場生產逐步提升到更大規模而逐步發生。該區域的總太陽通量是我們文明在 2015 年使用的 5 億倍，而僅月球就能以全世界目前的開採速度支援 10 億年的開採。這些資源的一小部分可以使我們的文明在很長一段時間內保持可持續發展。
高軌道擁有豐富的太陽能。它可以透過太陽能電池板或熱能發電機轉換為電能，並可直接用於集中反射器加熱。現代太空太陽能電池板和反射器相對於其功率輸出而言非常輕便，因為它們不需要承受重力或風化。初始儲備的這些能源足以啟動早期生產。後期的擴張主要依靠自身建設。最簡單的產品是用於人類機組人員的輻射遮蔽。這隻需要進行一些破碎和分類，然後將其包裝到機組艙模組周圍的合適容器中。遮蔽模組允許機組人員在高軌道上停留更長時間。機組人員可以操作衛星維護和加油站，並協助早期的材料加工和生產。在某種程度上，機組人員將獲得來自地球的遠端控制幫助。
接下來是難度較高的水和碳化合物，來源於碳質小行星。這需要200-300攝氏度的熱量，反射器可以提供，並需要一個容器和冷凝器來捕獲蒸汽。水和碳可以化學重整為氧氣和碳氫化合物，這是一種常見的推力大的火箭燃料。這在人員穿越輻射帶或著陸月球時很有用。低軌道開採的水、碳、空氣，以及可能用於土壤的岩石，可以為溫室模組提供供應，以便機組人員可以生產自己的食物和迴圈生命支援系統。
更高溫度的熔爐可以熔化金屬小行星碎片，新增碳製成鋼，然後鑄造成基本形狀。有了基本金屬形狀的供應，一個包含機床的種子工廠就可以開始製造更多機器的零件。由月球玄武岩製成的玄武岩纖維和由小行星碳化合物製成的碳纖維強度很高。其他產品將是氣相沉積反射器薄片和散熱器面板的零件。這些與來自地球的高濃度太陽能電池相結合，以更低的發射質量提供電力，而不是完整的電池板。相同的零件可用於製造用於材料熱處理的熔爐和冷卻系統。因此，早期生產將使用混合的預製加工裝置，如熔爐，以及不斷增長的軌道製造裝置。這些將輸出越來越多的產品，從燃料和其他散裝供應開始，以及基本建築材料。軌道工業可以從進口模組和其他空間站零件過渡到在本地建造，然後將棲息地出口到其他目的地。
最終，可以建造大型舒適的太空棲息地作為永久居住空間。這些可以像洋蔥一樣分層生長。每一層都在前一層外部增加一個新的分隔壓力殼。最外層幾層處於真空狀態，並提供輻射、流星撞擊和熱量遮蔽。在其內部是帶有儲存和機械裝置的加壓區域。然後是生活區和一箇中央開放空間。隨著新層的新增，物品被向外移動以填充更大的空間。與一次性建造大型棲息地相比，這可以隨著時間的推移分散建造成本，並且只有在需要額外空間時才會擴充套件棲息地。
由於高軌道物質稀少，必須從其他地方進口。目前從地球運輸的方法是使用火箭到達低軌道，然後使用另一個火箭或電推進到達更高的軌道。電推進的燃料效率大約是化學火箭的十倍，近年來使用越來越多。電推進器需要大量的太陽能才能執行，但在過去幾十年中已經開發出高效且輕便的太陽能電池板（參見NREL效率圖表，2015年12月，但經常更新）。但是，它們的推力很小，並且在緩慢穿越輻射帶時會使未受保護的人類暴露在高輻射水平下。因此，一些運輸將不得不採用其他方法。在太空中獲得的大量推進劑減輕了這樣做的負擔。
從近地小行星開採的散裝材料不敏感於時間或輻射。它們可以完全由電推進器在拖船上運輸，拖船進行多次往返。由於這些小行星的部分產物是拖船的更多燃料，因此一旦開始，運輸就會變得自給自足。拖船在其15年的使用壽命內可以返回其硬體質量的約750倍，而在同一時期內消耗約17倍的燃料質量。拖船還可以根據需要將硬體和成品交付到其他軌道。月球足夠小，散裝材料可以透過電動離心機直接拋入軌道。在月球夜晚50%的效率和50%的工作週期下，太陽能電池板每年可以為拋射其自身質量的1000倍供電15年。如果離心機相對於其拋射的負載而言不太龐大，則總質量返回率很高。從月球低軌道，電動拖船接管並運送材料進行加工。我們希望從月球和近地小行星獲取原材料，因為它們的成分不同。