太空城设计上最大的矛盾，是既要获取阳光中的能量，特别是服务于太空城内部生态循环系统的需要，同时又要消除，随太阳风而至的带电粒子流，俗称“宇宙射线”对太空族居民的伤害。早在21世纪初，人类就已经了解，即便在地球大气层高处，人类所遭受到的宇宙射线的当量，已经达到了伤害人体健康的程度。长期在国际太空站上工作的宇航员，先后出现大比例的遗传性基因创伤和放射因癌症。在太空中要抵抗太阳释放的强大射线流，办法只有两个：第一是采用人造磁场，将宇宙射线的粒子流偏转，如同地球磁场所起的作用。如果不是由于这种地球强大磁场的作用，地球表面的水分，早在10亿年前就被太阳风全刮走了！而地球之所以特别，就在于在45亿年前被一颗火星一样巨大，有着月球般巨大金属内核的行星忒伊亚撞击，由此而衍生的一系列天体物理后果，最终形成了磁场和我们的今天生活的地球。但是制造磁场这种方法，虽然在超导技术有了长足进步的未来22世纪，显得相当容易，但是它同时也消耗掉了太空站所能获得的宝贵的太阳能。超导技术仍然得到发展，除用于较小型的太空站的射线防护以外，最后成为战斗太空站自卫所用的“电磁防护罩”，而一般居住性太空城，采用的是简单的水圈技术。因借太空站自转产生的重力均匀分布在太空城底部的水，如同人造海洋一般，构成了对宇宙射线完美保护的同时，还提供了地球生态的“蓝色”。
太空城的外壳主要由大面积的强化玻璃和镍铬合金钢形成的金属框架组成。宇宙射线的主要组成是电离状态下的氢离子。强化玻璃严实的硅结构，镍铬合金钢的重原子核，都可令它们长期承受宇宙射线的轰击，而不至于产生明显的变性。事实上，这两种无机材料，还有着自我修复的物理特性：尽管由于原子核有可能吸收高能的氢离子，而令它们渐渐有杂质而显示出微弱的放射性；但是它们本身也会因为衰变，而重新变成硅和铁的原子。但如果这种伤害发生有人体或者其他生物性的有机组织上，就会形成不可逆的活性损害。太空城的固态外壳虽然本身坚固，但是并不能长久地阻止这种高能氢离子的伤害，而且越是接近太阳，这个问题显得越严重。星球表面可能没有太空城中易于调节的重力，但是却拥有“地下”这一强大的地理优势，让星球表面城市，如水星最大的里根城，可以躲在自然地貌的屏障下，免受宇宙射线的伤害。但对于暴露在宇宙射线倾泻下的太空城，人造磁场也只是减缓了宇宙射线的伤害，而不是将其消除之。“无论多么强的人造磁场，都不足以让太空成为人类世代生息的家园”，是21世纪后期，仍然被宇航设计师们所奉行的法则。相对而言，引力的问题反而不是太重要了。因此，直到那个时侯为止，人类在太空新边疆中的殖民，主要还是往各个星球表面及其表层内部的殖民。典型如阿尔特弥斯（月亮）上的如Altemisa，在联邦独立一百年后，成为月面地下千万人居住的立体形态城市。
直到工程师们发现，如果将水，这一太空站生态循环系统中，不可或缺的元素，让它们在引力的作用下，均匀地分布在太空站的外壳内层后，既可以阻隔宇宙射线，同时也成为太空城中生态循环系统中的起点后，太空城才真正成为可以永久性居住的新家园。同时，由于太阳光被水分子散射后才照入太空城，太空城也如同地球的天空一样，出现了“蓝色的天空，蓝色的海洋”。美国人首先成功地完善了外壳内层的储水层技术，让巴比伦五号，成为人类第一个实用的商业居住型太空站。厚达五米深的储水层（后来增加到十米），直接承受着玻璃隔层外的太阳光，同时养育着这些水舱中的浮游生物，它们的光合作用，提供了整个太空站氧气，绰绰有余。鱼类等水生生物，也被放养到这些光照倒射的水舱之中，提供了这座越来越大的城市中，一度多达50%以上的消费蛋白质。这些在地球上长期日照环境中，已经形成了“上黑下白”的体色形态的小生物，在太空站水生环境中，居然慢慢形成了背白腹黑的新形态，成为“太空产鱼类”的显著特征。太空站水层上底舱的自然照明，也不是来自天花板，而是由一系列方格状的玻璃地板，从地板上渗透进房间的太阳光。光是天蓝色的，以致于底舱从此被称为“蓝舱”。如果太空城某处壳体产生了损坏，比如说遭受到小陨石的撞击破裂，或者老化破裂，首先逸入太空的就是巨大彗尾一般的水雾射流，清晰可见。维修人员很容易定点，（此时自动隔离的水密门已经阻止了泄漏的漫延，如同古老船只的水密舱），只需要用大块的塑料粘布贴住“伤口”，就可以阻止漏泄，然后修补或更换相应的壳体模块即可。这种维修并不经常，以至当它发生时，常常成为太空城本地新闻的热点。
同样是巴比伦五号太空城，在它五十年建城礼，同时也是它的一英里直径中环区投入使用的大喜日子，首先形成了总面积达12平方公里的露天的“人造海洋”。所谓露天，是指它的水层直接面向站内共享的空气层，深达30米的人工湖的底部，是双层玻璃内壳的水密层。中环城区实际上是建立在湖面上的纵横交错的塔与桥的混合体，通过向圆心（也就是站内所见的空中）伸展，避免占用宝贵的湖面面积。湖水如同底部被太阳烧煮一般，水蒸气就象地球上的水循环一样，飘向引力意义下的空中，居然重新变成雨点重新洒向太空城的各处。湖面既是在中环区每个人的脚下，同时也悬挂在他们举目上看的天顶，（因为旋转的太空站的上方，也就是对面的地下）。这种开放性的湖面，结合大跨度的上层结构，成为日后民用太空城的主要设计特点。这种人造海洋也越造越大。日本的新大阪首先突破了5公里直径和60平方公里湖面；中国的“大明天宫”很快创造了6公里直径和100平方公里湖面。如此巨大的人造湖，称之海洋，可能还有点夸大，但是即使放在地面上，也是相当大的湖泊了。对于太空城来说，水的储备是多多益善；既是生态循环系统的关键元素，同时也是生死攸关的氧气储备库。循环生态所未能完全弥补的氧气，或者如事故造成的空气流失，就需要电解水储备，以获得必要的氧气。
水是未来24世纪太空生活中珍贵的资源。它的地位类似于中代19－20世纪的煤，和20－21世纪之间的石油。中代石油巨轮在地球的海洋上繁忙转运着，那种用作燃料时污染巨大的（本应用作高分子化工的）珍贵原料，而在未来24世纪的太阳系运输中，最繁忙的就是络绎不绝的“运水飞船”。它们将采自木星系的水，借各大天体引力减速，用特殊设计的飞船飞向低太空各个太空站。如此大量需求的水，已经不容易再由地面提供了。不用说从地球上发射所需的费用高昂，就连从储水相对比较多的月球水矿中采水发射，供应成本也偏高。最合适的用水方式，变成从木星外轨道采水转运，最终，包括月球本身也转向使用外运水，尽管在月球内部开采的水资源，仍占自身消耗的大部分。形态如同21世纪美国也采购石油。
太空城“人造海”也在事实上，相当于21世纪时代，美国为代表的大国的巨大的“石油储备”。当时，美国把欧佩克拼命出口，因而非常廉价的石油，封存到由巨大的天然岩洞形成的巨大油库之中，从而大大降低了自已的用油成本。巴比伦五号开创的“人造海”储水，让太空城的可循环系统，真正变成“生态”。大量的用水需求，催生了太空采水产业的发达。到未来26世纪时，出现了专门的“猎水工程”：商业投资的企业，在太空中捕捉适用的彗星，用特制的银汞场（膜）将它们包裹，以免这些大雪球在近阳区的烈阳下消散。然后把它们象受控的天体一样，飘移到低太空的用水区。但是在未来26世纪后期，法国阿特丽那猎星公司出了一次大事故，它们捕捉的柯梅克号彗星在转过太阳低轨时失控，碎裂成几块的彗星反而按被设定的轨道，砸向地球。这是人类自诞生以来，从来没有遭遇到的生死危机。全人类总动员，阿特弥斯舰队集中到水内行星轨道，与当地民兵舰队汇合，努力在近轨道区将散开的彗星一一重新捕获。平时扭捏欠帐的太阳系联（邦）委成员国，（约略相当于21世纪的联合国），此时也殷勤地把欠交的会费补足，声称是为人类生存尽了一分力。
尽管各大国在地月轨道上严密布防，但仍然有重达万吨级的碎星，逸过了人类布设的防区。最大的一块彗体在加里曼丹尼亚的丛林上空爆炸，把方圆一百公里内两百多个村镇夷为平地，死难者达十万众。规模稍小的轰击，更是遍布全球各地，各大城市也被波及。布宜诺斯艾利斯遭受到最严重的百吨级的轰击，拙劣的防空火力，居然没有拦截住碎星主体，坠落在十公里外港湾处的彗体相当于万吨级核爆炸，掀起的海啸几乎让布市的三分一房屋倒塌。幸尔居民已经在警布下基本撤离。北京城也遭受到千吨级的轰击，但是彗体在坠落前被有效击碎。尽管如此，大大小小的高速雪球，无法再拦截，北京如同经历了一场伦敦大轰炸，著名的故宫博物馆也燃起了熊熊大火。阿特丽那猎星事件以后，太阳联委达成公识，所有猎星工程，必须经联委执委会审查，经严格审查后批准，而且轨道终点不得设在10万公里之内。阿特丽那事件给人类的启迪，在于让人类认识到，“高太空天体所具备的动能”对低太空地球的威胁，特别在太空运输大大繁荣的年代。