Для некоторых достаточно амбициозных задач это пока, пожалуй, единственный вариант.
Возможно, искусственная тяжесть - одна из них. По крайней мере - в варианте классического колёса. Хотя у него куча недостатков.
Квадратная рама, в к-й обитаемые отсеки расположены параллельно оси вращения, по-своему лучше, но тоже с трудностями:
1. Желательно иметь как можно бОльшие радиусы вращения, чтобы для получения заданной величины квазитяжести не нужны были слишком большие угловые скорости (=> кориолис и вообще в глазах рябит).
2. Желательно, чтобы обитаемые отсеки имели единый гермообъём, т.е. все могли сообщаться непосредственно (неважно, что разделены на отсеки с люками между ними, но сообщение возможно, не выходя в открытый космос).
3. Стыковки с кораблями.
При больших радиусах это сложно - нужны длинные модули-"шахты" от "модули с тяжестью" до оси и до противоположного "отсека с тяжестью". И для приёма кораблей либо нужен модуль на оси вращения, либо надо станцию останавливать на время приёма-старта.
Вариант решения: в "раме" типа классической:
Обитаемым является только ОДИН из продольных модулей - ОС системы "каноэ".
Собственно, обитаемый модуль может состоять и не из одного, а из нескольких линейно состыкованных модулей стандартной размерности ("Салют", "Заря" и т.п.). Можно и не только линейно, но это менее рационально.
Противовес - негерметичный.
Крепятся к ферменной несущей конструкции.
Таким образом можно отказаться от радиальных соединительных гермомодулей. Корабли причаливают к оси на стыковочный узел, не имеющий люков, а потом переносятся манипулятором на стандартные стыкузлы с люками на обитаемом модуле.
Стыковочный узел на оси вращения может быть вращающимся - в этом случае можно будет осуществлять стыковку, не останавливая вращения станции как целого. Затея сложноватая и выглядет рискованной, но может быть и осуществима. И может быть даже не так сложно и рискованно, как кажется. В конце концов, положение оси вращения стабильно и хорошо известно (тут ничуть не хуже, чем на обычной ОС), а вращать электромотором стыкузел можно, соблюдая весьма высокую точность не то что угловой скорости, но и даже и отслеживая угловые ускорения и угловые положения. Для управления приводами лифтов и т.п. сейчас и не такое делают. После завершения стыковки узел "тормозится" относительно всей станции, корабль переносится манипулятором. Манипулятор будет нужен несколько отличный от того, что используется на МКС - переносить придётся значительно дальше, и "основание" манипулятора должно ездить на тележке вдоль радиальной фермы. Задача, вероятно, решаемая, хотя наверняка будут свои трудности (чисто даже технические в конструкции тележки, помимо кориолисовых сил и/или необходимости иметь "противовес" или "дораскручивать" станцию по мере смещения корабля по радиусы, или мириться с изменениями угловой скорости). Зато сам манипулятор может быть значительно короче.
(вариант с зависанием КК без стыковки, и подхвате манипулятором - тоже представим, но за счёт вращения может оказаться даже сложнее, чем прямая первичная стыковка. Хотя может и нет, зависит от многих параметров. Конечно, можно и сам корабль закручивать вокруг продольной оси перед стыковкой, но на первый взгляд это выглядит менее удачным решением. Хотя может быть и нет - зависит от)
НотаБене: чем меньше угловая скорость вращения станции, тем менее проблемна стыковка. Т.е. увеличивая радиус вращения, выигрываем дважды.
Теперь о проблемах.
Противовес должен быть достаточно массивным, если действовать влоб, по классической схеме - его масса равна массе обитаемого модуля. Это сложно. Сложно в том смысле, что не очень понятно - чем можно на ОС нагрузить такой НЕобитаемый модуль.
Научное оборудование теряет большинство преимуществ расположения на ОС, фактически это ближе к свободнолетающему спутнику. Можно, конечно, но неизящно. Вроде рукой подать - а нормально обслуживать нельзя. Близок локоть...
Сугубо служебными системами загрузить тоже затруднительно. Не наберётся столько - это раз. СЖО туда вешать - понадобятся длинные трубные коммуникации. Наверное, это решаемо, но неприятно. И вообще надёжность падает, когда бочка с людьми в одном месте, а СЖО за сто метров. Энергомодуль можно повесить спокойно, но там массы немного. И т.п.
Естественно, напрашивается решение: "каноэ" должно быть асимметричным, противовес в разы легче обитаемого (и вообще основного) модуля, и отстоит дальше от оси вращения.
НотаБени: конкретное положение оси вращения на ферме между обитаемым модулем и противовесом теперь не является жёстко заданным. Собственно, никакой материальной оси мы там не имеем - ось вращения зависит от соотношения масс обитаемого модуля и противовеса, оно со временем может слегка изменяться. Но это нам вообще неважно - технически на оси должен располагаться только "первый" стыковочный узел (и маршевые двигатели коррекции орбиты, может еще гиродины), а этот модуль вполне может быть смонтирован также на тележке и при необходимость смещаться вдоль радиальной фермы к текущему положению оси вращения. Точность позиционирования - проблема техническая, но не принципиальная. Гиродины даже скорее лучше отдельным подвижным модулем.
Собственно, теперь очевидно, что и ферменная рама может отличаться от классического варианта, где она прямоугольная. Она может быть и просто линейной. Единой конструкцией, или, например, для большей жёсткости состоять из двух (или более) близко расположенных ферм - не так важно.
Мы, совершив круг, вернулись к вариации на тему другой классической концепции - "гантели" с длинной ручкой, наподобие проекта Груммана и многих других. Однако есть и отличия: отказались от гермотоннелей до оси вращения, сохранив возможность стыковки без остановки вращения. Кроме того, обитаемый модуль получился одноуровневой "анфиладой", а не многоэтажной "башней", но кориолисовы эффекты по-прежнему малы.
Одна из сложностей - обеспечение устойчивости вращения. Т.е. чтобы эта ось не оказалась промежуточной у эллипсоида инерции станции, придётся принимать специальные меры по распределению масс, м.б. дополнительные противовесы.
Дополнительная сложность2: несколько труднее будет отслеживать солнечными панелями солнце. Конечно, реактор на подобного рода станцию как бы и напрашивается (и так и так нужна длинная ферма - убиваем двух зайцев сразу), но это слишком смело, два нововведения разом.
Вся эта штука наверняка будет немного прецессировать, но это не очень большая проблема, если только станция не заточена под наблюдение за Землёй - а делать это бессмысленно. Астрономические модули придётся вешать вблизи оси вращения, если вообще этим заниматься. Хотя лучше уж свободнолетающие в составе небольшого орбитального созвездия. Эксперименты с микрогравитацией, естественно, тоже отменяются либо переводятся на свободнолетающие модули. Впрочем, об этом давно мечтали даже без вращения.
Дополнительная сложность3: коррекция орбиты (если не останавливать вращение) возможна не в любой произвольный момент, а только когда ось вращения совпадает с касательной к орбите или близка к ней (ну можно и иначе, но сложнее, больше расход топлива и/или нужно действовать последовательными короткими импульсами тяги). Тоже некритично. Процедура это обычно плановая. Даже при манёврах уклонения обычно есть по нескольку суток, если не недель. Можно подстроиться.