Đối với các công ty khởi nghiệp, câu hỏi cấp thiết nhất trong lĩnh vực sản xuất hiện nay là làm thế nào để chế tạo các bộ phận máy tính, thu hoạch tế bào gốc và sản xuất dược phẩm ngoài vũ trụ? Theo một số chuyên gia, việc sản xuất trong vũ trụ đã diễn ra, ít nhất là ở cấp độ nghiên cứu.

Sản phẩm tốt hơn

Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) đã trao 2 triệu USD cho các nhà khoa học để nghiên cứu xem điều kiện không trọng lực có thể giúp tạo ra những liệu pháp gen và tế bào gốc mới hay không.

Tập đoàn quốc phòng Northrop Grumman đã hợp tác với một công ty khởi nghiệp nhằm sản xuất chất bán dẫn ngoài không gian. Một chuyên gia nhận định, đến cuối thập kỷ này, con người sẽ sử dụng đồ vật chứa một số nguyên tố được tạo ra từ ngoài Trái đất.

Khi đài CBS đặt câu hỏi: “Tại sao phải chịu rắc rối khi sản xuất ngoài hành tinh?”, tỷ phú Jeff Bezos cho rằng các ngành công nghiệp nặng và gây ô nhiễm không khí có thể hoạt động cách xa Trái đất. “Điều này nghe có vẻ viển vông nhưng nó sẽ xảy ra”, ông Jeff nói.

Những người ủng hộ xây nhà máy ngoài không gian lập luận rằng, một số điều kiện trong không gian như nhiệt độ thấp, gần như không trọng lực và chân không, giúp những nguyên liệu nhất định, ví dụ như tinh thể, có thể được tạo ra với chất lượng tốt hơn dưới mặt đất.

Ông Joshua Western, người sáng lập Space Forge, nhà sản xuất công nghệ không gian có trụ sở tại Wales, cho biết: “Không gian là nơi tốt hơn nhiều để thực hiện hầu hết mọi quy trình công nghiệp. Chúng ta sống trên một hành tinh có trọng lực ghìm mọi người xuống. Chúng ta đã tạo ra lò nướng, tủ lạnh và máy bơm chân không để giúp sản xuất các sản phẩm trên Trái đất, nhưng nếu lên vũ trụ, bạn sẽ được hưởng những lợi ích đó miễn phí”.

Còn các công ty dược phẩm đang đặt cược vào việc sản xuất những loại thuốc mới trong không gian. Đơn cử, Công ty thuốc Merck đã hợp tác với Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS) để sản xuất protein ở môi trường không trọng lực. Các phi hành gia tiến hành thí nghiệm cho Merck phát hiện, những tinh thể được nuôi để sản xuất thuốc ung thư Keytruda trở nên nhỏ và đồng đều hơn so với tinh thể dưới mặt đất.

Tương tự, các nhà nghiên cứu tại Bristol Myers Squibb (BMS) đang thử nghiệm cách sử dụng các tài nguyên được tạo ra ngoài hành tinh để khiến thuốc dễ bảo quan hơn. Theo Robert Garmise, Phó Giám đốc khoa học vật liệu và kỹ thuật tại BMS, công ty này đang làm việc trong nhiều vấn đề như miễn dịch học, xơ hóa, bệnh tim mạch và khoa học thần kinh.

Ý tưởng nghiên cứu y học ngoài không gian xuất hiện từ rất sớm nhưng phải đối mặt với nhiều rào cản, trong đó là chi phí vận chuyển cao. Bất chấp trở ngại này, hàng năm NASA phóng lên vũ trụ khoảng 50 chuyến bay mang theo các thí nghiệm y học. Các phi hành gia có thể sử dụng thời gian trên quỹ đạo để chuyên tâm nghiên cứu về phương pháp điều trị ung thư hoặc các bệnh hiểm nghèo khác.

Sở dĩ NASA kiên trì và nhiều công ty dược phẩm khác đang tham gia vào kế hoạch này vì những ưu điểm nổi trội khi nghiên cứu khoa học ngoài không gian. Lực hút của trường hấp dẫn của Trái đất có thể che giấu cách mà các tế bào giao tiếp với nhau, khiến cho việc lý giải tại sao chúng lại hành động như vậy trở nên khó khăn hơn.

Lực hấp dẫn cũng khiến việc giữ tế bào gốc ở trạng thái tinh khiết và hữu ích nhất trở nên phức tạp hơn rất nhiều. Đơn cử như các nghiên cứu cấu trúc tinh thể phức tạp của các protein liên quan đến ung thư, virus, rối loạn di truyền hay bệnh tim.

Việc phát triển các tinh thể dễ vỡ này từ đầu là rất quan trọng để phân tích cách một khối u hoặc virus phát triển. Nhưng khi chúng sinh sôi trên Trái đất, lực hấp dẫn làm thay đổi chúng, che khuất cấu trúc nguyên gốc của chúng.

Kevin Engelbert, quản lý danh mục Ứng dụng Sản xuất trong không gian của NASA, cho biết cơ quan này đã hợp tác với các đối tác thương mại để hiện thực hóa việc sản xuất ngoài Trái đất từ năm 2016. Mục tiêu là phát triển nền kinh tế quỹ đạo Trái đất thấp, củng cố vị thế dẫn đầu của Mỹ trong thế giới công nghệ.

Sản xuất ngoài không gian mang lại chất lượng tốt hơn trên Trái đất.

Kỷ nguyên mới về sản xuất

Hồi tháng 7, Công ty khởi nghiệp Varda Space Industries, trụ sở tại California, Mỹ, phóng một con tàu lên quỹ đạo Trái đất. Dự kiến con tàu sẽ trở thành “nhà máy sản xuất thuốc vũ trụ”, chuyên sản xuất các tinh thể thuốc ritonavir, một loại thuốc kháng virus dùng để điều trị HIV.

Tuy nhiên, khi tàu Varda chuẩn bị hạ cánh xuống bang Utah, Mỹ, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) và Lực lượng Không quân Mỹ đã từ chối. Theo đại diện FAA, tàu Varda không có giấy phép phê duyệt trở lại khí quyển Trái đất.

Dù vậy, thời điểm này mới là khởi đầu của kỷ nguyên sản xuất ngoài vũ trụ. Vào năm 2031, ISS sẽ ngừng hoạt động nên nhiều khả năng, NASA sẽ thế chỗ ISS bằng các phương tiện không gian thương mại. Động thái này có thể giúp tiết kiệm 1,3 tỷ USD chỉ riêng trong năm 2031.

Các công ty sản xuất vũ trụ dự đoán, số lượng sản phẩm được sản xuất ngoài không gian sẽ tăng lên vào cuối thập kỷ này vì ISS không còn là phương tiện nghiên cứu duy nhất trên vũ trụ nữa. Ngày càng có nhiều phương tiện tư nhân trong không gian là cơ hội phát triển các nhà máy ngoài Trái đất.

Bà Sita Sonty, Giám đốc điều hành của Space Tango, công ty hợp tác với ISS để cung cấp cơ sở vật chất hỗ trợ nghiên cứu, phát triển và sản xuất trong môi trường vi trọng lực, cho biết ngày càng nhiều tàu vũ trụ tư nhân phóng lên, nhu cầu sản xuất trên quỹ đạo cũng sẽ tăng.