Sản xuất trong không gian

Theo kênh truyền hình CNBC (Mỹ), sản xuất thuốc và chất bán dẫn trong không gian hiện là thị trường non trẻ nhưng các nhà phân tích và một số công ty khởi nghiệp tin rằng thị trường sẽ cất cánh để đạt 10 tỷ USD vào năm 2030.

Các chuyên gia cho biết, không gian cung cấp môi trường độc đáo để nghiên cứu và phát triển vì mức bức xạ cao hơn, vi trọng lực và trạng thái gần như chân không cho phép công ty nghiên cứu đưa ra các phương pháp sản xuất hoặc vật liệu mới không thể thực hiện trên trái đất.

Việc thực hành không phải là hoàn toàn mới. Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) từng tổ chức một số thí nghiệm từ các học giả, cơ quan chính phủ và khách hàng thương mại cho việc phát triển mô người, tạo ra chất bán dẫn tinh khiết hơn và phát triển các loại thuốc mới hoặc tốt hơn.

Trong ngân sách năm tài chính 2024, Tổng thống Mỹ Joe Biden thậm chí còn dành 5 triệu USD cho Cơ quan Hàng không và vũ trụ Mỹ (NASA) để theo đuổi nghiên cứu liên quan đến ung thư trên ISS.

Giờ đây, một số công ty khởi nghiệp nhìn thấy cơ hội đáp ứng nhu cầu sản xuất trong không gian. Điển hình, Công ty Varda Space Industries ở Nam California giúp các công ty dược phẩm cải thiện hiệu quả của thuốc hoặc tìm ra các liệu pháp điều trị bằng thuốc mới bằng cách tận dụng các đặc tính độc đáo của không gian, sau đó đưa những vật liệu đó trở lại trái đất.

Chìa khóa cho đề xuất kinh doanh của Varda là hiện tượng được gọi là kết tinh protein. Điều này xảy ra khi các dung dịch protein siêu bão hòa về cơ bản bị bay hơi để tạo thành chất rắn để các nhà khoa học có thể nghiên cứu cấu trúc của protein.

Hiểu cấu trúc tinh thể của protein có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cơ chế gây bệnh, xác định mục tiêu của thuốc và tối ưu hóa thiết kế thuốc. Hãy nghĩ đến những loại thuốc ít tác dụng phụ hơn, hiệu quả hơn hoặc có thể chịu được nhiều điều kiện hơn chẳng hạn như không cần bảo quản lạnh.

Nhiều năm nghiên cứu chỉ ra rằng các tinh thể protein phát triển trong không gian có chất lượng cao hơn nhiều so với các tinh thể phát triển trên trái đất.

Ở Cardiff (xứ Wales), Công ty Space Forge đang nghiên cứu thiết kế nhà máy trong không gian để sản xuất chất bán dẫn thế hệ tiếp theo. Mục tiêu của Space Forge là tạo ra chất nền bán dẫn sử dụng các vật liệu khác ngoài silicon để sản xuất chip hiệu quả hơn, hiệu suất cao hơn.

Ông Andrew Parlock - Giám đốc điều hành các hoạt động của Space Forge tại Mỹ nói: "Thế hệ vật liệu tiếp theo này sẽ cho phép chúng tôi tạo ra hiệu quả chưa từng thấy trước đây. Chúng tôi đang nói về việc cải thiện hiệu suất bán dẫn gấp 10 đến 100 lần". 

Cũng như dược phẩm, công thức bí mật để đạt được loại cải tiến hiệu suất này trong chất bán dẫn nằm ở việc tạo ra các tinh thể hoàn hảo trong không gian. Những loại chip tiên tiến rất quan trọng đối với các ngành như 5G và xe điện. Tương tự Varda, Space Forge có kế hoạch chỉ sản xuất một phần chip trong không gian.

Ông Josh Western - Giám đốc điều hành và đồng sáng lập Space Forge cho biết: "Sau khi chúng tôi tạo ra những tinh thể này trong không gian, chúng tôi có thể đưa chúng trở lại mặt đất và tái tạo hiệu quả sự phát triển đó trên trái đất".