Lý do các startup đầu tư hàng triệu USD để sản xuất thuốc và chất bán dẫn trong không gian

Đó là thị trường non trẻ mà các nhà phân tích và một số công ty khởi nghiệp (startup) đang dự đoán sẽ cất cánh.

"Nếu bạn nhìn vào dược phẩm, bán dẫn, các sản phẩm về sức khỏe, sắc đẹp và có thể là thực phẩm trong khía cạnh như cây trồng mới, chúng tôi ước tính thị trường này sẽ vượt qua 10 tỉ USD vào một thời điểm nào đó trong năm 2030, tùy thuộc vào tốc độ trưởng thành", Ilan Rozenkopf, đối tác tại công ty tư vấn quản trị toàn cầu McKinsey, nhận xét.

Theo trang CNBC, không gian cung cấp một 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 các công ty đưa ra các phương pháp sản xuất hoặc vật liệu mới mà không thể thực hiện được trên Trái đất.

Việc thực hành không phải hoàn toàn mới. Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) đã tổ chức một số thí nghiệm của các học giả, cơ quan chính phủ và khách hàng thương mại cho những thứ như 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 NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ) để tiến hành nghiên cứu liên quan đến ung thư trên ISS.

Thế nhưng, việc tiếp cận ISS luôn đối mặt với sự cạnh tranh và sự quan tâm tiếp tục gia tăng. Giờ đây, một số công ty khởi nghiệp nhìn thấy cơ hội đáp ứng nhu cầu sản xuất trong không gian bằng cách sử dụng các nhà máy không gian nhỏ gọn. Một công ty trong số đó là Varda Space Industries ở miền nam California (Mỹ). Nhiệm vụ của Varda Space Industries là giúp các công ty dược phẩm cải thiện thuốc của họ hoặc tìm ra các liệu pháp điều trị với 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.

Vệ tinh sản xuất dược phẩm đầu tiên của Varda Space Industries - Ảnh: Rocket Lab

Chìa khóa cho hoạt động kinh doanh của Varda Space Industries là một 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 cho 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 không cần bảo quản lạnh.

Nhiều năm nghiên cứu đã 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. Kế hoạch không phải là sản xuất toàn bộ thuốc trong không gian vũ trụ, mà chỉ tạo ra những gì được gọi là thành phần dược phẩm hoạt tính chính (phần chịu trách nhiệm về tác dụng điều trị của một loại thuốc).

Delian Asparouhov, đồng sáng lập và Chủ tịch Varda Space Industries, cho biết: “Bạn sẽ không thấy chúng tôi sản xuất penicillin, ibuprofen hoặc những mục tiêu tiêu thụ thuốc đại chúng rất phổ biến, do lượng tinh thể cần tạo ra vượt xa khả năng hiện tại của chúng tôi. Song có rất nhiều loại thuốc mang lại doanh thu hàng tỉ USD mỗi năm, phù hợp hoàn toàn với quy mô sản xuất mà chúng tôi có thể làm ngay cả trên cơ sở hiện tại của mình”.

Bên kia Đại Tây Dương, ở Cardiff (thủ đô xứ Wales), Space Forge đang nghiên cứu thiết kế nhà máy trong không gian của riêng mình 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.

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 suất cao chưa từng thấy trước đây. Chúng ta đang nói về việc cải thiện hiệu suất chất bán dẫn gấp 10 đến 100 lần”.

Vệ tinh sản xuất chất bán dẫn trong không gian của Space Forge mang tên ForgeStar - Ảnh: CNBC

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

Josh Western, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập Space Forge, nói: “Sau khi 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. Vì vậy, chúng tôi không cần phải lên vũ trụ vô số lần để xây dựng quy mô hoạt động khá tốt với các đối tác và khách hàng sản xuất chất bán dẫn của chúng tôi trên mặt đất”.

Để tìm hiểu thêm về sản xuất trong không gian cũng như kế hoạch của Varda Space Industries và Space Forge nhằm biến việc này thành hoạt động kinh doanh khả thi, mời bạn xem video bên dưới:

Sơn Vân