Cuộc đua của NASA nhằm thay thế Trạm vũ trụ quốc tế: Đếm ngược đến năm 2030

Khi NASA tiến gần đến thời điểm then chốt trong hoạt động của mình, tương lai của hoạt động của con người trên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (LEO) đang bị đe dọa. Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), phòng thí nghiệm quỹ đạo hàng đầu của NASA, đang tiến gần đến cuối vòng đời hoạt động của mình. Câu hỏi lớn đặt ra là liệu cơ quan này có thể chuyển đổi suôn sẻ sang một trạm vũ trụ tư nhân hay không, hay phải đối mặt với khả năng có khoảng trống về sự hiện diện của con người trên quỹ đạo lần đầu tiên sau nhiều thập kỷ. Với việc NASA chuyển trọng tâm sang khám phá không gian sâu hơn thông qua Chương trình Artemis, nhằm mục đích đưa con người trở lại Mặt trăng và cuối cùng là đến được Sao Hỏa, LEO vẫn là một biên giới quan trọng đối với nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ.
Khi năm 2030 đang đến gần, NASA đang xây dựng kế hoạch thay thế ISS bằng một hoặc nhiều trạm vũ trụ thương mại theo chương trình Điểm đến LEO thương mại (CLD). Năm tới sẽ mang tính quyết định để xác định tương lai sự hiện diện của NASA tại LEO, với các hợp đồng sẽ được trao cho các công ty tư nhân để phát triển các trạm vũ trụ mới. Nhưng với sự chuyển đổi này, sự không chắc chắn sẽ xuất hiện. Liệu các công ty này có thể đáp ứng được các yêu cầu khắt khe hay không và quan trọng hơn là liệu có đủ cơ sở kinh doanh vững chắc để họ thành công hay không?

Nhu cầu tiếp tục nghiên cứu về vi trọng lực
Bất chấp sự hấp dẫn của việc khám phá không gian sâu thẳm, các quan chức NASA, bao gồm Phó quản trị viên Pam Melroy, nhấn mạnh tầm quan trọng đang diễn ra của LEO đối với nghiên cứu khoa học. Nghiên cứu về vi trọng lực trên ISS đã đưa ra những hiểu biết quan trọng về cách các chuyến bay vũ trụ kéo dài tác động đến sức khỏe con người—một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng cho các sứ mệnh lên sao Hỏa và xa hơn nữa.
Melroy cho biết: "Chúng tôi vẫn chưa hoàn thành nghiên cứu về vi trọng lực. Chúng tôi đã đạt đến điểm mà chúng tôi hiểu được những rủi ro của một nhiệm vụ kéo dài một năm trong không gian, nhưng chúng tôi sẽ phải tiếp tục thúc đẩy điều đó vì chúng tôi thực sự phải tìm ra các biện pháp giảm thiểu và giải pháp cho chuyến đi có thể kéo dài hai hoặc ba năm tới sao Hỏa".
Ngoài sức khỏe con người, những tiến bộ công nghệ của NASA trong các hệ thống hỗ trợ sự sống (ECLSS) đã đẩy tỷ lệ hiệu quả lên gần 97% để tái chế nước và không khí trên ISS. Nhưng các sứ mệnh dài ngày đến sao Hỏa sẽ đòi hỏi các hệ thống có hiệu suất gần 100%—một thách thức khó khăn chỉ có thể được cải thiện bằng cách tiếp tục nghiên cứu ở LEO.
Để chính thức hóa chiến lược nghiên cứu và phát triển quỹ đạo Trái đất thấp, NASA đã công bố bản dự thảo "Chiến lược vi trọng lực" của mình, trong đó nêu rõ các mục tiêu của cơ quan vũ trụ này cho những năm 2030 và sau đó. Phiên bản cuối cùng của tài liệu này, dự kiến ​​vào cuối năm 2024, sẽ định hình nhu cầu của NASA đối với các trạm vũ trụ trong tương lai và thiết lập bối cảnh cho giai đoạn tiếp theo của chương trình CLD.

Trạm vũ trụ thương mại: Một canh bạc có mức cược cao
Ba năm trước, NASA đã trao các hợp đồng sơ bộ cho các công ty như Blue Origin, Nanoracks và Northrop Grumman để bắt đầu phát triển các trạm vũ trụ thương mại. Một công ty thứ tư, Axiom Space, đã nhận được khoản tài trợ tương tự một năm trước đó. Tuy nhiên, con đường phía trước vẫn còn nhiều chông gai. Northrop Grumman đã rút lui khỏi cuộc đua do những lo ngại về tài chính, chỉ còn lại Axiom, Blue Origin và Voyager Space (đã mua lại Nanoracks) là những ứng cử viên nghiêm túc.
Trong khi NASA muốn trao hai hợp đồng trong giai đoạn tiếp theo để thúc đẩy sự cạnh tranh, thì không có cược chắc chắn nào giữa các ứng cử viên hiện tại. Axiom, từng được coi là ứng cử viên hàng đầu, đang phải đối mặt với những thách thức tài chính nghiêm trọng, trong khi Blue Origin dường như ít cam kết hơn với chương trình, có khả năng chờ xem có bao nhiêu tiền tài trợ trong giai đoạn tiếp theo. Voyager Space đã cho thấy triển vọng nhưng vẫn chưa được thử nghiệm nhiều trong một nỗ lực phức tạp như vậy. Ngoài ra còn có suy đoán rằng SpaceX, với phương tiện Starship mang tính cách mạng của mình, có thể tham gia cuộc đua, nhưng CLD hiện không phải là ưu tiên của công ty.
Khi thời gian dành cho ISS sắp kết thúc, NASA đang yêu cầu các nhà cung cấp thương mại cung cấp ít nhất một "sản phẩm khả thi tối thiểu" vào năm 2030. Melroy thừa nhận rằng hành trình hướng tới các trạm vũ trụ thương mại hoạt động đầy đủ chức năng có thể sẽ được thực hiện theo từng giai đoạn, với các hoạt động cơ bản sẽ bắt đầu trước khi có thể hiện thực hóa các mục tiêu tham vọng hơn.
Thách thức về hỗ trợ và tài trợ của Quốc hội

Nguồn tài trợ cho chương trình CLD của NASA không nhất quán, làm dấy lên câu hỏi về việc liệu cơ quan vũ trụ và Quốc hội có thực sự ưu tiên duy trì sự hiện diện ở LEO hay không. Mặc dù mức tài trợ đã tăng trong những năm gần đây, nhưng chúng vẫn chỉ là một phần nhỏ so với số tiền cần thiết để xây dựng và duy trì các trạm vũ trụ thương mại mới. Theo dữ liệu từ The Planetary Society, CLD chỉ nhận được 650 triệu đô la tiền tài trợ kể từ năm 2019—một số tiền nhỏ so với hàng tỷ đô la cần thiết để xây dựng và vận hành các môi trường sống trên quỹ đạo.
Việc thiếu cam kết rõ ràng từ NASA và Quốc hội là mối quan tâm lớn đối với các công ty tư nhân tham gia vào chương trình CLD. Các trạm vũ trụ thương mại đòi hỏi đầu tư vốn đáng kể và nếu không có sự đảm bảo rằng NASA sẽ vẫn là khách hàng chính, các công ty sẽ khó có thể đảm bảo nguồn tài chính cần thiết để tiến hành.

Nếu có khoảng trống thì sao?
Khi NASA tiến gần hơn đến việc đưa ISS ra khỏi quỹ đạo, dự kiến ​​diễn ra vào năm 2030, khả năng xảy ra khoảng trống về sự hiện diện của con người ở LEO trở nên có khả năng xảy ra hơn. Trong khi các quan chức NASA đã bày tỏ mong muốn tránh điều này, một số người cho rằng khoảng trống tạm thời có thể không phải là thảm họa. Phil McAlister, một nhân vật chủ chốt trong các nỗ lực không gian thương mại của NASA, tuyên bố rằng mặc dù khoảng trống sẽ là điều không may, nhưng nó sẽ không phải là "không thể phục hồi". Trong trường hợp xảy ra khoảng trống, NASA có thể dựa vào các phương tiện như Crew Dragon của SpaceX để tiến hành nghiên cứu hạn chế và duy trì sự hiện diện trong không gian cho đến khi các trạm không gian mới được đưa vào hoạt động.

Thế tiến thoái lưỡng nan của thị trường
Ngoài các sứ mệnh do NASA và chính phủ tài trợ, vẫn chưa rõ liệu có đủ nhu cầu thương mại để hỗ trợ các trạm vũ trụ tư nhân hay không. Một báo cáo năm 2017 đã nêu lên nghi ngờ về lợi nhuận của các chuyến bay vũ trụ có người lái cho các mục đích phi chính phủ. Trong khi du lịch vũ trụ, nghiên cứu dược phẩm và các ngành công nghiệp khác đã thể hiện sự quan tâm, thì chưa có ngành nào trong số này nổi lên như là "ứng dụng sát thủ" có thể giúp các trạm vũ trụ tư nhân khả thi.
Sản xuất tự động, chẳng hạn như các sứ mệnh nghiên cứu dược phẩm của Varda, có thể làm giảm nhu cầu hoạt động của con người trong không gian, có khả năng làm suy yếu trường hợp kinh doanh cho các trạm tư nhân. Hơn nữa, Starship của SpaceX, với tiềm năng thực hiện các chuyến bay quỹ đạo ngắn ngày, có thể cung cấp một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí hơn cho khách du lịch vũ trụ.

Con Đường Phía Trước
Nỗ lực thúc đẩy các trạm vũ trụ thương mại của NASA đại diện cho một thử nghiệm táo bạo trong việc tư nhân hóa quỹ đạo Trái Đất thấp. Sự thành công của nỗ lực này sẽ không chỉ phụ thuộc vào khả năng của các công ty tư nhân trong việc đáp ứng các yêu cầu của NASA mà còn phụ thuộc vào nhu cầu thị trường rộng lớn hơn đối với hoạt động không gian của con người. Hiện tại, cam kết của NASA vẫn chưa chắc chắn và thời gian đang cạn kiệt. Với ISS đang gần đến cuối vòng đời, năm tới sẽ rất quan trọng để xác định liệu NASA có thể duy trì sự hiện diện ở LEO hay không—hoặc phải đối mặt với viễn cảnh bị tụt hậu trong cuộc đua giành không gian.
Khi năm 2030 đang đến gần, tương lai hoạt động của NASA trên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp vẫn là một canh bạc có rủi ro cao, với kết quả vẫn chưa chắc chắn.