Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc (NSFC), một tổ chức được thành lập năm 1986 để thúc đẩy và tài trợ cho nghiên cứu khoa học, có kế hoạch 5 năm để nghiên cứu “thiết bị hàng không vũ trụ chiến lược chính cho việc sử dụng tài nguyên không gian trong tương lai, khám phá những bí ẩn của vũ trụ, và nơi cư trú lâu dài trên quỹ đạo”, theo một tài liệu được công bố gần đây. Các dự án này có thể bao gồm kính viễn vọng không gian lớn, tàu vũ trụ có phi hành đoàn hoặc nhà máy điện mặt trời trên không gian.
Kế hoạch của NSFC đề xuất ưu tiên việc tạo ra các thành phần nhẹ có thể được phóng riêng và lắp ráp thành các siêu công trình một lần trên quỹ đạo. Kỹ thuật lắp ráp trong không gian này đã được sử dụng nổi tiếng nhất với các môi trường sống trong không gian của con người, chẳng hạn như Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), nơi đã lắp đặt một mô-đun mới là Nauka vào tháng 7-2021. Trung Quốc hiện cũng đang xây dựng trạm phi hành đoàn Tiangong, bằng cách phóng các mô-đun riêng lẻ được kết nối trong quỹ đạo thấp của Trái đất. Giờ đây, các nhà khoa học hy vọng sẽ sử dụng cách tiếp cận từng mảnh này để xây dựng các siêu dự án không gian trên một quy mô hoàn toàn mới.
Và mặc dù điều này nghe có vẻ xa vời, nhưng NSFC vẫn không phải là tổ chức duy nhất đang hướng tới mục tiêu tạo ra tàu vũ trụ siêu lớn như thế. Nhóm nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Zhihui Xue, nhà robot học Viện Tự động hóa Thẩm Dương Học viện Khoa học Trung Quốc, gần đây đã tóm tắt một số nỗ lực và khả năng ứng dụng của những công nghệ này trong một nghiên cứu năm 2020 được công bố trên Tạp chí Hàng không Trung Quốc. Zhihui Xue báo cáo: “Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ vũ trụ và nhu cầu ngày càng tăng đối với các sứ mệnh không gian; những phương pháp chế tạo, triển khai và phóng tàu vũ trụ truyền thống đã không thể đáp ứng được nhu cầu hiện có”.
Công nghệ lắp ráp trong không gian (ISA) có thể thích ứng hiệu quả với việc lắp ráp các cấu trúc không gian lớn, cải thiện hiệu suất tàu vũ trụ và giảm chi phí vận hành nhằm tạo ra một số cấu trúc cố định như cơ sở hạ tầng vũ trụ, trạm xăng, cơ sở sản xuất vũ trụ, du lịch vũ trụ. Để đạt được mục tiêu đó, nhóm nhà nghiên cứu Học viện Công nghệ Không gian Trung Quốc (CAST) đã đặt nền móng thử nghiệm để phát triển năng lượng mặt trời dựa trên không gian (SSP) - đây là một tầm nhìn đặc biệt đầy tham vọng và mang tính tương lai. Cộng đồng khoa học suy đoán về các nhà máy điện mặt trời trong không gian suốt nhiều thập kỷ, bởi vì chúng có khả năng cung cấp một nguồn năng lượng tái tạo có khả năng đáp ứng nhu cầu điện năng của thế giới.
Tuy nhiên, có rất nhiều rào cản cần được xóa bỏ cả trên quỹ đạo và trên Trái đất để biến khái niệm này trở thành nguồn năng lượng khả thi; ngay cả đối với các ứng dụng thích hợp ở các vùng sâu vùng xa, chứ chưa nói đến việc cung cấp điện toàn cầu tích hợp. CAST vẫn đang tiến hành một loạt thử nghiệm quy mô nhỏ về các công nghệ cần thiết cho SSP - chẳng hạn như truyền năng lượng vi sóng từ một nhà máy vệ tinh đến một trạm mặt đất trên Trái đất.
Nhóm nhà khoa học có trụ sở tại Trung Quốc và Anh cũng đang hợp tác trên một đài quan sát không gian khổng lồ - được gọi là Dự án lắp ráp trên quỹ đạo có khẩu độ cực lớn – với yêu cầu lắp ráp robot trong không gian. Kính thiên văn được đề xuất sẽ có vùng thu sáng 10 mét, lớn hơn khẩu độ 6,5 mét trên Kính viễn vọng Không gian James Webb, sẽ trở thành thiết bị khoa học nhạy cảm nhất trong không gian khi nó được phóng trong thời gian sắp tới.
Ngoài các tàu vũ trụ robot này, nhiều cơ quan vũ trụ và một số công ty tư nhân bày tỏ sự quan tâm đến việc hướng tới một tương lai trong đó con người có sự hiện diện ngày càng nhiều bên ngoài hành tinh của chúng ta - và các bản thiết kế cho mục tiêu đó đang được vẽ ra ngay bây giờ.
Nhóm nhà khoa học của Xue bình luận: “Khi hoạt động khám phá không gian của con người tiếp tục vượt qua quỹ đạo Trái đất, việc chế tạo và lắp ráp những cấu trúc không gian lớn trong không gian là điều cần thiết cho hoạt động khám phá bền vững của con người”. Kế hoạch của NSFC cũng đề cập đến việc phát triển các tàu vũ trụ cực lớn để “cư trú lâu dài trên quỹ đạo”, mặc dù loại siêu dự án có phi hành đoàn này có thể sẽ xảy ra nhiều thập kỷ trong tương lai.
