Khoa học thường thức về hàng không học và khoảng không vũ trụ

Phát triển nền kinh tế vũ trụ: Tiềm năng và thách thức (19/06/2024)

Chinh phục vũ trụ từ lâu đã là mơ ước của con người. Cùng với quá trình chinh phục vũ trụ, việc khai thác, ứng dụng công nghệ vũ trụ phục vụ phát triển kinh tế cũng đã xuất hiện và ngày càng mở rộng, biến đổi sâu sắc. Tiến vào vũ trụ, phát triển kinh tế vũ trụ sẽ giúp con người khám phá các tiềm năng và cơ hội mới, song bên cạnh đó cũng có không ít thách thức.

Kinh tế vũ trụ và các giai đoạn phát triển

Theo Tạp chí Harvard Business Review (Mỹ), thuật ngữ “nền kinh tế vũ trụ” bao gồm “hàng hóa và dịch vụ được sản xuất trong không gian để sử dụng trong không gian”. Còn Tổ chức Hợp tác và Phát triển kinh tế (OECD) định nghĩa, kinh tế vũ trụ là toàn bộ các hoạt động sử dụng các nguồn lực tạo ra giá trị và lợi ích cho con người trong quá trình khám phá, nghiên cứu, tìm hiểu, quản lý và sử dụng không gian⁽¹⁾.

Thực tế hiện nay cho thấy, nền kinh tế vũ trụ đang ngày càng phát triển. Đây không chỉ là một lĩnh vực kinh tế mới mà còn là động lực quan trọng thúc đẩy tăng trưởng trong các lĩnh vực khác. Theo đó, triển khai kết cấu hạ tầng không gian giúp phát triển các dịch vụ mới, cho phép ứng dụng vào các lĩnh vực, như khí tượng, năng lượng, viễn thông, bảo hiểm, vận tải, hàng hải, hàng không, phát triển đô thị..., tạo ra các lợi ích kinh tế - xã hội. Sự phát triển của nền kinh tế vũ trụ được xác định theo ba giai đoạn, mỗi giai đoạn được đánh dấu bằng sự tham gia khác nhau của các chủ thể công - tư. 

Giai đoạn đầu tiên (1950 - 1969) được đặc trưng chủ yếu bởi những chương trình không gian của các chính phủ nhằm khám phá không gian. Giai đoạn thứ hai (1970 - 2000) được đánh dấu bằng sự tham gia của các chủ thể tư nhân do thay đổi về quan điểm chính trị và sự tiến bộ của khoa học - công nghệ. Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp máy tính và số hóa đã tác động đến lĩnh vực chế tạo vệ tinh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thương mại hóa lĩnh vực này. Tháng 1-1970 với chính sách “Bầu trời mở”, Mỹ cho phép các công ty đủ điều kiện sẽ được phóng vệ tinh liên lạc, khuyến khích tư nhân phát triển hoạt động phát sóng vệ tinh và dịch vụ viễn thông. Trên quy mô toàn cầu, ngày càng có nhiều quốc gia tham gia vào thị trường vũ trụ. Đặc biệt, các nước châu Âu cũng nhận thấy các dự án quốc gia của họ sẽ không thể cạnh tranh với những nước khác nếu họ không kịp thời điều chỉnh chính sách. Do đó, vào năm 1975, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã được thành lập nhằm thúc đẩy sự hợp tác giữa các nước nội khối về nghiên cứu và phát triển công nghệ vũ trụ vì mục đích hòa bình. Tuy nhiên, bất chấp tính chất liên chính phủ của tổ chức này, cho đến nay, ESA vẫn khó có thể làm thay đổi cấu trúc của ngành vũ trụ châu Âu mà vẫn tập trung chủ yếu vào một số quốc gia, điển hình là Đức, Pháp, Italia.

Giai đoạn thứ ba (từ năm 2000 đến nay) chứng kiến ​​sự tham gia ngày càng tăng của các công ty tư nhân vào các hoạt động vũ trụ. Năm 2019, doanh thu của nền kinh tế vũ trụ đạt 424 tỷ USD. Các ứng dụng thương mại vẫn chiếm tỷ trọng doanh thu cao (chiếm 2/3), mặc dù các đơn đặt hàng trong lĩnh vực quân sự và đơn đặt hàng của các tổ chức công vẫn chiếm một phần đáng kể trong tổng lợi nhuận (chiếm 1/3)⁽²⁾. Hai yếu tố chính tác động đến xu hướng này: Một là, liên quan đến những tiến bộ trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, điều này cho phép hoạt động truyền dữ liệu từ vệ tinh trở lại Trái đất ngày càng cải thiện, góp phần tạo ra những giá trị kinh tế mới. Hơn nữa, nhờ các công ty tư nhân đầu tư vào chế tạo các vệ tinh cỡ nhỏ, chi phí sử dụng các dịch vụ vệ tinh được giảm thiểu, kích thích hơn nhu cầu sử dụng các dịch vụ này. Thực tế cho thấy, trong đời sống hằng ngày, hầu hết mọi cá nhân, tổ chức hay doanh nghiệp đều đang phụ thuộc vào một hay nhiều vệ tinh, từ việc sử dụng thẻ tín dụng, đến mạng lưới điện, dịch vụ điều hướng, quan sát Trái đất cũng như cập nhật tình hình thời tiết... Hai là, chi phí tiếp cận không gian. Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đang có xu hướng chuyển dần cho khu vực tư nhân tiến hành vận chuyển hàng hóa lên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Đồng thời, dưới sự kiểm soát của NASA, các tập đoàn như Tập đoàn công nghiệp quân sự Lockheed Martin và Tập đoàn hàng không Mỹ Boeing không thể giữ vị trí độc quyền. Kết quả là, việc vận chuyển hàng hóa lên ISS hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn, qua đó các công ty vừa và nhỏ, các tổ chức giáo dục và nghiên cứu ngày càng có cơ hội tiếp cận không gian nhiều hơn. Ngoài ra, sự phát triển của internet vệ tinh cho phép con người và các công ty kết nối mọi lúc, mọi nơi - một giải pháp thay thế hiệu quả khi tuyến cáp quang biển kết nối internet gặp sự cố, dẫn đến mất tín hiệu hoặc chất lượng đường truyền kém. Không chỉ vậy, ứng dụng công nghệ vệ tinh còn được sử dụng trong các lĩnh vực như vận chuyển và hậu cần, trong quản lý và giám sát tài nguyên, môi trường, thiên tai, chất lượng nước, lớp phủ rừng, mức độ ô nhiễm không khí...

Tàu Dragon 9 của SpaceX đã sẵn sàng cất cánh đưa các phi hành gia lên Trạm vũ trụ quốc tế, ngày 23-4-2021_Ảnh: NASA

Đối với các chương trình thám hiểm, việc đưa con người trở lại Mặt trăng hiện đang nằm trong kế hoạch của các cơ quan vũ trụ lớn, chẳng hạn như NASA và ESA. NASA đặt mục tiêu thiết lập sự hiện diện thường trực của con người - robot trên Mặt trăng. Nga và Trung Quốc cũng đang hợp tác để xây dựng Trạm nghiên cứu khoa học quốc tế trên Mặt trăng, dự kiến đưa con người lên Mặt trăng vào năm 2026 và hoàn thành việc xây dựng trạm này vào năm 2035. Hàn Quốc đặt mục tiêu trở thành quốc gia đứng thứ 7 trên thế giới và quốc gia đứng thứ 4 ở châu Á (sau Trung Quốc, Nhật Bản và Ấn Độ) triển khai các hoạt động nghiên cứu Mặt trăng từ vũ trụ. Tàu con thoi đầu tiên của Hàn Quốc được phóng lên không gian từ đầu tháng 8-2022. Cuối năm 2022, Chính phủ Hàn Quốc tiếp tục công bố “Lộ trình kinh tế vũ trụ”, bao gồm các kế hoạch thành lập một cơ quan hàng không vũ trụ tương tự như NASA của Mỹ, phát triển phương tiện vũ trụ thế hệ tiếp theo vào năm 2031 và bắt đầu thực hiện nhiệm vụ thăm dò Mặt trăng vào năm 2024.

Một hình thức hợp tác công - tư mới cũng đang phát triển, trong đó các chính phủ sẽ hỗ trợ ban đầu trong việc thăm dò và phát triển các công nghệ quan trọng (viễn thông và điều hướng Mặt trăng - Trái đất), xây dựng kết cấu hạ tầng không gian, còn khu vực tư nhân sẽ đi đầu trong việc tạo ra các thị trường mới và mở rộng sự hiện diện của con người trong không gian.

Tiềm năng phát triển của kinh tế vũ trụ

Kinh tế vũ trụ hiện nay đang bước sang một kỷ nguyên mới - kỷ nguyên thương mại hóa, hội nhập và đổi mới. Khác với trước đây, lĩnh vực kinh tế vũ trụ hiện nay có sự tham gia của nhiều tập đoàn tư nhân lớn (SpaceX, Amazon, Facebook…) với hàng loạt dự án lớn, như: Cung cấp dịch vụ internet bằng chùm Starlink của SpaceX, chùm Kuiper của Amazon, hay chùm Oneweb của Chính phủ Anh; dịch vụ vận chuyển, du lịch Blue Origin của Amazon… Với sự tham gia này, các ứng dụng công nghệ không gian mở rộng sang nhiều lĩnh vực mới, như: du hành vũ trụ, công nghệ truyền thông sử dụng vệ tinh ở quỹ đạo thấp, ứng dụng internet kết nối vạn vật (IoT) trên hệ thống vệ tinh và thiết bị mặt đất. Kích thước các vệ tinh cũng ngày càng được thu nhỏ, số lượng vệ tinh trong các chùm và siêu chùm (mega constellation) tăng lên nhanh chóng, các dự án khởi nghiệp (startup) về vệ tinh hiện nay hướng đến cung cấp ứng dụng và giải pháp trực tiếp cho người sử dụng chứ không chỉ thuần túy phát triển công nghệ như trước đây…

Theo tờ Financial Times (Anh), trong hai thập niên qua, có hơn 10.000 công ty vũ trụ thương mại đã ra đời. ISS được một nhóm quốc gia thành lập, do Mỹ đứng đầu, phục vụ các hoạt động của vệ tinh, công nghệ quốc phòng, phân tích dữ liệu và thậm chí nhiều lĩnh vực khác như du lịch vũ trụ. SpaceX là công ty vũ trụ được biết đến nhiều nhất, đã phóng hàng nghìn vệ tinh cho cả mục đích công và tư. Theo Tổ chức phi lợi nhuận Space Foundation (Mỹ), năm 2021, nền kinh tế vũ trụ đạt doanh thu 469 tỷ USD, tăng 9% so với năm 2020 và dự kiến ​​sẽ đạt mức 634 tỷ USD vào năm 2026⁽³⁾. Ngân hàng đa quốc gia Bank of America dự báo ngành công nghiệp vũ trụ sẽ phát triển, quy mô ước đạt 1.400 tỷ USD vào năm 2030⁽⁴⁾. Sự cạnh tranh trong nền kinh tế vũ trụ ngày một lớn, góp phần thúc đẩy nhu cầu đổi mới để giảm giá thành cũng như nâng cao chất lượng dịch vụ. Cạnh tranh gia tăng tiếp tục mở ra cơ hội và tiềm năng phát triển mới cho nền kinh tế vũ trụ.

Nếu như cuộc chạy đua vào không gian được khởi đầu bởi sự cạnh tranh giữa hai siêu cường Mỹ và Nga (Liên Xô trước đây), thì hiện nay đã có khoảng 90 quốc gia đang thúc đẩy phát triển chương trình không gian vũ trụ⁽⁵⁾. Đáng chú ý, trong số đó có Mỹ, Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Iran, Israel và Nhật Bản có khả năng phóng tàu vũ trụ lên quỹ đạo một cách ổn định. Không chỉ các chính phủ, hàng loạt công ty tư nhân cũng tham gia tích cực trong ngành công nghiệp vũ trụ, bởi họ nhận thấy ngành công nghiệp vũ trụ có thể vượt qua ranh giới khám phá khoa học và có thể đem lại lợi nhuận kinh tế. Một trong những dịch vụ mũi nhọn của ngành công nghiệp vũ trụ chính là phóng vệ tinh cỡ nhỏ vốn phục vụ cho dịch vụ kết nối băng thông rộng và IoT. Người ta ước tính, hiện có hơn 10.000 công ty và khoảng 5.000 nhà đầu tư tham gia ngành vũ trụ. Và hơn 1.000 tàu vũ trụ đã được đưa vào quỹ đạo trong 6 tháng đầu năm 2022, nhiều hơn số lượng tàu vũ trụ đã được phóng trong 52 năm đầu tiên con người khám phá không gian (1957 - 2009)⁽⁶⁾.

Lĩnh vực vũ trụ không chỉ tạo ra tăng trưởng mà còn là nhân tố thúc đẩy hiệu quả ứng dụng trong một số ngành, nghề. Một số ứng dụng quan trọng liên quan đến vũ trụ đã được triển khai, như: Đối với lĩnh vực nông nghiệp, các cảm biến từ xa giúp thu thập dữ liệu, bao gồm hình ảnh, thông tin về thời tiết, hỗ trợ người nông dân dựa vào dữ liệu đó để có kế hoạch cải thiện năng suất cây trồng. Trong lĩnh vực khai thác mỏ, dữ liệu vệ tinh có thể hỗ trợ một số chức năng quan trọng tại các công ty khai thác mỏ, như lập bản đồ phát thải, cải thiện các nỗ lực thăm dò bằng cách xác định những khu vực giàu khoáng sản… Đối với ngành dược, các công ty dược phẩm có thể thành lập phòng thí nghiệm trên trạm vũ trụ để nghiên cứu sự phát triển của tế bào.

ESA cho biết, việc triển khai kết cấu hạ tầng không gian mới đã mang lại nhiều lợi ích cho các ngành công nghiệp bao gồm khí tượng, năng lượng, viễn thông, bảo hiểm, vận tải, hàng hải, hàng không và phát triển đô thị của châu Âu. Hầu hết những đóng góp này đến từ khu vực tư nhân, ước tính hơn 224 tỷ USD được tạo ra từ các sản phẩm và dịch vụ do các công ty vũ trụ tư nhân cung cấp. Theo báo cáo của Space Foundation, các công ty do chính phủ hậu thuẫn cũng gia tăng đầu tư vào các dự án không gian. Tổng chi tiêu của các chính phủ cho chương trình vũ trụ dân sự và quân sự đã tăng 19% vào năm 2021, trong đó Ấn Độ tăng chi tiêu lên 36%, Trung Quốc đầu tư thêm 23% và Mỹ là 18%⁽⁷⁾.

Tương lai còn nhiều thách thức 

Sự phát triển của kinh tế vũ trụ vừa tạo ra cơ hội, tiềm năng, song cũng có nhiều thách thức. Điều dễ nhận thấy, cạnh tranh địa - chính trị đang len lỏi vào tham vọng chinh phục không gian của các nước lớn. Mặc dù đang dẫn đầu ISS, nhưng Mỹ không còn được coi là siêu cường duy nhất trong không gian. Trung Quốc hiện sở hữu một trạm vũ trụ quốc gia với tên gọi Thiên Cung, đại diện cho một thành tựu quan trọng đối với chương trình không gian của nước này. Chưa kể, trong những năm gần đây, Trung Quốc đã đầu tư mạnh vào chương trình không gian nhằm hiện thực hóa ước mơ chinh phục vũ trụ và đuổi kịp Mỹ. Trung Quốc đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể trong công cuộc khám phá không gian như phóng vệ tinh, đưa con người lên trạm vũ trụ, thăm dò sao Hỏa và đang lên kế hoạch đưa phi hành gia lên Mặt trăng⁽⁸⁾. Do vậy, Mỹ lo ngại Trung Quốc sẽ là nước sở hữu tàu vũ trụ robot đầu tiên trên thế giới hạ cánh thành công xuống phần tối chưa được khai phá của Mặt trăng. Trung Quốc cũng có thể thực hiện các sứ mệnh thu thập mẫu vật phức tạp và có kế hoạch thiết lập một căn cứ vĩnh viễn trên Mặt Trăng. Để duy trì ưu thế vượt trội của mình, Mỹ thúc đẩy quá trình “tách rời công nghệ”, theo đó tìm cách ngăn cản Trung Quốc trở thành một đối thủ công nghệ dưới bất kỳ hình thức nào. Cuộc cạnh tranh công nghệ đang diễn ra công khai và bắt đầu lan rộng đến lĩnh vực không gian của cả hai quốc gia. Nguy cơ xảy ra một cuộc chạy đua vũ trang quân sự trong không gian vũ trụ là hiện hữu, đe dọa sự ổn định chiến lược toàn cầu, thậm chí có thể xảy ra kịch bản chiến tranh không gian vũ trụ.

Tên lửa đẩy Trường Chinh-2F mang theo tàu vũ trụ Thần Châu-16 rời bệ phóng, tại Trung tâm phóng vệ tinh Tửu Tuyền ở Tây Bắc Trung Quốc, ngày 30-5-2023_Ảnh: THX/TTXVN

Tính ưu việt của công nghệ trong không gian cũng đan xen những lo ngại về các mối đe dọa khác mà các trạm vũ trụ đang phải đối mặt hoặc hệ lụy mà nó gây ra. Vấn đề đầu tiên là tuổi thọ của bất kỳ kết cấu hạ tầng vật lý nào trên không gian. Trạm vũ trụ quốc tế ISS được dự đoán sẽ tồn tại đến năm 2030, trong khi Trạm vũ trụ quốc gia Thiên Cung của Trung Quốc dự kiến sẽ duy trì hoạt động trong khoảng 10 năm. Tuy nhiên, va chạm với các mảnh vỡ và những vật thể khác là một mối đe dọa phổ biến. Các siêu vệ tinh cũng là một thách thức đối với các trạm vũ trụ. Các vệ tinh Starlink được xác nhận đã có những cuộc va chạm gần với trạm vũ trụ của Trung Quốc. Thêm vào đó, gần đây, các nước đẩy mạnh phát triển Hệ thống vũ khí tiêu diệt vệ tinh (ASAT). Khi các vệ tinh bị phá hủy sẽ tạo ra những mảnh vỡ, tồn tại lâu và xếp thành nhiều tầng, làm gia tăng mật độ của các vật thể trên quỹ đạo, gây nguy cơ cao xảy ra va chạm, trong đó mỗi va chạm sẽ tiếp tục tạo ra các mảnh vỡ khác, tạo thành một phản ứng dây chuyền có khả năng khiến không gian vũ trụ mất đi tiềm năng vốn có.

Nguy cơ tư nhân hóa không gian cũng được tính đến, về lâu dài sẽ dẫn đến một số ít công ty nắm giữ độc quyền đối với lĩnh vực vũ trụ. Hệ quả là con người đang biến không gian vũ trụ trở thành một “bãi rác” khổng lồ hơn là một nơi nghiên cứu hay điểm đến du lịch, phát triển kinh tế. NASA đang chính thức theo dõi hơn 26.000 mảnh vụn quỹ đạo, hay còn gọi là “rác thải vũ trụ”, đang gây nguy hiểm cho các phi hành gia và các sứ mệnh không gian quốc tế, trong đó có 4.000 vệ tinh hết hạn trong quỹ đạo⁽⁹⁾. Chưa kể, nếu con người tiến hành các vụ phóng tên lửa thương mại ngày càng thường xuyên hơn, số lượng khí thải carbon sẽ tăng lên đáng kể. Trong tương lai, nếu hoạt động du lịch không gian phát triển, điều đó sẽ đòi hỏi ngày càng nhiều linh kiện phục vụ cho việc chế tạo tàu vũ trụ, đồng thời cũng cần nhiều nhiên liệu hơn cho tên lửa đẩy. Và cuối cùng, việc khai thác, sản xuất nhiên liệu lại phát thải thêm khí nhà kính.

Hệ thống pháp luật giúp quản lý việc khai thác và phát triển kinh tế vũ trụ cũng là một thách thức khi chưa được hoàn thiện và thế giới cũng chưa đưa ra được những chuẩn mực phù hợp với thực tế phát triển trong không gian vũ trụ. Cơ chế không gian quốc tế vốn được thành lập từ thời kỳ Chiến tranh lạnh đến nay không theo kịp và chưa thể thích ứng với sự phát triển của kinh tế vũ trụ. Trước các hoạt động trong không gian, người ta khó có thể phân loại một cách rõ ràng giữa những hoạt động phục vụ mục đích dân sự hay quân sự, cũng như chưa thể phân biệt được rạch ròi giữa hoạt động phòng thủ hay hoạt động tấn công trong không gian mạng. Việc tạo được sự đồng thuận chung giữa các nước, coi phát triển kinh tế vũ trụ là nguồn lực mới, là động lực mới cho phát triển bền vững đang gặp nhiều khó khăn. 

Như vậy, để kinh tế vũ trụ phát triển đúng hướng, hiệu quả, khung pháp lý hiện tại cần được hoàn thiện, phát triển và thực thi. Các chính phủ cần một kế hoạch phân vùng toàn cầu để phát triển bền vững, siết chặt quản lý sử dụng các nguồn lực, hoạt động du lịch vũ trụ và các mục đích sử dụng khác trong không gian. Đây là vấn đề không chỉ một quốc gia đơn lẻ có thể tự giải quyết, mà còn cần có sự chung tay của cả thế giới để kịp thời xử lý, đưa ra các khuôn khổ, “luật chơi” chung để các nước tuân thủ và vận hành, loại bỏ những nguy cơ, đe dọa đối với hòa bình và an ninh thế giới, hạn chế tối đa những tác động, ảnh hưởng tiêu cực đến tăng trưởng kinh tế toàn cầu./.

-----------------------

(1), (5), (6), (7) World Economic Forum: “The space economy is booming. What benefits can it bring to Earth?” (Tạm dịch: Nền kinh tế vũ trụ đang bùng nổ. Nó có thể mang lại lợi ích gì cho Trái đất?), ngày 19-10-2022, https://www.weforum.org/agenda/2022/10/space-economy-industry-benefits/
(2) ISPI: “The Evolution of Space Economy: The Role of the Private Sector and the Challenges for Europe” (Tạm dịch: Sự phát triển của kinh tế vũ trụ: Vai trò của khu vực tư nhân và những thách thức đối với châu Âu), Italian Institute for international political studies, ngày 7-12-2020, https://www.ispionline.it/ en/publication/evolution-space-economy-role-private-sector-and-challenges-europe-28604
(3) “Global space economy spending reaches $469 Billion” (Tạm dịch: Chi tiêu kinh tế vũ trụ toàn cầu đạt 469 tỷ USD), Koaa News 5, ngày 27-7-2022, https://www.koaa.com/news/covering-colorado/global-space-economy-spending-reaches-469-billion
(4) “The new space race could turn science fiction into reality” (Tạm dịch: Cuộc đua không gian mới có thể biến khoa học viễn tưởng trở thành hiện thực), Financial Times, ngày 27-12-2022, https://www.ft.com/content/a72ca87e-fe47-458a-a6ee-abb9c54254e9
(8) “Ngành công nghiệp vũ trụ thế giới tăng trưởng mạnh”, Báo điện tử Đài Truyền hình Việt Nam, ngày 30-9-2022, https://vtv.vn/the-gioi/nganh-cong-nghiep-vu-tru-the-gioi-tang-truong-manh-20220930002649197.htm
(9) “Space junk: what it is and why cleaning it up matters” (Tạm dịch: Rác không gian: Nó là gì và tại sao việc dọn dẹp nó lại quan trọng?), World Economic Forum, ngày 20-5-2021, https://www.weforum.org/agenda/2021/05/space-junk-clean-satellite/.

Lê Ngọc Thùy Dương

Ngày cập nhật: 27/8/2023

https://www.tapchicongsan.org.vn/web/guest/the-gioi-van-de-su-kien/-/2018/827614/phat-trien-nen-kinh-te-vu-tru--tiem-nang-va-thach-thuc.aspx#