واردا؛ از اثبات امکان تولید دارو در فضا تا تجاری سازی و گسترش آن

شرکت واردا اسپیس اینداستریز در حال پیشگامی در حوزه تولید دارو در فضا است، با هدف ساخت داروهایی با پایداری و خلوص بیشتر در محیط ریزگرانش. این مقاله به بررسی چشم انداز آینده این صنعت، چالش های پیش رو از جمله مسائل مربوط به بازگشت کپسول ها به زمین و پتانسیل اقتصادی آن برای کاهش هزینه های پرتاب و گسترش صنایع دیگر در فضا می پردازد.

وقتی ویل بروئی درباره آینده فناوری در پالو آلتو صحبت می کند، بازه های زمانی کوتاه تر از آن چیزی است که بیشتر مردم تصور می کنند. مدیر عامل شرکت صنایع فضایی واردا پیش بینی می کند که ظرف 10 سال آینده، شخصی می تواند در یک محل فرود بایستد و هر شب چندین فضاپیمای تخصصی را تماشا کند که مانند ستاره های دنباله دار به سمت زمین می آیند و هر کدام داروهایی را حمل می کنند که محصول تولید دارو در فضا هستند. او می گوید که ظرف 15 تا 20 سال، فرستادن یک انسان از طبقه کارگر به مدار برای یک ماه ارزان تر از نگهداری او روی زمین خواهد بود.

دلیل اینکه بروئی این سناریوها را واقع بینانه می داند، این است که او قبلا در حین کار به عنوان مهندس در اسپیس ایکس، شاهد عملی شدن پروژه های تجاری جاه طلبانه بوده است.

«یادم می آید اولین موشکی که در اسپیس ایکس روی آن کار کردم، پرواز سوم فالکون 9 بود،» او در رویداد Disrupt اخیر TechCrunch گفت. این وسیله پرتاب تا حدودی قابل استفاده مجدد، دو مرحله ای و با قابلیت حمل بار متوسط، تاکنون نزدیک به 600 ماموریت موفق را به پایان رسانده است. «اگر کسی به من می گفت “موشک های قابل استفاده مجدد” و “[به اندازه] پروازهای روزانه از LAX [از این پروازها خواهیم دید]”، من احتمالا می گفتم: “باشه، [شاید تا] 15 تا 20 سال دیگه”، و این [احساس] هم همین قدر آینده نگرانه است.»

واردا تاکنون مفهوم اصلی را اثبات کرده است. در بهمن 1402، پس از یک مسیر طولانی چند ماهه برای کسب مجوزهای قانونی، این شرکت تنها سومین نهاد شرکتی شد که چیزی را از مدار به زمین بازگرداند – بلورهای ریتوناویر، یک داروی HIV – و به اسپیس ایکس و بوئینگ در این باشگاه انحصاری پیوست. از آن زمان تاکنون، چند ماموریت دیگر نیز انجام داده است.

این شرکت داروهای خود را در داخل کپسول W-1 به زمین بازمی گرداند؛ یک فضاپیمای کوچک و مخروطی شکل به عرض حدود 90 سانتی متر، ارتفاع 74 سانتی متر و وزن کمتر از 90 کیلوگرم (تقریبا به اندازه یک سطل زباله بزرگ آشپزخانه). این شرکت این کپسول ها را به صورت موردی با ماموریت های اشتراکی اسپیس ایکس پرتاب می کند، جایی که توسط یک اتوبوس فضایی Rocket Lab میزبانی می شوند که در مدار، برق، ارتباطات، پیشرانش و کنترل را فراهم می کند.

پس چرا تولید دارو در فضا را در نظر بگیریم؟ در محیط ریزگرانش، نیروهای معمولی که در زمین مانع تشکیل بلور می شوند – مانند ته نشینی و نیروی گرانش بر بلورهای در حال رشد – اساسا از بین می روند. واردا می گوید این امر کنترل دقیق تری بر فرآیند بلورسازی به آن می دهد و اجازه می دهد بلورهایی با اندازه های یکنواخت یا حتی چندریختی های جدید (آرایش های ساختاری متفاوت از یک مولکول) ایجاد کند. این بهبودها می توانند به مزایای واقعی تبدیل شوند: پایداری بهتر، خلوص بیشتر و ماندگاری طولانی تر برای داروها.

این فرآیند سریع نیست. تولید دارو در فضا می تواند هفته ها یا ماه ها طول بکشد. اما پس از اتمام، کپسول از اتوبوس فضایی جدا شده و با سرعت بیش از 30,000 کیلومتر بر ساعت به سمت جو زمین شیرجه می زند و به سرعت های بالای ماخ 25 می رسد. یک سپر حرارتی ساخته شده از مواد کربن-اَبلِیتور توسعه یافته توسط ناسا از محموله داخلی محافظت می کند و یک چتر نجات آن را برای فرودی آرام به زمین می آورد.

بروئی می گوید مردم اغلب درباره واردا اشتباه می کنند. او گفت که این شرکت «در صنعت فضایی نیست؛ ما در “صنعت درون فضا” هستیم.» فضا «فقط یک مکان دیگر برای ارسال [محموله] است.»

به عبارت دیگر، او پیشنهاد کرد که کسب وکار واقعی نسبتا ساده است و از مردم خواست که یک بیوراکتور، یا حتی فقط یک فر را تصور کنند که دکمه های معمول – دما، سرعت هم زدن، فشار – را دارد و واردا «دکمه گرانش» را به آن اضافه می کند.

«برای یک لحظه فضا را فراموش کنید،» بروئی گفت. «ما فقط یک فر جادویی در انبار خودمان داریم که می توانید فرمولاسیون هایی را در آن بسازید که در غیر این صورت نمی توانستید.»

شایان ذکر است: واردا داروهای جدیدی کشف نمی کند یا مولکول های جدیدی نمی سازد. هدف آن گسترش دامنه کارهایی است که می توان با داروهای موجود و تایید شده انجام داد.

این علم حدسی نیست. شرکت هایی مانند بریستول مایرز اسکوئیب و مرک سال هاست که آزمایش های بلورسازی دارویی را در ایستگاه فضایی بین المللی انجام می دهند و اثبات کرده اند که این مفهوم کار می کند. واردا می گوید که فقط با ایجاد زیرساخت لازم برای انجام آن به صورت مکرر، قابل اعتماد و در مقیاسی که واقعا برای صنعت داروسازی اهمیت دارد، آن را تجاری می کند.

اما چرا اکنون؟ دو چیز تغییر کرده است. اول اینکه، پرتاب های فضایی قابل رزرو و پیش بینی شده اند. بروئی توضیح داد: «ده سال پیش، باید یک پرواز چارتر می گرفتید. اگر محموله اصلی یک ماموریت نبودید، رسیدن به مدار مثل مسافرت با پای پیاده (هیچهایک) بود.» او افزود: «امروز هنوز هم گران است، اما [قابل اعتماد است، می توانید یک جایگاه رزرو کنید و ما [پرتاب ها را] سال ها پیش رزرو کرده ایم.»

دوم اینکه، شرکت هایی مانند Rocket Lab شروع به تولید اتوبوس های ماهواره ای کردند که می توانستند به صورت آماده خریداری شوند. خرید اتوبوس های فوتون از Rocket Lab و یکپارچه سازی کپسول های تولید داروی واردا با آنها، یک پیشرفت بزرگ بود.

با این حال، فقط محصولات با بالاترین ارزش اقتصادی منطقی هستند. به همین دلیل واردا کار خود را با داروسازی آغاز کرد؛ دارویی که می تواند هزاران دلار در هر دوز قیمت داشته باشد، می تواند هزینه های حمل و نقل را پوشش دهد.

اهمیت و آینده تولید دارو در فضا

وقتی بروئی با اعضای کنگره صحبت می کند، که به گفته خودش این روزها به دفعات انجام می دهد، تئوری ای را مطرح می کند که آن را «تئوری هفت دومینو» می نامد.

دومینو یک: موشک های قابل استفاده مجدد. انجام شد. دومینو دو: تولید دارو در فضا و بازگرداندن آنها. دومینو سه بزرگترین آنهاست: وارد کردن یک دارو به آزمایش های بالینی. او می گوید: «این یک موضوع بزرگ است چون به معنای پرتاب های دائمی است.»

اینجاست که مدل کسب وکار واردا اساسا از هر شرکت فضایی دیگری جدا می شود.

به نحوه کار شرکت های ماهواره ای فکر کنید. SiriusXM ماهواره هایی را برای پخش رادیو پرتاب می کند. DirecTV ماهواره هایی را برای انتقال تلویزیون پرتاب می کند. حتی استارلینک، با هزاران ماهواره خود، اساسا در حال ساخت یک صورت فلکی (شبکه) است که پس از تکمیل، برای کارکرد به پرتاب های مداوم نیاز ندارد. این شرکت ها پرتاب را به عنوان یک سرمایه گذاری سرمایه ای در نظر می گیرند. آنها پول خرج می کنند تا سخت افزار را در مدار قرار دهند، و سپس کارشان تمام می شود.

واردا متفاوت است. هر فرمولاسیون دارو نیاز به دوره های تولید دارد. دوره های تولید نیاز به پرتاب دارند. تقاضای بیشتر برای داروها به معنای پرتاب های بیشتر است.

این موضوع اهمیت دارد زیرا اقتصاد را برای ارائه دهندگان پرتاب تغییر می دهد. به جای فروش تعداد ثابتی پرتاب برای ساخت یک صورت فلکی، آنها مشتری ای با تقاضای (نظری) نامحدود دارند که با موفقیت رشد می کند. این نوع تقاضای قابل پیش بینی و مقیاس پذیر به توجیه هزینه های ثابت زیرساخت پرتاب کمک می کند و قیمت هر پرتاب را کاهش می دهد.

دومینو چهارم حلقه بازخورد را فعال می کند: با بزرگ تر شدن مقیاس واردا، هزینه ها کاهش می یابد و سطح بعدی داروها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می شود. داروهای بیشتر به معنای مقیاس بزرگ تر است که دوباره هزینه ها را کاهش می دهد – چرخه ای که بروئی می گوید «هزینه های پرتاب را به شدت پایین می آورد.»

قابلیت تجاری واردا هنوز اثبات نشده است و هیچ داروی ناشی از تولید دارو در فضا در حال حاضر در قفسه های داروخانه ها موجود نیست. اما چرخه مثبتی که بروئی تصور می کند، فقط به نفع واردا نخواهد بود. هزینه های کمتر پرتاب، فضا را برای صنایع دیگر، از جمله نیمه رساناها، فیبر نوری و مواد عجیب و غریب – هر آنچه که از ریزگرانش سود می برد اما هنوز نمی تواند هزینه را توجیه کند – قابل دسترس می کند.

بروئی در نهایت به تیمش می گوید، هزینه های پرتاب آنقدر پایین می آید که قرار دادن یک کارمند در مدار برای یک ماه ارزان تر خواهد بود، چون ایجاد اتوماسیون اضافی هزینه بیشتری خواهد داشت.

او تصور می کند: «”جین” یک ماه به فضا می رود. مثل رفتن به یک سکوی نفتی خواهد بود. او یک ماه در کارخانه تولید دارو در فضا کار می کند، برمی گردد و اولین کسی می شود که به فضا رفته و بازگشته و ارزشی بیش از هزینه سفرش ایجاد کرده است.»

بروئی می گوید در آن لحظه است که «دست نامرئی اقتصاد بازار آزاد ما را از سیاره خانگیمان بلند می کند.»

چالش ها و پیشرفت ها در تولید دارو در فضا

بروئی به TechCrunch گفت که مسیر این تحویل داروهای ستاره مانند تقریبا قبل از شروع، به پایان رسیده بود.

واردا W-1 را در خرداد 1402 با ماموریت اشتراکی فالکون 9 اسپیس ایکس پرتاب کرد. فرآیند تولید دارو در فضا در داخل کپسول طبق برنامه پیش رفت و بلورهای ریتوناویر فرم III را تولید کرد؛ یک ساختار بلوری خاص از داروی HIV که ساخت آن روی زمین دشوار است. آزمایش ها ظرف چند هفته به پایان رسید.

اما سپس کپسول فقط… در مدار ماند. برای شش ماه. بروئی گفت مشکل فنی نبود؛ واردا نتوانسته بود مجوز بازگرداندن کپسول W-1 خود را به خانه دریافت کند.

محدوده آزمایش و آموزش یوتا، جایی که واردا قصد فرود داشت، به گفته بروئی برای «آزمایش سلاح ها و آموزش رزمندگان» وجود دارد. داروهای فضایی در آن دسته قرار نمی گرفتند، بنابراین واردا مشتری اولویت داری نبود. هنگامی که ماموریت های نظامی با اولویت بالاتر به این محدوده نیاز پیدا می کردند، برنامه های فرود واردا را لغو می کردند. هر لغو، مجوز ورود مجدد شرکت را نزد FAA باطل می کرد و شرکت را مجبور به شروع مجدد فرآیند تایید می کرد.

بروئی به یاد آورد: «80 نفر در دفتر بودند که دو سال و نیم از زندگی خود را صرف این کار کرده بودند، و این [کپسول] در مدار است، اما ما مطمئن نبودیم که بتواند به خانه برگردد.»

وضعیت از بیرون بد به نظر می رسید. برای ناظران، به نظر می رسید که واردا بی پروا عمل کرده و بدون تاییدیه های مناسب پرتاب کرده است. اما او گفت در واقعیت، FAA به واردا اجازه پرتاب بدون مجوز نهایی ورود مجدد را داده بود زیرا این سازمان می خواست صنعت نوپای ورود مجدد تجاری را تشویق کند.

FAA به واردا اجازه پرتاب بدون مجوز نهایی ورود مجدد را داده بود، و صنعت نوپای ورود مجدد تجاری را تشویق می کرد.

بروئی توضیح داد: «آنها ما را تشویق کردند که پرتاب خود را ادامه دهیم، با این هدف که در حین حضور در مدار، هماهنگی های لازم برای آن مجوز و همچنین زمان بندی استفاده از محدوده برای ورود مجدد را ادامه دهیم.»

مشکل واقعی این بود که این اولین تلاش برای ورود مجدد تجاری به زمین بود. هیچ فرآیند مشخصی برای هماهنگی محدوده یوتا با FAA وجود نداشت. هر دو نهاد احساس می کردند که تمام مسئولیت بر دوش آنهاست.

واردا هر جایگزینی را که می توانست تصور کند، بررسی کرد. فرود در آب؟ کپسول شناور نمی ماند؛ آن را از دست می دادند. استرالیا؟ ممکن بود و آنها آن مکالمات را آغاز کردند. اما بروئی می گوید او تصمیمی گرفت: اقدام ناقص ممنوع.

او گفت: «یا باید مرزهای مقررات را برای ایجاد این آینده جابجا کنید، یا نه.» «برای موفقیت واردا، ما باید به طور منظم روی زمین فرود بیاییم. بنابراین ما فقط آن را پذیرفتیم و گفتیم، “بیایید این مشکل را حل کنیم.”»

در حالی که اولین ماموریتش در مدار گیر افتاده بود، شرکت تولید کپسول بعدی را ادامه داد. و به استخدام ادامه داد.

در بهمن 1402، هشت ماه پس از پرتاب، W-1 بالاخره به خانه بازگشت. این کپسول طبق برنامه اولیه در محدوده آزمایش و آموزش یوتا فرود آمد؛ اولین فضاپیمای تجاری که در یک محدوده آزمایش نظامی فرود آمد و اولین فضاپیما که تحت چارچوب مجوز Part 450 FAA در خاک ایالات متحده فرود آمد، چارچوبی که این سازمان در سال 1400 برای انعطاف پذیرتر کردن عملیات فضایی تجاری معرفی کرده بود.

اکنون واردا هم در ایالات متحده و هم در استرالیا محل های فرود دارد، و اولین شرکتی است که مجوز اپراتور Part 450 FAA را دریافت کرده است که به آن اجازه می دهد بدون نیاز به ارسال مجدد اسناد کامل ایمنی برای هر پرواز، وارد ایالات متحده شود.

در همین حال، واردا یک کسب وکار ثانویه دارد که از ضرورت نشات گرفته است: آزمایش های فراصوت.

تعداد بسیار کمی از اجرام در ماخ 25 از جو عبور می کنند. محیط در این سرعت ها شدید و منحصر به فرد است: دما به هزاران درجه می رسد و یک غلاف پلاسما در اطراف وسیله ایجاد می کند. خود هوا دچار واکنش های شیمیایی می شود زیرا مولکول ها از هم پاشیده و دوباره ترکیب می شوند. این محیط را نمی توان روی زمین، حتی در پیشرفته ترین تونل های باد، بازسازی کرد.

نیروی هوایی و سایر آژانس های دفاعی نیاز دارند مواد، حسگرها، سیستم های ناوبری و تجهیزات ارتباطی را در شرایط واقعی فراصوت آزمایش کنند. به طور سنیدی، این امر نیاز به پروازهای آزمایشی اختصاصی داشت که هزینه هر کدام بیش از 100 میلیون دلار بود و خطرات قابل توجهی را به همراه داشت.

واردا یک جایگزین ارائه می دهد. کپسول های W-1 آن در حال حاضر در ماخ 25 وارد جو می شوند. این شرکت می تواند حسگرها را جاسازی کند، مواد جدید محافظ حرارتی را آزمایش کند یا تجهیزات را در محیط پرواز واقعی به جای تقریب ها اعتبارسنجی کند. کپسول شبیه به یک تونل باد است، و ورود مجدد همان آزمایش است.

واردا تاکنون آزمایش هایی را برای آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی انجام داده است، از جمله یک محموله طیف سنجی گسیل نوری که اندازه گیری های درجا از لایه شوک را در حین ورود مجدد انجام داد.

سرمایه گذاران، تعجب آور نیست، از داستان واردا هیجان زده هستند. این شرکت تا دور تامین سرمایه سری C خود در تیر 1402، 329 میلیون دلار جذب کرده است که بیشتر آن برای ساخت آزمایشگاه تولید دارو در فضا در ال سگوندو در نظر گرفته شده است. همچنین در حال استخدام بیولوژیست های ساختاری و دانشمندان بلورسازی برای کار بر روی مولکول های پیچیده تر، از جمله در نهایت بیولوژیک ها مانند آنتی بادی های مونوکلونال است که بروئی می گوید بازاری 210 میلیارد دلاری دارد.

کارهای زیادی باید بین آن زمان و اکنون به درستی پیش برود تا واردا بتواند راه خود را به آن کسب وکار باز کند و همچنین در کسب وکاری که در حال حاضر هدف قرار داده است، تاثیرگذار باشد. اما اگر بروئی درست می گوید، «آن زمان» نزدیک تر از آن چیزی است که بیشتر مردم ممکن است اکنون تصور کنند.

در مجموع، این متن به بررسی نقش پیشگامانه شرکت واردا در زمینه تولید دارو در فضا پرداخت. ما دیدیم که چگونه این شرکت با غلبه بر چالش های فنی و نظارتی، در حال هموار کردن مسیر برای یک صنعت فضایی جدید است که نه تنها به تولید داروهای بهبود یافته کمک می کند، بلکه پتانسیل تغییر اقتصاد پرتاب های فضایی و ایجاد فرصت های بی شمار برای صنایع دیگر در محیط ریزگرانش را نیز دارد. این تحولات نشان دهنده آینده ای است که در آن فضا به بخشی جدایی ناپذیر از زنجیره تولید و نوآوری بشر تبدیل خواهد شد.

Varda says it has proven space manufacturing works now it wants to make it boring