Khinh khí cầu có vị trí thuận lợi để truyền thông tin hoặc quan trắc ở độ cao khoảng 30km, thấp hơn vệ tinh rất nhiều. Các khinh khí cầu khổng lồ làm hoàn toàn từ nhựa với độ dày khoảng 10cm, được thổi đầy khí helium chỉ tốn chi phí rất nhỏ, và không giống với vệ tinh, người ta có thể dễ dàng đưa chúng trở lại Trái đất để nâng cấp hay sửa chữa. Điểm yếu là chúng chỉ có thể bay theo gió, tuy nhiên trong vài năm qua, các nhà khoa học đã tìm ra cách điều khiển hướng bay của khí cầu. Dự án Loon, thuộc Alphabet, Công ty mẹ của Google, là một trong những dự án đầu tiên tận dụng những luồng gió đối lập, với khí cầu bay cao để cung cấp thiết bị liên lạc ở những vùng xa xôi hay khu vực bị thảm họa, như cung cấp Internet cho 300.000 người ở Puerto Rico sau khi cơn bão Maria tàn phá nước này vào năm 2017. Các thuật toán phức tạp, nhờ vào trí tuệ nhân tạo và máy tính tự học có thể chủ động thay đổi độ cao và bắt đúng luồng gió.
Công ty World View, có trụ sở ở Tucson, dự kiến sử dụng khí cầu của họ có tên gọi Stratollites với nhiều ứng dụng, từ liên tục giám sát các cánh rừng để cảnh báo ngay khi có đám cháy, đến quan sát những vùng xa xôi của đại dương để chống hải tặc, hay theo dõi các cánh đồng theo thời gian thực… Khí cầu Stratollites có thể chở theo khoảng 50kg thiết bị, và chúng có thể hoạt động liên tục nhờ pin Mặt trời, đủ năng lượng để vận hành radar hoặc truyền tải thông tin. Những khí cầu lớn hơn, có khả năng chở khối lượng hàng lớn đang được sản xuất. Khi xong nhiệm vụ, khí cầu Stratollites sẽ bay đến điểm tập kết và bung dù để đáp xuống mặt đất.
Ngày càng có nhiều nước tham gia cuộc chạy đua khinh khí cầu không gian, và Trung Quốc là một trong những đối thủ đáng gờm. Công ty KuangChi Science (KC), được thành lập ở Thẩm Quyến từ 2010, là hãng chuyên về tàu vũ trụ và công nghệ viễn thông. Công ty này đang phát triển khinh khí cầu du lịch Traveller, có phiên bản định hướng bằng gió trên tầng bình lưu. Tháng 10 năm ngoái, KC đã phóng một khí cầu chở theo một chú rùa đến độ cao 21km và đưa khí cầu trở về an toàn. Điều này có thể hứa hẹn những chuyến bay có hành khách vào năm 2021, với giá từ 96.000 USD/vé. Lãnh đạo phòng nghiên cứu phát triển của Công ty KC, Chu Phi cho biết, các khách hàng gồm các đô thị tìm cách kết nối khí cầu vào hệ thống thành phố thông minh với chi phí chỉ tốn khoảng một phần mười cho đến một phần trăm so với hệ thống vệ tinh tương đương.
Năm 2017, một nhóm từ Viện Khoa học Trung Quốc đã phóng 2 thiết bị bay từ khí cầu ở tầng bình lưu, biến khí cầu thành bệ phóng tên lửa di động trên không. Thiết bị này có thể được sử dụng trong các nhiệm vụ tìm kiếm cứu nạn, với cảm biến trên khí cầu xác định địa điểm khả thi và thả thiết bị bay để có góc nhìn cận cảnh hơn. Hãng BBC bình luận, cuộc cạnh tranh vào vùng cận không gian ngày càng gay cấn, dù người Mỹ đang dẫn đầu, nhưng Trung Quốc đang đuổi theo rất nhanh.
