As naves da Federação vêm com uma infinidade de poderosos sensores e circuitos internos para missões exploratórias a longo prazo ... sem mencionar sistemas defensivos e ofensivos, suporte de vida, etc.
Essa é provavelmente a principal razão pela qual eles são 'grandes' em primeiro lugar ... ou pelo menos porque a maioria de seus navios é tão grande (exploração e a necessidade de abrigar tecnologias poderosas que efetivamente tornariam uma nave estelar auto-sustentável para um dado período) ...
No entanto, também é preciso que, à medida que a tecnologia avança, você possa criar uma tecnologia nova e muito mais poderosa, com muito menos recursos e requisitos de espaço físico.
Eu imagino que no século 23 (pelo menos durante os TOS) nós poderíamos ver corredores internos com alguns conduítes, e seria um complemento maior da tripulação.
No século 24, a tecnologia avançou (obviamente), ocupou menos espaço, e você pode criar quartos muito mais espaçosos como resultado ... melhorando os padrões de vida das pessoas em missões de longo prazo.
Parâmetros de missão podem estar ditando o tamanho da tripulação para um determinado navio.
Ou, uma simples questão de tarefas da tripulação ... então as naves são construídas até um certo tamanho, mas os elogios da tripulação variam dependendo da missão que eles têm ... além disso, duvido que exista alguma necessidade em preencher naves estelares até a capacidade máxima ... especialmente se for necessária ajuda humanitária junto com uma possível evacuação (que também pode ser tratada se você mantiver algumas pessoas em estase transportadora, além de ter algumas delas fisicamente no navio).
Uma classe Galaxy pode facilmente transportar 10 000 pessoas a qualquer momento ... mas na maioria das vezes, tem uma equipe de pouco mais de 1000 pessoas.
A classe Intrepid, por exemplo, pode acomodar confortavelmente uma equipe de 300 pessoas, mas apenas a metade foi inicialmente designada para uma missão simples em Badlands, já que os parâmetros da missão provavelmente não exigiam mais (talvez também explique por que a Voyager lançou com apenas 36 torpedos de fótons).
Então, é uma combinação de fatores.
Os navios são grandes devido a serem exploratórios e adequados para várias coisas ao mesmo tempo ... Os navios da Federação também são construídos para serem relativamente modulares ... para que possam ser facilmente atualizados ao longo do tempo.
Os elogios da tripulação dependeriam principalmente dos tipos de missões.
Nós vimos que o Defiant era um 'navio de guerra' e bem pequeno.
Se você automatizou o heck fora dele, provavelmente seria capaz de executar com apenas 1 ou 2 pessoas ... com computador cuidando de manutenção, reparos, upgrades, etc. (usando transportadores e replicadores, ou drones anti-grav que teria mini replicadores, transportadores e até trator de vigas para mover coisas ao redor).
Obviamente, o SF não utiliza níveis extremos de automação em seus navios (embora seja mais do que possível fazer isso). Eu suspeito, uma das razões é manter todos bem versados nas funções do navio ... mas, honestamente, isso pode ser feito em uma capacidade diferente sem ter uma estrutura rígida que força as pessoas a fazerem trabalho monótono o tempo todo apenas por causa (as habilidades necessárias podem ser mantidas via gamification, por exemplo, enquanto elas estão fazendo outra coisa ... algo mais produtivo).