Tàu siêu tốc Hyperloop chạy cả ngàn km/h liệu có thực tế?

HOÀNG DUY LONG

TTO - Về lý thuyết, tàu siêu tốc Hyperloop sẽ chạy trong ống chân không với lực đẩy trên lớp đệm khí nên có thể đạt tốc độ 1.000km/h, gần bằng vận tốc âm thanh. Nôm na mà nói, tính đường chim bay, tàu đi Sài Gòn ra Hà Nội chỉ khoảng 2 giờ.

Đường ống thử nghiệm dành cho tàu siêu tốc Hyperloop của Công ty Hyperloop Transportation Technologies ở Toulouse (Pháp) - Ảnh: BUSINESS WIRE

Dự án nghiên cứu tàu siêu tốc tương lai mang tên Hyperloop được tỉ phú Mỹ Elon Musk đưa ra vào năm 2013. Hiện nay trên thế giới có ba công ty chính nghiên cứu dự án tàu Hyperloop gồm Hyperloop Transportation Technologies ở Mỹ, Virgin Hyperloop (trước đây là Hyperloop One) ở Mỹ và TransPod ở Canada.

Cuộc thử nghiệm tàu Hyperloop gần đây nhất được thực hiện hôm 8-11. Lần đầu tiên Công ty Virgin Hyperloop đưa hai hành khách (thực ra là hai cán bộ của công ty) lên tàu chạy thử nghiệm ở bang Nevada. Tàu chạy mất 15 giây trên con đường thử nghiệm dài 500m với vận tốc đạt 172km/h (tương đương xe hơi).

Về lý thuyết, tàu Hyperloop sẽ chạy trong ống chân không với lực đẩy trên lớp đệm khí nên có thể đạt tốc độ khoảng 1.000km/h. Tuy nhiên, hãng tin Agence-Science Presse (Canada) lưu ý muốn triển khai công nghệ mới này trên quy mô lớn cần giải quyết 5 trở ngại.

Khoang tàu của Virgin Hyperloop được đưa đến điểm chạy thử - Ảnh: AP

1. An toàn của hành khách

Tàu hỏa cao tốc (TGV) ở Canada chạy với tốc độ 320km/h. Nếu tàu Hyperloop chạy với tốc độ đến 1.000km/h thì phải tăng tốc và giảm tốc dần dần để bảo đảm an toàn cho hành khách. Vậy nếu xảy ra trường hợp phanh khẩn cấp thì sao?

Ngoài ra, các ga của tàu Hyperloop phải đủ rộng để có thể tổ chức sơ tán an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố. Đến nay vấn đề sơ tán vẫn chưa rõ. Làm thế nào hành khách thoát khỏi đường ống không đủ không khí?

2. Lượng hành khách vận chuyển tương đối thấp

Chuyên gia TGV người Pháp François Lacôte ghi nhận rằng tàu Hyperloop về lý thuyết chở được 1.000 hành khách mỗi giờ. Thật ra số lượng hành khách như vậy thấp hơn 20 lần so với TGV (20.000 hành khách mỗi giờ).

Song Công ty TransPod giải thích nên xem tàu Hyperloop là phương tiện giao thông công cộng tiên tiến hơn là TGV hay máy bay.

Để vận chuyển hành khách, tàu sử dụng các khoang chứa từ 27-40 người được phóng đi sau mỗi 1-2 phút. TransPod tính toán vào giờ thấp điểm, tàu Hyperloop sẽ chở hàng hóa.

Công ty Virgin Hyperloop thử nghiệm chạy tàu với hai hành khách ngày 8-11 - Ảnh: sciencealert.com

3. Tốc độ

Tốc độ khoảng 1.000km/h của tàu Hyperloop chỉ là tốc độ lý thuyết được tính toán dựa trên giả định tuyến đường thẳng không có cua gấp khúc.

Với tốc độ gần bằng vận tốc âm thanh, các khúc cua phải dài hàng trăm km mới có thể chịu được hiệu ứng ly tâm. Độ dài của các tuyến đường dốc cũng thế.

4. Tuyến siêu tốc phải là đường thẳng

Phải ưu tiên xây dựng các tuyến đường thẳng không có chướng ngại vật tự nhiên và con người mới chạy được tàu Hyperloop. Vấn đề là tuyến đường đó phải nằm ở trung tâm đô thị mới có hành khách.

Tất nhiên có thể giảm vận tốc trung bình trên một số chặng hành trình nhất định nhưng như vậy đâu còn gọi là tàu siêu tốc nữa.

Mô hình đường tàu Hyperloop của Công ty TransPod ở Canada - Ảnh: numerama.com

5. Chi phí khủng

Năm 2013, tỉ phú Elon Musk ước tính chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng (đường ống, cầu, đường hầm, mua đất…) vào khoảng 19 triệu USD mỗi km cho tuyến Los Angeles - San Francisco dài 500km. Chi phí này thấp hơn chi phí xây dựng TGV. Song sau đó, chi phí ước tính ngày càng đội giá.

Năm 2016, tạp chí Forbes (Mỹ) có tài liệu nội bộ của Công ty Virgin Hyperloop ước tính chi phí lên đến hơn 100 triệu USD cho mỗi km.

Tháng 8-2020, nghiên cứu khả thi sơ bộ về tàu Hyperloop của Bộ Giao thông vận tải Canada kết luận chi phí mỗi km là 56 triệu USD cho tuyến đường Calgary - Edmonton dài 300km.

Trên thực tế, khái niệm tàu siêu tốc Hyperloop hồi sinh từ các khái niệm cũ sử dụng các công nghệ đã có từ trước như công nghệ vận chuyển ống khí nén.

Tạp chí The Economist giải thích tàu hỏa chạy trong ống chân không là ý tưởng đã được kỹ sư - nhà vật lý người Mỹ Robert H. Goddard đưa ra vào đầu thập niên 1900. Nhiều công ty nghiên cứu tàu hỏa cao tốc đều lấy cảm hứng từ ý tưởng này.

Công ty Swissmetro ở Thụy Sĩ đã nghiên cứu tàu đệm từ trường chạy trong đường hầm với áp suất không khí rất thấp, sau đó phải bỏ dự án vì không khả thi.

Tàu Maglev ở Thượng Hải chạy tốc độ trung bình 250km/h - Ảnh: edwud.com

Trên thực tế chỉ có một dự án thành công là tàu đệm từ trường Maglev của Nhật.

Dù vậy sau 40 năm nghiên cứu, tàu Maglev chỉ phục vụ 6 tuyến trên thế giới, trong đó có tuyến thương mại dài 35km kết nối sân bay Phố Đông với trung tâm Thượng Hải với tốc độ trung bình 250km/h.