Hyperloop - Siêu tàu hỏa trong tương lai

Nỗ lực biến ý tưởng thành dự án

Hyperloop lấy cảm hứng từ hệ thống ống khí nén, được triển khai vào cuối thế kỷ 19 để gửi tài liệu trong các tòa nhà lớn. Chúng giống với hệ thống hiện đang được sử dụng tại một số siêu thị để rút tiền mặt nhanh chóng từ máy tính tiền.

Mặc dù ý tưởng này đã được các kỹ sư khám phá trong hai thế kỷ nhưng tỷ phú Elon Musk mới là người cuối cùng đưa Hyperloop lên hàng đầu. Năm 2013, tỷ phú Elon Musk đã trình bày khái niệm về một khoang chứa 28 chỗ ngồi có khả năng đạt tốc độ 1.000km/giờ trong ống chân không, cùng tốc độ với máy bay phản lực. Dự án này nhằm mục đích kết nối các thành phố cách nhau dưới 1.500km, chẳng hạn như Los Angeles và San Francisco trong vòng 30 phút.

Mặc dù có sự nhiệt tình ban đầu và khoản đầu tư đáng kể, quá trình phát triển Hyperloop ở Mỹ đã gặp phải những trở ngại lớn như: Xây dựng các ống dài, kín khí cực kỳ tốn kém và kết hợp các ống chân không với công nghệ đệm từ vô cùng phức tạp. Những trở ngại về kỹ thuật và tài chính khiến dự án Hyperloop hầu như không tiến triển trong suốt 10 năm. Tỷ phú Elon Musk đã chuyển sang các dự án khác từ lâu và công ty sáng tạo nhất trong lĩnh vực này, Hyperloop One, đã bỏ cuộc vào cuối năm 2023.

Đường thử nghiệm siêu tàu hỏa Hyperloop đầu tiên của Ấn Độ đã hoàn thành tại Chennai. Ảnh: financialexpress.com

Tuy nhiên, ở trung tâm châu Âu, Hyperloop vẫn tiếp tục truyền cảm hứng hy vọng. Công nghệ này thậm chí đã được đưa vào thỏa thuận liên minh giữa Đảng Liên minh bảo thủ Dân chủ (CDU) và Dân chủ xã hội trung tả (SPD) ở Đức. Ở trang 79 trong bản thỏa thuận, Chính phủ Liên bang Đức tuyên bố: “Chúng tôi đang xây dựng một đường tham chiếu quốc gia cho Hyperloop”. Hyperloop có tất cả các yếu tố tạo nên một phương tiện giao thông lý tưởng: Nhanh chóng, thân thiện với môi trường, yên tĩnh và được bảo vệ khỏi thời tiết xấu, tuyết và mưa đá.

Tại Hà Lan, một nhóm kỹ sư ngày đêm miệt mài nghiên cứu để chuẩn bị cho cuộc thử nghiệm đầu tiên của Hyperloop. Kỹ sư Roel Van de Pas làm việc cho công ty Hardt Hyperloop của Hà Lan cùng các cộng sự đã trải qua nhiều ngày ở ngoại ô thị trấn Veendam, phía Bắc Hà Lan để tiến hành thử nghiệm. Đứng bên cạnh ống thép dài 420m, kỹ sư Van de Pas cho biết, cấu trúc này trông giống như một chữ Y lớn. Những khoang chứa này một ngày nào đó có thể kết nối tất cả thành phố lớn của châu Âu trong vòng chưa đầy 3 giờ, trực tiếp và không cần phải thay đổi phương tiện giao thông. “Tắc đường, chậm trễ... tất cả những điều này có thể sớm trở thành dĩ vãng”, kỹ sư Roel nói.

Ở Italy, dự án Hyperloop Hyper Transfer chuẩn bị bước vào giai đoạn thử nghiệm sau khi vượt qua giai đoạn nghiên cứu khả thi. Dự án Hyper Transfer sử dụng công nghệ Hyperloop, được nghiên cứu lần đầu tiên ở Italy vào năm 2013, bắt đầu xây dựng đường thử nghiệm ở Veneto, trải dài 10km giữa Padua và Venice. Quá trình thử nghiệm dự kiến sẽ mất vài năm, mặc dù các kỹ sư hy vọng rằng một số bộ phận của cơ sở hạ tầng sẽ đi vào hoạt động vào năm 2030.

Tại Pháp, nguyên mẫu Transpod được ra mắt vào năm 2022 và được châu Âu phê duyệt vào năm 2025. Mục tiêu là mở tuyến đường sắt thương mại đầu tiên với tốc độ 1.000km/giờ vào khoảng năm 2030.

Châu Á theo đuổi giấc mơ Hyperloop

Xuất phát từ ý tưởng một con tàu chạy trong ống chân không với hệ thống đệm từ, giúp giảm ma sát và có thể đạt vận tốc hơn 1.000km/giờ của tỷ phú Elon Musk, năm 2024, Trung Quốc giới thiệu đường chạy thử nghiệm Hyperloop dành cho tàu đệm từ dài 2km ở huyện Dương Cao, tỉnh Sơn Tây. Một bài báo công bố trên Tạp chí Railway Standard Design của Trung Quốc năm 2024 đã mô tả chi tiết siêu dự án này. Trong đó, Xu Shengqiao, kỹ sư ở Tập đoàn tư vấn kỹ thuật đường sắt Trung Quốc (CREC), chia sẻ quá trình họ giải quyết cơn ác mộng của Hyperloop thông qua kết hợp đường ống bê tông-thép chân không thấp, giảm chấn từ tính điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo (AI), phương pháp xây dựng chính xác đến từng milimet và kinh nghiệm phong phú từ các dự án đường sắt cao tốc khác.

Ngày 22-7-2024, các nhà khoa học và kỹ sư Trung Quốc làm nên lịch sử. Trong đường ống chân không thấp, phương tiện tăng tốc tới tốc độ cao, lơ lửng ở độ cao 22cm và chạy qua đường ray 2km với độ chệch gần như bằng 0. Cảm biến sợi quang học ở thành đường ống phát hiện những chuyển động cực nhỏ, kích hoạt điều chỉnh theo thời gian thực với dòng siêu dẫn. Chốt gió khẩn cấp và cabin chịu áp suất giúp giải quyết những mối lo ngại về an toàn đã ám ảnh Hyperloop suốt nhiều năm. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn phải đối mặt với nhiều trở ngại. Thương mại hóa đường tàu 1.000km/giờ đòi hỏi hàng tỷ USD. Giãn nở nhiệt trong đường ống dài hơn và quy định khẩn cấp với hành khách vẫn chưa được kiểm tra...

Một trong những quốc gia châu Á khác đang theo đuổi giấc mơ Hyperloop là Ấn Độ. Ngành đường sắt Ấn Độ có kế hoạch triển khai dự án Hyperloop thương mại, sau khi hệ thống trải qua quá trình thử nghiệm rộng rãi và chứng minh được tính khả thi. Đường thử dài 422m khi hoàn thành sẽ được triển khai thực tế, giảm thời gian di chuyển từ Delhi đến Jaipur (dài 300km) chỉ trong 30 phút.

Hiện nay, Ấn Độ đã tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu cho dự án Hyperloop “sản xuất tại Ấn Độ” với sự hợp tác quốc tế với một số đối tác nổi tiếng bao gồm: TuTr Hyperloop Pvt. Ltd., một công ty chuyên về Hyperloop; Đại học Kỹ thuật Munich đã tham gia thử nghiệm Hyperloop tại Đức; Neoways Technologies GmbH, một công ty đang làm việc trên các hệ thống điện tử. Theo Satya Chakravarthy, giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ và là thành viên của dự án, sự hợp tác này đưa Ấn Độ trở thành một trong những quốc gia tiên tiến nhất trong việc làm chủ công nghệ tương lai này. Denis Tudor, Tổng giám đốc điều hành và đồng sáng lập tại Swisspod Technologies đánh giá, tiềm năng của công nghệ Hyperloop ở Ấn Độ là rất lớn. “Người ta ước tính rằng, một đường thử nghiệm dài 40km sẽ có giá từ 150 đến 300 triệu USD khi hoàn thành tùy thuộc vào kích thước của dự án", ông Denis Tudor nói.

Tuy nhiên, để Hyperloop có thể triển khai trên quy mô lớn, ông Denis Tudor cho rằng vẫn còn một số lĩnh vực phát triển cần được tối ưu hóa: Cải thiện lực đẩy và lực nâng để giảm mức tiêu thụ năng lượng hơn nữa; tối ưu hóa cơ sở hạ tầng để bảo đảm an toàn và bền vững; đánh giá tính khả thi và tác động môi trường để bảo đảm tích hợp vào mạng lưới giao thông hiện tại; các nghiên cứu đang được tiến hành để xác định các hành lang Hyperloop tốt nhất và chuẩn bị cho việc triển khai có thể ở đô thị và liên đô thị.

HOÀNG LINH