Hành trình hơn 200 năm hình thành và phát triển của hệ thống giao thông tốc độ cao Hyperloop

GenK -
Dù ý tưởng về Hyperloop đã hình thành từ hơn 2 thế kỷ trước nhưng phải đến những năm gần đây, Elon Musk mới khiến cho công nghệ giao thông trong mơ này trở nên "nóng" hơn bao giờ hết.

Vào năm 2013, Elon Musk - CEO của Tesla và SpaceX, đã khiến thế giới phải kinh ngạc với một hệ thống tàu siêu tốc chạy bên trong đường ống áp suất thấp, được gọi là Hyperloop. Trong một bài nghiên cứu, Musk đã tự mình vạch ra những tiềm năng cũng như thách thức dành cho quá trình thương mại hóa công nghệ mới này.

Đến nay, hai start-up Hyperloop One của Shervin Pishevar và Hyperloop Transportation Technologies của Dirk Ahlborn có lẽ là những cái tên thành công nhất trong quá trình hiện thực hóa ý tưởng Hyperloop. Tuy nhiên, để công nghệ này có thể ứng dụng và hoạt động ổn định trong thực tế không phải là chuyện một sớm một chiều và phải cần thêm rất nhiều thời gian nữa.

Khoảng cách giữa ý tưởng và thực tế về Hyperloop vẫn còn khá lớn.

Vào tháng 7/2017 vừa qua, Musk đã bất ngờ tiết lộ ông đang tiến hành nghiên cứu một hệ thống Hyperloop cho riêng mình và đã được chính phủ thông qua cho phép xây dựng những trạm dừng chân tại Washington, DC và New York. Mới đây vào ngày thứ ba (20/2), tờ The Washington Post cho biết Boring Company - start-up của Musk đã nhận được giấy phép xây dựng từ DC để tiến hành các thử nghiệm khai quật tại một bãi đỗ xe.

Tuy nhiên, xét một cách khách quan thì Elon Musk không phải là người đầu tiên nghĩ đến hệ thống giao thông tốc độ cao này. Trong thực tế, ý tưởng về Hyperloop đã bắt đầu hình thành vào cuối thế kỷ 17 và dẫn đến sự ra đời của các hệ thống giao thông ngầm siêu tốc hoạt động dựa vào khí lực học (không khí bị nén) trong những thập kỷ tiếp theo.

Hãy cùng điểm lại những dấu mốc lịch sử quan trọng dẫn đến ý tưởng về Hyperloop ngày nay của Elon Musk.

Vào năm 1799, nhà phát minh George Medhurst đã đề xuất một ý tưởng cho phép di chuyển hàng hóa thông qua những ống sắt nhờ sử dụng áp suất không khí. Năm 1844, ông đã cho xây dựng một nhà ga xe lửa hoạt động dựa trên khí lực học cho đến năm 1847.

Trong suốt những năm 50 của thế kỷ 19, rất nhiều hệ thống đường ray khí lực học đã được xây dựng tại Dublin, London và Paris. Hệ thống London Pneumatic Despatch được thiết kế với mục đích vận chuyển hàng hóa, nhưng vì kích thước quá lớn nên cuối cùng nó kiêm luôn trọng trách vận chuyển con người. Để đánh dấu cột mốc trọng đại trong ngày khai trương hệ thống này vào năm 1865, Công tước của Buckingham khi ấy đã trở thành một trong những hành khách đầu tiên sử dụng nó.

Cũng trong khoảng thời gian này, tiểu thuyết gia người Pháp Jules Verne đã xuất bản cuốn sách “Paris của thế kỷ 20”. Trong đó, ông mường tượng ra một đường ống tàu hỏa độc đáo dưới lòng biển có thể chạy xuyên qua Đại Tây Dương.

Giữa thập niên 60 của thế kỷ 19, Nam London đã cho xây dựng hệ thống đường ray khí lực chạy xuyên qua một công viên tại Crystal Palace. Con tàu sử dụng đường ray này sở hữu một quạt đẩy với đường kính 6.7 met.

Hệ thống Beach Pneumatic Transit, hoạt động tại Manhattan từ 1870 đến 1873, chính là hệ thống tàu điện ngầm đầu tiên tại thành phố New York. Hệ thống này được thiết kế bởi Alfred Ely Beach và sử dụng áp suất không khí để di chuyển các khoang tàu.

Vào cuối thế kỷ 19, đa số các thành phố lớn đều sử dụng những hệ thống dạng ống để vận chuyển thư từ cũng như nhiều loại giấy tờ khác. Thậm chí đến tận bây giờ, một số hệ thống này vẫn còn tồn tại trong các ngân hàng, bệnh viện và nhà máy.

NASE cũng đã bắt đầu sử dụng ống khí lực học như một phương thức liên lạc nội bộ vào thập kỷ 60 của thế kỷ 20. Đến năm 2011, một của hàng McDonald’s tại Edina, Minnesota (Mỹ) cũng phục vụ Big Macs và khoai tây chiên cho khách hàng nhờ hệ thống ống này.

Vào năm 1910, nhà tiên phong trong lĩnh vực tên lửa Mỹ Robert Goddard đã thiết kế một loại tàu hỏa có khả năng di chuyển từ Boston đến New York chỉ trong vòng 12 phút. Mặc dù chưa bao giờ được hiện thực hóa nhưng nó cũng đã phần nào hé lộ ý tưởng về một đoàn tàu lơ lửng trên hệ thống đường ray từ trường trong một đường ống áp suất thấp.

Trong suốt thế kỷ 20, các nhà khoa học và các nhà văn khoa học viễn tưởng đã liên tục nghĩ đến những hệ thống vận chuyển có thể cơ chế hoạt động tương đối giống với Hyperloop ngày nay, ví dụ như trong truyện ngắn “Double Star” của nhà văn Robert Heinlein.

Đầu thập niên 90 của thế kỷ 20, các nhà nghiên cứu tại MIT đã thiết kế hệ thống tàu điện chạy trong đường ống áp suất thấp với khả năng di chuyển từ New York đến Boston trong vòng 45 phút. Giống như kế hoạch của Elon Musk, bản thiết kế này được gọi là đường ray nam châm.

Vào đầu thế kỷ 21, start-up ET3 đã thiết kế một loại tàu điện khí lực học và đệm từ trường cao tốc. Theo đó, hành khách sẽ ngồi trong các khoang tàu có kích thước bằng một chiếc xe ô tô và di chuyển trong những đường ống tốc độ cao.

Năm 2010, dự án Foodtubes chính thức ra mắt với thiết kế tương tự như ET3 nhưng lại được sử dụng dưới lòng đất để vận chuyển lương thực. Theo đó, các khoang tàu có thể di chuyển với tốc độ 96.6 km/h và phải tốn đến 8 triệu USD mới có thể xây dựng được 1.6 km đường ray tại Vương quốc Anh.

Ba năm sau (2013), Elon Musk đã công bố bản kế hoạch đầu tiên dày 57 trang giấy dành cho hệ thống Hyperloop. Ông cho biết, mỗi khoang tàu siêu tốc này sẽ chở được 28 hành khách và chỉ mất 29 phút để di chuyển từ New York đến DC.

Hyperloop Transportation Technologies, một start-up ra đời từ ý tưởng về Hyperloop của Elon Musk, hiện đang nghiên cứu xây dựng đoạn đường ray thử nghiệm dài hơn 8 km tại Thung lũng Quay, California. Quá trình xây dựng đã bắt đầu từ năm 2016 và công ty này đặt mục tiêu đoàn tàu thử nghiệm của mình sẽ đạt tốc độ lên đến 1223 km/h.

Vào tháng 7/2017, start-up Hyperloop One đã thử nghiệm thành công một hệ thống Hyperloop tại khu thử nghiệm DevLoop ở Nevada. Sử dụng công nghệ đệm từ trường cao tốc, đoàn tàu thử nghiệm của họ đạt tốc độ tối đa 113 km/h và họ hy vọng có thể đẩy con số này lên mức 402 km/h.

Các nhà khoa học Trung Quốc lại nuôi tham vọng xây dựng một hệ thống tàu khí lực học hoạt động dưới biển. Vào năm 2017, đội ngũ nghiên cứu của Viện Khoa học Trung Quốc đã đề xuất ý tưởng về đường ray dưới biển với tốc độ giả định có thể lên đến 1996 km/h, nhanh hơn rất nhiều so với ý tưởng Hyperloop của Elon Musk.

Hy vọng vào một ngày nào đó trong tương lai, tất cả những tầm nhìn, ý tưởng này sẽ liên kết và hỗ trợ lẫn nhau để tạo ra một hệ thống Hyperloop hoàn hảo, giúp thay đổi hoàn toàn hệ thống giao thông hiện tại.

Theo GenK