Tất cả những điều bạn muốn biết về công nghệ hyperloop

Bạn có thể đã nghe người ta nói về công nghệ hyperloop. Rất có thể, họ đang tự hỏi tại sao họ vẫn đang nói về nó và khi nào/nếu nó sẽ xuất hiện.

Đây là một chủ đề lớn, nhưng chúng tôi đã giúp bạn hiểu với một giải thích dễ hiểu về tất cả những gì bạn cần biết.

Điều hyperloop tech xuất phát từ đâu?

Ý tưởng về hyperloop trở nên phổ biến vào năm 2013 khi Elon Musk giới thiệu khái niệm trong một bài nghiên cứu đề xuất Hyperloop là “một phương tiện vận chuyển thứ năm sau máy bay, tàu hỏa, ô tô và thuyền.”

Điều này không phải là ý tưởng mới. Kỹ sư cơ khí George Medhurst đã tạo ra và đăng ký bằng sáng chế về ý tưởng của một hệ thống đường sắt để di chuyển người hoặc hàng hóa qua ống áp lực hoặc được hút chân không vào thế kỷ 18. 

Ý tưởng về các ống chịu áp lực đã được hoàn thiện và phát triển trong các phiên bản khác nhau. Ví dụ thành công nhất thương mại là các tàu maglev trong những năm 1960. Đây là các tàu điện cao tốc sử dụng hai bộ nam châm: một bộ để đẩy và đẩy tàu lên khỏi đường ray, và bộ khác để di chuyển tàu được nâng lên phía trước, tận dụng sự thiếu ma sát.

Còn Cuộc thi Hyperloop Pod, một cuộc thi hàng năm được tài trợ bởi Space X để thiết kế và xây dựng một nguyên mẫu hyperloop. Một số đội chiến thắng đã mở rộng thành các start-up hoạt động đầy đủ.

Tuy nhiên, vẫn chưa có hyperloop có sẵn thương mại, và nhiều công ty đang làm việc trên các thiết kế độc quyền. Điều này có nghĩa là chúng ta có nhiều tầm nhìn về các hệ thống hyperloop khác nhau khá khác biệt so với hyperloop của Elon Musk.

Chúng ta vẫn chưa thấy sự hội tụ về một số công nghệ hoặc tham số nhất định. Ngoài ra, những gì có thể thực hiện được trong công nghệ hyperloop sẽ thay đổi mạnh mẽ khi nghiên cứu phát triển và tốc độ đổi mới tiến triển. 

Công nghệ hyperloop hoạt động như thế nào?

Các hệ thống hyperloop là những ống ngang dài. Lực điện từ đưa và đẩy các pod bên trong ống gần hút chân không để giảm ma sát và lực kéo. Các pod hiệu quả trôi trên một đệm từ tính không ma sát. Ống là môi trường áp suất thấp giúp đạt được tốc độ cao với tiêu thụ năng lượng thấp.

 Bên trong các ống, các pod di chuyển hàng trăm kilomet ở tốc độ cao, vận chuyển hành khách hoặc hàng hóa/xe ô tô giữa hai địa điểm — khác với tàu hỏa, không có trạm dừng dọc đường. Các kỹ sư có thể xây dựng các ống trên hoặc dưới lòng đất. Mục tiêu là để các pod xuất phát từ điểm đến của họ với tần suất quay lớn và thời gian chờ hành khách thấp. 

Tại sao chúng ta cần một hyperloop?

Di chuyển giữa các thành phố và quốc gia đang ở mức bão hòa. Không đủ tài xế xe bus. Ở nhiều thành phố, các sân bay quá tải không đáp ứng được nhu cầu, và thường chi phí đi máy bay rẻ hơn so với việc đi tàu hỏa. Hyperloop hứa hẹn sẽ lấp đầy khoảng trống đó và mang lại tốc độ và tính bền vững trong việc vận chuyển người và hàng hóa.

Lợi ích của công nghệ hyperloop là gì?

Công nghệ hyperloop mang lại một số lợi ích quan trọng so với các phương tiện vận chuyển khác:

Tốc độ

Công nghệ nhằm đẩy nhẹ các pod hành khách hoặc hàng hóa với tốc độ hơn 1000 km/h. Điều này nhanh hơn 3 lần so với tàu cao tốc và nhanh hơn 10 lần so với đường sắt truyền thống.

Hãy tưởng tượng một chuyến đi từ San Francisco đến Los Angeles trong 30 phút — một quãng đường khoảng 559 km. Du lịch bằng hyperloop từ Frankfurt đến Amsterdam là 439 km và chỉ mất 50 phút — hiện tại, điều này mất khoảng 4 giờ 26 phút bằng ô tô.

Nó nhanh như tàu nhưng rẻ hơn so với đường sắt cao tốc thông thường. 

Khí thải carbon thấp

Hyperloop mang lại đi lại xa thấp năng lượng, chạy bằng điện và năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời trên mái của hyperloop trên mặt đất có thể tạo ra năng lượng. Các ống cũng có thể lưu trữ điện với sự giúp đỡ của pin. 

Hơn nữa, hàng hóa đi lại bằng hyperloop sẽ giảm nhẹ lượng khí thải carbon cao của xe tải. 

Chống thời tiết

Hyperloop ít bị tổn thương hơn khi thời tiết xấu như mưa, tuyết, gió, và động đất. Không có rủi ro làn đường sắt bị uốn cong do nhiệt độ cao vào mùa hè như tàu cao tốc. 

Ít xâm phạm hơn

Việc thêm các lớp đường hầm dễ dàng hơn so với việc thêm một làn đường cho đường bộ. Theo The Boring Company, các trạm có thể nhỏ như hai chỗ đậu xe và dễ dàng tích hợp vào trung tâm thành phố, nhà xe, và khu dân cư.

Kết hợp với phương tiện giao thông hiện tại và tương lai

Hình dạng Hyperloop cung cấp khả năng xây dựng các phương tiện giao thông khác ở trên hoặc dưới ống Hyperloop, như các lối đi bộ, đường dẫn và đường dành cho xe máy điện và đường dành cho xe đạp.

Người quy hoạch thành phố có thể tạo ra các thiết kế để kết hợp quyền truy cập vào các loại phương tiện bay, xe tự động và hyperloop. 

Chê bai Hyperloop: Nhược điểm của công nghệ Hyperloop là gì? 

Mặc dù công nghệ Hyperloop hứa hẹn là một phương tiện giao thông mới thứ năm, nó có một số điểm tiêu cực: 

Chi phí

Rất khó định giá chi phí xây dựng và hạ tầng. Ví dụ, bảo vệ cửa và nắp của pod là rất quan trọng. Chúng sẽ đòi hỏi bảo trì đều đặn — đặc biệt khi bạn cân nhắc rằng hầu hết các thành phố gặp khó khăn trong việc duy trì cầu, đường sắt và đường. 

Quy hoạch đất đai là một thách thức lớn. Một báo cáo về khả năng thương mại của công nghệ hyperloop của NASA chia sẻ chi phí từ 25 đến 27 triệu đô la mỗi dặm chỉ cho công nghệ, không bao gồm quy hoạch đất, với chi phí của một đường ray hầu hết dưới nước từ Helsinki đến Stockholm cụ thể là 64 triệu đô la mỗi dặm bao gồm cả phương tiện.

So với đó, chi phí đường sắt cao tốc California dao động từ 63 đến 65 triệu đô la mỗi dặm và ở châu Âu, chi phí là 43 triệu đô la mỗi dặm. Tuy nhiên, những con số này bao gồm chi phí quy hoạch đất nhưng không bao gồm bộ đầu tàu. 

An toàn của Hyperloop

An toàn là rất quan trọng. Delft Hyperloop đã công bố một báo cáo vào tháng 7 năm 2020 cho rằng hệ thống hyperloop châu Âu cần ít nhất là mức độ an toàn của các hãng hàng không thương mại châu Âu về số người chết mỗi kilômét của hành khách. Báo cáo này không theo thiết kế cụ thể và đề cập đến các kịch bản an toàn tiềm ẩn một cách chi tiết: 

An toàn chống cháy
Mặc dù môi trường áp suất thấp ngăn chặn cháy nổ trong ống, nhưng cháy trong pod là mối đe dọa thực sự. Báo cáo khuyến nghị một hệ thống tự động phun sương và chất ức chế cháy khi phát hiện khói.

Thách thức hệ thống giao thông
Làm thế nào để giao tiếp trong và đến một pod hyperloop? Ống thép ngăn chặn sóng không dây đến pod. Hơn nữa, do tốc độ cao, pod thường chuyển đổi giữa các ô truyền thông, tăng khả năng thất bại trong việc chuyển giao và mất giao tiếp tạm thời. 

Một lựa chọn là Li-FI, một công nghệ không dây di động sử dụng ánh sáng thay vì tần số radio để truyền dữ liệu.  LiFi đơn giản hơn so với truyền thông tần số radio và sử dụng điều chế trực tiếp tương tự các bộ điều khiển từ xa. Đèn LED có cường độ cao và do đó có thể đạt được tỷ lệ dữ liệu đáng kể.

Li-Fi hữu ích trong môi trường khó hỗ trợ Wi-Fi, như cabin máy bay, bệnh viện và môi trường nguy hiểm.

Tuy nhiên, an toàn mạng là một mối đe dọa lớn đối với hyperloop. Việc sử dụng sợi quang có thể ngăn chặn hacker từ việc chặn tín hiệu truyền thông một cách vật lý. 

Phương tiện sơ tán khẩn cấp
Việc sơ tán hyperloop là khó khăn vì ống được thiết kế có số lượng lối thoát hạn chế. Mục tiêu của việc sơ tán là để hành khách có thể rời khỏi hyperloop một cách an toàn.

Được đề xuất hai ý tưởng:

1. Sơ tán trong ống, yêu cầu một ống được tạo áp suất cục bộ để hành khách có thể đi bộ đến lối thoát khẩn cấp gần nhất.
2. Pod gần đó có thể đón hành khách để tăng tốc quá trình sơ tán.

Hoặc một phương pháp sơ tán kết hợp kết hợp nơi an toàn nội bộ và sơ tán trong ống cùng nhau. 

An ninh
Những người làm công nghệ hyperloop dự kiến rằng các pod sẽ rời đi mỗi 30 giây đến hai phút. Tuy nhiên, khoảng cách ngắn giữa các lần rời pod càng ngắn, rủi ro xảy ra tai nạn càng cao.

Pod rời đi thường xuyên đòi hỏi luồng hành khách liên tục. Điều này làm cho việc kiểm tra hành khách và hành lý một cách nghiêm ngặt trở nên khó khăn. 

Con đường từ đây đến Hyperloop 

Mặc dù có sự thành công của các tàu điện tự động ở hầu hết các nơi trên thế giới, nhiều hành khách tiềm năng ngày nay nhìn nhận ý tưởng đi lại trong một buồng trong ống giống như tổ tiên chúng ta đã nhìn nhận điều hành khách máy bay - rủi ro và không an toàn.

Để hyperloop thành công, nó cần một công chúng hợp tác. Có những thách thức lớn về mặt thực tế và tâm lý trước khi hyperloop trở thành phổ cập. 

Có một số công ty đang tạo ra công nghệ độc quyền của họ và nhiều câu hỏi vẫn còn  —

• Liệu trong tương lai, các pod có thể đi lại trong các ống của các công ty khác không?
• Ai sẽ chịu trách nhiệm xây dựng các đường hầm toàn cầu?
• Làm thế nào các công ty sẽ mua đất để chứa hyperloop?

Công nghệ hyperloop mang đến một cái nhìn cuốn hút về một tương lai nơi mọi người có khả năng di chuyển cao và cơ hội không bị giới hạn bởi địa lý. Sự đổi mới tích lũy và sự hội tụ của kỹ thuật, thiết kế và phần mềm đang tạo ra các phương tiện giao thông mà cách đây vài thập kỷ là không thể tưởng. 

EV có kích thích electron của bạn không? Xe đạp điện có khiến bánh xe của bạn quay không? Xe tự lái có khiến bạn hứng khởi không?