Trên khắp thế giới, các công nghệ tiên tiến hiện tại như trí tuệ nhân tạo (AI) đang hội tụ với các sáng kiến ​​phát triển bền vững để thay đổi mạnh mẽ cách thức mà chúng ta di chuyển và vận chuyển hàng hóa. Trong đó, công nghệ tàu điện siêu tốc di chuyển trong ống chân không - còn gọi là Hyperloop -  được đánh giá là tương lai của ngành giao thông vận tải.

Ảnh mô phỏng cấu trúc bên trong của tàu siêu tốc sử dụng công nghệ Hyperloop. Ảnh: Eurotube.org

Tiềm năng của công nghệ Hyperloop

Công nghệ Hyperloop đề cập đến một hệ thống vận chuyển tốc độ cao thế hệ tiếp theo, trong đó, các toa tàu hình viên nang di chuyển bên trong một ống chân không. Trên lý thuyết, các ống chân không được bịt kín hoàn toàn, các toa tàu chở khách và đường ray chịu trách nhiệm cho lực đẩy và sự bay lơ lửng, cho phép tàu có thể di chuyển với tốc độ hơn 1.000 km/giờ trong ống chân không.

Nhưng theo nhà nghiên cứu cấp cao Gi-Yong Jeon của Viện Nghiên cứu POSCO (Hàn QUốc), để đưa Hyperloop trở thành một phương thức vận chuyển thực tế, trước tiên công nghệ này phải đảm bảo cả tính an toàn và tính khả thi về mặt kinh tế. Vì hệ thống phải duy trì môi trường gần như chân không khi di chuyển với tốc độ cao, nên tính ổn định của đoàn tàu là rất quan trọng. Các ống tạo thành đường ray Hyperloop phải chịu được không chỉ trọng lượng của chính chúng mà còn cả trọng lượng của các khoang, các cú sốc từ việc di chuyển tốc độ cao, sự giãn nở nhiệt và áp suất khí quyển.

Hơn nữa, khi khoảng cách giữa toa tàu với đường ống hẹp lại và toa tàu tiến gần đến tốc độ âm thanh, thì có thể xảy ra một hiện tượng gọi là “giới hạn Kantrowitz”, trong đó luồng không khí bên trong đường ống bị chặn. Ðể khắc phục vấn đề này, cần phải đảm bảo đủ khoảng hở bằng cách mở rộng đường kính của ống. Ðiều này đòi hỏi phải phát triển và cung cấp các vật liệu không chỉ ngăn ngừa nguy cơ biến dạng và hư hỏng tại các điểm kết nối mà còn mang lại độ kín khí, khả năng gia công và hiệu quả kinh tế
tuyệt vời.

Hyperloop được tỉ phú công nghệ Mỹ Elon Musk giới thiệu vào năm 2012 và nhiều công ty đang tiến hành thử nghiệm công nghệ này. Gần đây, ông Musk đã đưa Hyperloop trở lại tâm điểm chú ý khi đề cập đến một dự án đường hầm xuyên Ðại Tây Dương trên mạng xã hội X (trước đây là Twitter). CEO của Tesla cho rằng khoản đầu tư 20 tỉ USD có thể giúp xây dựng một tuyến đường liên kết dưới nước nối liền thành phố New York ở Mỹ và Luân Ðôn ở Anh. Và nếu một hệ thống giao thông Hyperloop dưới nước được xây dựng, hành khách có thể đi từ New York đến Luân Ðôn trong vòng chưa đầy 60 phút.

Liệu có thể thương mại hóa Hyperloop?

Hiện tại, một số quốc gia đang đi đầu trong việc xây dựng và thử nghiệm các tuyến đường thử nghiệm để phát triển Hyperloop. Dựa trên xem xét các kế hoạch thử nghiệm trình diễn của các nhà sản xuất Hyperloop và các điều kiện cần thiết để đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế, các chuyên gia tại Viện Nghiên cứu POSCO nhận định việc thương mại hóa Hyperloop ​​sẽ diễn ra sớm nhất sau năm 2030.

Ðơn cử, Hardt Hyperloop, một công ty phát triển Hyperloop có trụ sở tại Hà Lan, đã thành lập Trung tâm Hyperloop châu Âu (EHC) và đang tích cực phát triển và thử nghiệm công nghệ Hyperloop. Công ty này có kế hoạch xây dựng các tuyến Hyperloop thương mại tại Hà Lan và Canada sau năm 2030. Boring Company, công ty cơ sở hạ tầng giao thông do tỉ phú Elon Musk sáng lập, đang xây dựng đường ray thử nghiệm, thiết kế ống chân không và phát triển nguyên mẫu toa tàu cho hệ thống Hyperloop.

Tại châu Á, Tập đoàn Khoa học và Công nghiệp Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASIC) đang phát triển một hệ thống Hyperloop có tên là “T-Flight”. Vào tháng 11-2023, công ty đã hoàn thành đường thử nghiệm Hyperloop dài 2km tại tỉnh Sơn Tây. Trong các lần thử nghiệm gần đây, hệ thống T-Flight đã đạt tốc độ tối đa là 623 km/giờ và CASIC có kế hoạch tăng tốc độ này lên 1.000 km/giờ trong các thử nghiệm tiếp theo.

Trong khi đó, Hàn Quốc có kế hoạch xây dựng một khu phức hợp trình diễn Hypertube tại khu vực Saemangeum và đảm bảo các công nghệ cốt lõi để phát triển. Hôm 9-4, Chính phủ Hàn Quốc đã thành lập một lực lượng đặc nhiệm để phát triển công nghệ Hyperloop của riêng nước này, đầu tư 12,7 tỉ won (8,8 triệu USD) cho nghiên cứu ban đầu. Mặc dù khởi đầu muộn so với những nước đi đầu trong lĩnh vực này như Hà Lan, Ðức, Nhật Bản và Trung Quốc, nhưng các chuyên gia nhận định Hàn Quốc có thể bắt kịp các quốc gia khác vì đã sở hữu các công nghệ Hyperloop nền tảng để phát triển và hiện thực hóa tàu đệm từ có khả năng chạy với tốc độ 1.200 km/giờ, bao gồm điều khiển lực đẩy tốc độ cao, điều khiển ổn định, xây dựng ống áp suất thấp và siêu dẫn nhiệt độ cao. Ðược biết, tập đoàn sản xuất thép hàng đầu Hàn Quốc POSCO đã tham gia vào toàn bộ quá trình từ thiết kế đến sản xuất Trung tâm Hyperloop châu Âu.