Công nghệ di chuyển trong đường hầm chân không - Hyperloop có tiềm năng to lớn để trở thành bước đột phá tiếp theo về giao thông vận tải. Câu hỏi lớn nhất ở đây là bao giờ thì nó trở thành hiện thực?
Mỗi buổi sáng tại Manhattan, vô số người xếp thành những hàng dài tưởng như vô tận, mong chờ đến lượt mình bước lên tàu điện ngầm – những phương tiện di chuyển đã có tuổi đời hơn 1 thế kỷ. Thực tế cho thấy, hệ thống tàu điện ngầm New York cần một số tiền khổng lồ để trùng tu và nâng cấp theo tiêu chuẩn thế kỷ 21.
Tuy nhiên, trong khi người dân New York đang ngày ngày bon chen trên một loại phương tiện đã có 113 năm tuổi, ở cách đấy vài trăm dặm về phía tây thành phố, một công nghệ vận tải mới đã tiến một bước gần hơn tới hiện thực: Hyperloop – công nghệ di chuyển bằng đệm từ trường trong môi trường chân không.
Thành công đó là của Hyperloop One, một công ty đầy tham vọng mới được thành lập cách đây không lâu. Hyperloop One là nỗ lực đầu tiên trong việc hiện thực hóa ý tưởng về khả năng di chuyển trong đường ống của Elon Musk, một tỷ phú công nghệ vô cùng nổi tiếng tại Silicon Valley. Ý tưởng của Elon Musk đã có từ năm 2012 nhưng gần đây, những lần chạy thử với các phiên bản tàu cỡ nhỏ mới bắt đầu được thực hiện.
Bản thân công nghệ hyperloop cũng là một cuộc đua khốc liệt: hiện nay, có 3 công ty đang chạy đua từng ngày để đưa hyperloop thành một loại phương tiện giao thông hợp pháp. Đó là Hyperloop One, nhân vật chính của bài viết này; Hyperloop Technologies và tất nhiên, Elon Musk cũng không chịu ngồi yên nhìn các công ty khác hiện thực hóa ý tưởng của mình. Tỷ phú người Mỹ đã thành lập Boring Company để bước vào cuộc chơi đầy rủi ro này (một cái tên khá hài hước, giống như bộ tứ Tesla Model S, 3, X, Y vậy).
Elon cho biết, ông sẽ được thương mại hóa hyperloop nhờ một sự "cho phép bằng lời nói" từ Chính phủ Mỹ. Tuy vậy, chưa ai biết Elon Musk sẽ làm gì với công nghệ mới mẻ này, nhưng có vẻ Hyperloop One rất nghiêm túc: họ đã tiết lộ 10 tuyến đường tối ưu có thể lắp đặt Hyperloop, và công bố kế hoạch đưa 3 tuyến đường đi vào hoạt động trong năm 2021. Hầu hết các tuyến đường đều nằm trên lãnh thổ nước Mỹ, kết nối các bang, thành phố quan trọng: từ Chicago đến Pittsburgh, từ Dallas tới Houston, từ Miami tới Orlando, v.v..
Ông Rob Lloyd, CEO của Hyperloop One, tự tin khẳng định: "Chúng tôi có đà phát triển nhanh hơn bất cứ dự án cơ sở hạ tầng nào, và điều ấy thật thú vị. Hyperloop One cũng là công ty đầu tiên trên thế giới chế tạo được tàu hyperloop với kích thước lớn như phiên bản thương mại (fullsize)".
Hyperloop hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của tàu hyperloop không hề khoa học viễn tưởng một chút nào. Nói một cách đơn giản, nó cũng hoạt động trên đệm từ trường giống như tàu đệm từ trường Shinkansen của người Nhật vậy. Điểm khác biệt lớn nhất là tàu hyperloop sẽ chạy trong một hệ thống ống kín. Đây là môi trường gần như chân không, qua đó con tàu không phải chịu lực ma sát và lực cản từ không khí. Đó là điểm mấu chốt khiến các nhà phát triển hyperloop tự tin cho rằng tàu hyperloop có thể đạt vận tốc hoạt động lên tới 1100 km/h, nhanh hơn cả vận tốc máy bay dân dụng.
Trong một động cơ điện xoay chiều thông thường, phần động (roto) sẽ quay bên trong phần tĩnh (stato) và tạo ra động năng. Với tàu hyperloop, chính con tàu là phần động (roto) và phần tĩnh (stato) được trải dọc lòng ống, tạo thành một đường ray thẳng cho con tàu hyperloop lướt bên trên. Khi được cung cấp điện năng, tàu hyperloop sẽ trượt trên một lớp đệm từ trường mà không trực tiếp chạm vào phần đường ray bên dưới. Không ma sát với đường ray, không ma sát với không khí – tàu hyperloop có khả năng tăng tốc nhanh và êm hơn bất kì loại phương tiện vận tải thương mại nào mà chúng ta từng biết.
Ý tưởng về hyperloop không hề quá viễn tưởng như nhiều người vẫn tưởng – nó vẫn hoạt động dựa trên những nguyên lý đã được kiểm chứng thực tế, và ý tưởng này đang dần được thành hình. Hồi tháng 5, họ đã chạy thử thành công một mô hình cỡ nhỏ ở tốc độ 120 km/h. Tháng 8 vừa qua, Hyperloop One đã có một bước tiến lớn hơn khi đưa một mô hình tàu hyperloop có chiều dài tới 8,5 mét lên tốc độ 309 km/h và về trạng thái đứng yên một cách an toàn. Tất cả thử nghiệm trên được Hyperloop One thực hiện tại trung tâm của mình ở sa mạc Nevada.
Tàu hyperloop là một dự án đầy tham vọng. Việc rút ngắn một nửa thời gian di chuyển giữa các thành phố lớn của nước Mỹ thực sự là một cuộc cách mạng. Khi mà nhiều người vẫn sợ bay máy bay, và hệ thống đường sắt đang trở nên quá già cỗi, ý tưởng về những chiếc tàu chạy trong đường ống chân không rõ ràng là rất hấp dẫn.
Tàu hyperloop là hiện thực, nó hoàn toàn có thể hoạt động trong điều kiện thực tế. Tuy nhiên, câu hỏi quan trọng nhất là liệu nó có thực sự hiệu quả nếu được thương mại hóa với quy mô lớn hay không. Phải tốn bao nhiêu tỷ đô để lắp đặt đường ống chân không từ Chicago đến Pittsburgh. Không ai biết con số chính xác, thậm chí Rob Lloyd cũng từ chối tiết lộ con số dự tính. Người đứng đầu Hyperloop One cho rằng chi phí lắp đặt và hoạt động hyperloop sẽ "phụ thuộc rất nhiều vào tuyến đường và địa điểm lắp đặt". Lloid tin rằng chi phí lắp đặt ban đầu của tàu hyperloop sẽ có khả năng cạnh tranh với chi phí ban đầu của tàu hỏa truyền thống.
Đó là dự tính của một cá nhân, còn nhiệm vụ của Sở Giao thông vận tải Colorado và tập đoàn công nghệ AECOM là kiểm tra tính khả thi của dự án này. Hai tổ chức trên sẽ khảo sát "nhu cầu đi lại, lợi ích kinh tế, những tuyến đường dự kiến, sự tuân thủ quy định chính quyền và kế hoạch hậu cần" của dự án hyperloop. "Đây là một dự án nhiều tỷ đô, tất nhiên họ muốn nhìn thấy lợi ích kinh tế trước khi quyết định điều gì đó. Chúng tôi đang xem xét mọi nguồn đầu tư tiềm năng, kể cả mô hình hợp tác công-tư với chính quyền", Lloid chia sẻ.
Hyperloop – canh bạc xứng đáng?
Lloyd muốn những chiếc tàu hyperloop có thể vận hành ở vận tốc xấp xỉ 1100 km/h, tốc độ nhanh đến nỗi có thể khiến hành trình từ Chicago đến Pittsburgh được rút ngắn xuống còn 45 phút, từ Miami đến Orlando chỉ vỏn vẹn trong 26 phút. Theo kế hoạch mà Hyperloop One đặt ra, chỉ còn 4 năm nữa, tức là trong năm 2021, những chuyến tàu hyperloop thương mại sẽ chính thức đi vào hoạt động. Bốn năm là một khoảng thời gian vô cùng ngắn để nghiên cứu, lắp đặt và đưa tàu hyperloop vào hoạt động một cách an toàn.
Bên cạnh các thử thách về kỹ thuật, quyền sử dụng đất cũng là một vấn đề cũng nan giải không kém cho Lloyd và cộng sự. Bốn năm để có thể tập hợp đủ điều kiện về giấy phép, nguồn tiền và kỹ thuật để tạo nên những đường ống chân không dài hàng trăm kilômét và chứng minh độ an toàn của những chuyến tàu chạy trong đường ống quả là một bài toàn vô cùng khó.
Nếu bạn nhìn ý tưởng hyperloop từ điểm nhìn của các nhà cầm quyền, liệu bạn có đủ can đảm và trách nhiệm để "bật đèn xanh"? Hiệp hội kĩ sư xây dựng dân dụng Hoa Kỳ dự đoán rằng nước Mỹ cần tới 4.600 tỷ USD để sửa chữa, nâng cấp các tuyến đường cao tốc trọng yếu, các tuyến tàu điện ngầm đang bị hư hại nghiệm trọng, các tuyến đường sắt đang xuống cấp theo thời gian và những chiếc xe bus lỗi thời. Liệu đầu tư một khoản tiền khổng lồ vào một loại phương tiện viễn tưởng như hyperloop có thực sự xứng đáng, khi nhu cầu nâng cấp các phương tiện công cộng đang rất bức thiết?
Tuy nhiên, Lloyd không hề nản chí. Ông cho rằng hyperloop sẽ hoạt động song song với những phương tiện giao thông hiện tại một cách đồng nhất và không mâu thuẫn. "Có rất nhiều sự quan tâm của chính phủ, các thành phố và các công ty công nghệ, nhiều hơn so với những gì tôi mong đợi. Tôi cho rằng ở trên toàn thế giới, ở từng quốc gia, từng thành phố. các nhà cầm quyền đều nhìn thấy một sự thật hiển nhiên: cơ sở hạ tầng giao thông hiện đang không thể đáp ứng được nhu cầu di chuyển của người dân, và sự nghẽn tắc đang càng ngày càng trở nên nghiêm trọng".
"Hyperloop One là một phần của khối rubik mang tên Giao thông. Nó có thể cùng hoạt động với các loại hình vận tải khác để giảm tải ách tắc. Ví dụ: tàu hyperloop là một phương tiện di chuyển tốc độ cao, bên cạnh máy bay dân dụng. Nếu nhiều người lựa chọn hyperloop, các sân bay sẽ bớt quá tải, và những chuyến bay sẽ đúng giờ hơn, giảm thời gian chờ đợi cho hành khách".
Bàn về vấn đề này, ông Shailen Bhatt, Giám đốc điều hành Sở Giao thông vận tải Colorado nhận xét: "Tôi không phản đối sự phát triển của một loại hình phương tiện hoàn toàn mới, tôi chỉ không chắc liệu có xứng đáng để đầu tư vào công nghệ chưa được kiểm chứng hay không mà thôi, nhất là khi nhu cầu nâng cấp cơ sở hạ tầng hiện tại đang rất cần thiết. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn rất quan tâm đến dự án của Hyperloop One. Đây là dự án có thể thay đổi tình hình giao thông tại Colorado, góp phần hướng đến giao thông an toàn hơn, nhanh chóng hơn cho mọi người dân".
Tất nhiên, từ khóa trong phát ngôn của ông Shailen Bhatt là "có thể". Liệu đường ống hyperloop có thể được hoàn thiện trong 4 năm? Có thể. Liệu đầu tư vào hyperloop là đúng đắn? Có thể có, nhưng cũng có thể không. Mọi thứ còn đang ở phía trước, trong một tương lai không xa.