Análisis de viabilidad del tren interestelar maglev con tubos de vacío
El tren Maglev de tubo de vacío ofrece una imagen fantástica del transporte futuro. Entonces, ¿cómo se ve?
Para mejorar la rentabilidad, la apariencia y el interior de su vagón serán similares a los trenes que utilizamos habitualmente, pero el volumen será ligeramente menor que el de los trenes ordinarios, trenes de alta velocidad y Incluso los trenes subterráneos modernos. En el caso de las tuberías de vacío para la operación de trenes, los expertos prefieren utilizar tubos de acero para la capa interior y capas exteriores de hormigón armado, principalmente para reducir la cantidad de tubos de acero y ahorrar costes.
Debido a que es una tubería de vacío, según el diseño, habrá dos puertas en la entrada y salida de todas las tuberías. Durante la operación, el personal primero abre la puerta exterior y el tren ingresa al entresuelo entre las dos puertas de la tubería desde la estación. Una vez cerrada la puerta exterior, la bomba de vacío comienza a evacuar el aire. El personal abre la puerta interior y el tren entrará en la tubería de vacío y comenzará a acelerar y correr. Al salir de la tubería, el orden se invierte. Primero, se abre la puerta interior. Después de que sale el tren, se cierra la puerta interior y se vuelve a abrir la puerta exterior. Este proceso también se refiere al modo de operación de los astronautas que entran y salen de la cápsula espacial en el espacio.
Además de instalar una estación de bombeo en la boca de la tubería, también se debe instalar una estación de bombeo aproximadamente cada 2 kilómetros o 3 kilómetros en la tubería de vacío para utilizar una bomba de vacío para extraer el aire del tubería. Según las normas de diseño, la presión en la tubería puede alcanzar incluso 0,001 atmósferas, es decir, una milésima parte de la atmósfera. Este rango de presión es también la garantía básica para el funcionamiento de los trenes de alta velocidad.
El tren maglev al vacío debería viajar con mayor suavidad que un avión. Aunque funciona en un entorno de vacío, el interior del vagón nunca será un entorno de vacío. El vagón completamente sellado simulará el entorno diario del tren para que los pasajeros se sientan cómodos. Mucha gente en Internet duda de que las personas sentadas en un tren puedan soportar una aceleración demasiado rápida. Para ello, su aceleración solo necesita alcanzar la aceleración de un avión. La aceleración de un avión es generalmente de 0,5 a 0,6 G, lo que equivale a una aceleración de unos 5 metros por segundo. De hecho, la aceleración de una persona que corre 100 metros. es mucho mayor que esto. Esta aceleración no supone ningún problema para la gente corriente. Cuando el tren alcance una determinada velocidad, se moverá a una velocidad constante. En ese momento, los pasajeros no sentirán ninguna velocidad, al igual que los astronautas que vuelan en el espacio.
Aunque el sistema "Star Train" suena raro, su concepto básico es muy simple. Debido a que el tren maglev está suspendido sobre la vía, no hay necesidad de preocuparse por la fricción. En teoría, serían mucho más rápidos que la velocidad actual de unas 350 millas por hora (unos 563 kilómetros por hora), y podrían alcanzar velocidades orbitales de 2.000 millas por hora (unos 3.219 kilómetros por hora). Por supuesto, para permitir que los pasajeros aceleren de forma segura a estas velocidades, el sistema StarTrain necesitaría muchas vías, al mismo tiempo que evitaría que el aire circundante destrozara el tren hipersónico. Según los diseñadores, un oleoducto de unas 1.000 millas de largo (aproximadamente 1.609 kilómetros) debería poder realizar esta tarea simulando la baja presión en la capa media.
La mayor parte del oleoducto estará al nivel del mar, y el punto de salida deberá estar aproximadamente a 19,3 kilómetros (12 millas) sobre el nivel del mar. La misma tecnología de levitación magnética utilizada en los trenes podría utilizarse para hacer levitar el tubo. En el tubo de lanzamiento, un cable superconductor de 20 millones de amperios situado a una altitud de 20 kilómetros genera una fuerza de levitación de aproximadamente 48 toneladas por metro cuadrado. El exceso de flotabilidad que requiere el propio tubo de vacío se soluciona con cables de alta resistencia, como la fibra superfuerte Dyneema, que es lo suficientemente resistente para este fin. También hay un sistema de respaldo que es suficiente para garantizar el buen funcionamiento del sistema de suspensión en caso de falla.
Los diseñadores del sistema "Tren Interestelar" son James Powell, George Messer y John Russell, científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos. Señalan que este diseño puede parecer poco realista, pero la ingeniería necesaria para soportar un cable de 12 millas de largo se compara con la que se requiere para soportar un ascensor espacial mucho más largo, mucho más simple. Los ingenieros han propuesto que estos sistemas podrían construirse en regiones polares como Alaska, el norte de Canadá, Groenlandia o Siberia. Además, la capa de hielo de la Antártida es también un lugar alternativo para el emplazamiento.
El equipo de investigación estima que construir un sistema de "tren interestelar" tripulado podría llevar 20 años y costar 60 mil millones de dólares.
Estos números suenan grandes, pero si consideramos que el costo del transbordador es tres veces el costo del sistema StarTrain, pensarás que este sistema es realmente muy económico. Además, una vez que se complete el sistema del "Tren Interestelar", el costo de transportar mercancías a la órbita terrestre baja será sólo de 50 dólares estadounidenses por kilogramo, mientras que la tecnología moderna costará entre 10.000 y 100.000 dólares por kilogramo para enviar mercancías y personas a zonas bajas. Órbita terrestre respectivamente. Esto significa que un billete para un viaje espacial sólo cuesta unos 5.000 dólares. Los diseñadores estiman que la tasa de accidentes del sistema "Tren Interestelar" es similar a la de los aviones de pasajeros modernos, y el factor de seguridad puede ser mayor.