Un vactrain (o tren de tubos de vacío ) es un diseño propuesto para el transporte ferroviario de muy alta velocidad . Se trata de una línea maglev (levitación magnética) que utiliza tubos o túneles parcialmente evacuados . La reducción de la resistencia del aire podría permitir que las vacunas viajen a velocidades muy altas ( hipersónicas ) con relativamente poca potencia, hasta 6.400 a 8.000 km/h (4.000 a 5.000 mph). Esto es entre 5 y 6 veces la velocidad del sonido en la atmósfera terrestre al nivel del mar. [1]
En 1799, George Medhurst de Londres concibió y patentó un ferrocarril atmosférico que podía transportar personas o carga a través de tubos presurizados o de vacío. Los primeros ferrocarriles atmosféricos y los sistemas de transporte por tubos neumáticos (como el ferrocarril atmosférico de Dalkey ) dependían de la energía del vapor para su propulsión.
En 1888, Michel Verne , hijo de Julio Verne , imaginó un sistema de transporte submarino por tubo neumático que podría propulsar una cápsula de pasajeros a velocidades de hasta 1.800 km/h (1.100 mph) bajo el Océano Atlántico (un túnel transatlántico ) en un cuento llamado "Un expreso del futuro". [2]
La vacuna propiamente dicha fue inventada por Robert H. Goddard cuando era estudiante de primer año en el Instituto Politécnico de Worcester en los Estados Unidos en 1904. [3] Goddard posteriormente refinó la idea en un cuento de 1906 llamado "La apuesta de alta velocidad", que fue resumido y publicado en un editorial de Scientific American de 1909 titulado "El límite del tránsito rápido". A Esther, su esposa, se le concedió una patente estadounidense para la vacuna en 1950, cinco años después de su muerte. [4]
En 1909, el profesor ruso Boris Weinberg construyó el primer modelo del mundo de su versión propuesta del vactrain en la Universidad Politécnica de Tomsk . [5] [6] Posteriormente publicó un concepto de tren de vacío en 1914 en el libro Movimiento sin fricción (vía eléctrica sin aire) .
En 1955, el escritor polaco de ciencia ficción Stanisław Lem en una novela La nebulosa de Magallanes escribió sobre una vacuna intercontinental llamada "organowiec", que se movía en un tubo transparente a una velocidad superior a 1.666 km/h (1.035 mph). Posteriormente, en abril de 1962, el vactrain aparece en el cuento "Mercenary" de Mack Reynolds , [7] donde menciona de pasada el transporte por tubos de vacío.
Durante la década de 1970, un destacado defensor de las vacunas, Robert M. Salter de RAND Corporation , publicó una serie de elaborados artículos de ingeniería. [8] [9]
Una entrevista con Robert Salter apareció en Los Angeles Times (11 de junio de 1972). Discutió, en detalle, la relativa facilidad con la que el gobierno de Estados Unidos podría construir un sistema de transporte en metro utilizando tecnologías disponibles en ese momento. Como Maglev estaba poco desarrollado en ese momento, propuso ruedas de acero. La puerta de la cámara del tubo se abriría y entraría suficiente aire detrás para acelerar el tren hacia el interior del tubo. La gravedad aceleraría aún más el tren que sale hasta el nivel de crucero. Al ascender desde el nivel de crucero, el tren que llega desaceleraría comprimiendo el aire enrarecido que tiene delante, que sería ventilado. Las bombas en las estaciones compensarían las pérdidas debidas a la fricción o al aire que se escapa por los bordes del tren, ya que el tren en sí no necesita motor. Esta combinación de tren de gravedad modificado (superficial) y propulsión ferroviaria atmosférica consumiría poca energía pero limitaría el sistema a velocidades subsónicas, por lo que se propusieron rutas iniciales de decenas o cientos de millas o kilómetros en lugar de distancias transcontinentales. [10]
Los trenes no requerían acopladores , cada vagón estaba directamente soldado, atornillado o conectado firmemente de otro modo al siguiente, y la ruta no requería más flexión de la que la flexibilidad del acero podía soportar fácilmente. Al final de la línea, el tren sería movido lateralmente hacia la cámara final del tubo de retorno. El ferrocarril tendría tanto un tubo de vacío interior como un túnel exterior. A la profundidad de crucero, el espacio entre ellos tendría suficiente agua para hacer flotar el tubo de vacío, suavizando el viaje. [ cita necesaria ]
Se trazó una ruta a través de la megalópolis del noreste , con nueve estaciones, una en Washington DC , Maryland , Delaware , Pensilvania , Nueva York , Rhode Island , Massachusetts y dos en Connecticut . Se mapearon los sistemas de trenes de cercanías para las áreas de San Francisco y Nueva York; la versión de cercanías tenía trenes más largos y pesados, para ser propulsados menos por aire y más por gravedad que la versión interurbana. El sistema de Nueva York iba a tener tres líneas, que terminarían en Babylon , Paterson , Huntington , Elizabeth , White Plains y St. George . [ cita necesaria ]
Salter señaló cómo un sistema de este tipo ayudaría a reducir el daño ambiental causado a la atmósfera por la aviación y el transporte de superficie. Llamó al transporte subterráneo de muy alta velocidad (lanzaderas de metro) el "siguiente paso lógico" de su nación. Los planes nunca fueron llevados a la siguiente etapa. [ cita necesaria ]
En el momento en que se publicaron estos informes, el prestigio nacional era un problema, ya que Japón había estado operando su shinkansen de exhibición durante varios años y la investigación sobre trenes maglev era una tecnología de moda. La estadounidense Planetran establecería un servicio de metro transcontinental en los Estados Unidos y proporcionaría un viaje desde Los Ángeles a la ciudad de Nueva York en una hora. El túnel quedaría enterrado a una profundidad de varios cientos de pies en formaciones rocosas sólidas. La construcción utilizaría láseres para garantizar la alineación y utilizaría sondas de tungsteno para fundir formaciones rocosas ígneas . El túnel mantendría un vacío parcial para minimizar la resistencia . Un viaje promediaría 4.800 km/h (3.000 mph) y sometería a los pasajeros a aceleraciones de hasta 1,4 veces la de la gravedad, lo que requeriría el uso de compartimentos con cardán . Los enormes costos de construcción (estimados en hasta un billón de dólares) fueron la razón principal por la que la propuesta de Salter nunca se construyó. [ cita necesaria ]
A partir de finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, se propuso que el Swissmetro aprovechara la invención del tren maglev transrapid alemán experimental y operara en grandes túneles reducidos a la altitud de presión de 21.000 m (68.000 pies) a la que estaba certificado el Concorde SST. volar. [ cita necesaria ]
En la década de 1980, Frank P. Davidson, fundador y presidente del proyecto del Túnel del Canal de la Mancha , y el ingeniero japonés Yoshihiro Kyotani abordaron los problemas transoceánicos con una propuesta para hacer flotar un tubo sobre el fondo del océano, anclado con cables (un tubo flotante sumergido). túnel ). El tubo de tránsito permanecería al menos a 300 m (1000 pies) debajo de la superficie del océano para evitar turbulencias en el agua. [ cita necesaria ]
El 18 de noviembre de 1991, Gerard K. O'Neill presentó una solicitud de patente para un sistema vactrain. Llamó a la empresa que quería formar VSE International , por velocidad, silencio y eficiencia. [11] Sin embargo, el concepto en sí lo llamó Vuelo Magnético . Los vehículos, en lugar de circular por un par de vías, serían elevados mediante fuerza electromagnética mediante una única vía dentro de un tubo (imanes permanentes en la vía, con imanes variables en el vehículo), y propulsados por fuerzas electromagnéticas a través de túneles. Estimó que los trenes podrían alcanzar velocidades de hasta 4.000 km/h (2.500 mph), aproximadamente cinco veces más rápido que un avión de pasajeros, si se evacuara el aire de los túneles. [12] Para obtener tales velocidades, el vehículo aceleraría durante la primera mitad del viaje y luego desaceleraría durante la segunda mitad del viaje. Se planeó que la aceleración fuera como máximo aproximadamente la mitad de la fuerza de gravedad. O'Neill planeó construir una red de estaciones conectadas por estos túneles, pero murió dos años antes de que se le concediera su primera patente. [11]
En 2001, James R. Powell , co-inventor del maglev superconductor en la década de 1960, comenzó a dirigir una investigación sobre la posibilidad de utilizar una vacuna maglev para lanzamientos espaciales , denominada StarTram . En teoría, esto supondría un coste dos órdenes de magnitud menor que el de los cohetes actuales. La propuesta de StarTram haría que los vehículos alcanzaran entre 14.300 y 31.500 km/h (8.900 a 19.600 mph) dentro de un largo túnel de aceleración. [13]
ET3 afirma haber logrado un trabajo que resultó en una patente sobre "tecnología de transporte por tubo de vacío" que fue concedida en 2009. [14] Presentaron su idea en 2013 en un escenario público. [15]
En agosto de 2013, Elon Musk , director ejecutivo de Tesla y SpaceX, publicó el artículo Hyperloop Alpha, proponiendo y examinando una ruta que va desde la región de Los Ángeles hasta el área de la Bahía de San Francisco , siguiendo aproximadamente el corredor de la Interestatal 5 . [16] El concepto Hyperloop ha sido explícitamente "de código abierto" por Musk y SpaceX, y se ha alentado a otros a tomar las ideas y desarrollarlas aún más.
Con ese fin, se han formado algunas empresas y varios equipos interdisciplinarios liderados por estudiantes están trabajando para hacer avanzar la tecnología. [17] SpaceX construyó una pista de subescala de aproximadamente 1 milla de largo (1,6 km) para su competencia de diseño de cápsulas en su sede en Hawthorne, California . [18]
