真空管道磁悬浮星际列车的可行性分析

真空管道磁悬浮列车给未来的交通描绘出一幅奇幻的图景，那么，它到底是怎样的？

为了提升性价比，它的车厢外形和内饰将与我们平时乘坐的轨道列车类似，但体积将比普通列车、高速列车，甚至比现代的地铁列车都略微小一点。对于列车运行的真空管道来说，专家更倾向于内层用钢管，外层用钢筋加混凝土的结构建设，这也主要是为了减少钢管用量，节约成本。

因为是真空的管道，根据设计，所有管道的入口和出口都会有两道门。运行时，工作人员首先打开外层门，列车将从车站进入管道两门之间的夹层，外层门关闭后，真空泵开始抽走空气，此时，工作人员再打开里层的门，列车就会进入真空管道，开始加速、运行。而出管道时，则是相反的顺序，先是里层门打开，列车出来后，里层门关闭，外层门再打开。这个过程也参照了航天员在太空进出太空舱的操作模式。

除了在管道口要设立泵站，真空管道内大概每隔2公里或3公里也要设一个泵站，用真空泵抽取管道内的空气。根据设计标准，管道内甚至达到0.001个大气压，即千分之一的大气压，这样的气压范围也是列车高速运行的基本保障。

真空磁悬浮列车行驶时应当比飞机更加平稳。虽然是在真空环境下运行的，但车厢内绝对不会是真空环境，全密封的车厢内会模仿日常的列车环境，让乘客感到舒适。网上许多人怀疑列车如果加速度过快，人坐在里边是否受得了。对此，它的加速度达到飞机的加速度就行了，飞机的加速度一般是0.5~0.6G，相当于每秒钟加速5米左右，其实，人们百米跑的加速度比这大得多。这个加速度对普通人来说根本没问题。而等到列车加到一定速度后，它将匀速运动，那时，乘客对速度不会有任何感觉，就像航天员在太空中飞行一样感觉平稳。

尽管“星际列车”系统听起来有些不可思议，但其基本概念却非常简单。因为磁悬浮列车是悬浮于轨道之上，因此不必要担心摩擦问题。理论上讲，它们的速度要远远超过现有的每小时大约350英里(约合每小时563公里)的时速，可达每小时2000英里(约合每小时3219公里)的轨道速度。当然，为了让乘客能够安全地加速到这一速度，“星际列车”系统需要大量的轨道，同时需要防止极音速列车被周围的空气撕成碎片。据设计师介绍，长约1000英里(约合1609公里)的管道，通过模拟中间层的低气压，应该可以完成这个任务。

管道的大部分将与海平面齐平，出口点需要高出海平面大约12英里(约合19.3公里)。用于火车中的磁悬浮技术同样可以用来将这条管道悬浮起来。在发射管道中，位于20千米高度的带有2000万安培的超导电缆，每平米产生的悬浮力大约为48吨。通过高强度缆绳解决真空管本身所需的多余的浮力，如迪尼玛超强纤维的强度足以满足这种用途。另有一套备用系统足以保证悬浮系统顺畅运行而出故障。

“星际列车”系统的设计者为美国约翰-霍普金斯大学应用物理学实验室科学家詹姆斯-鲍威尔、乔治-麦瑟和约翰-拉瑟尔。他们指出，这种设计方案听起来似乎有些不太现实，但是支撑12英里(约合19.3公里)长的电缆所需要的工程技术与支撑比这长得多的太空电梯所需要的工程技术相比，要简单得多。工程师们提出，可以在阿拉斯加、加拿大北部、格陵兰岛或西伯利亚等极地地区建造这种系统。此外，南极冰原也是一个可供选择的选址点。

研究团队估算，建成可载人“星际列车”系统，可能需要20年时间和600亿美元的成本。这些数字听起来很大，但是如果考虑到航天飞机的各种费用是“星际列车”系统成本的三倍时，你就会认为这套系统确实很经济。而且，“星际列车”系统一旦建成后，向低地轨道运送货物的成本每公斤仅需50美元，而现代的技术将货物和人员送上低地轨道，每公斤重量分别需要花费1万美元和10万美元。这意味着，太空旅行的车票只需要大约5000美元。设计者估计，“星际列车”系统的事故率与现代的客机差不多，安全系数可能较高。