研發背景
人類采用的高速遠程客運工具以飛機為主，民航客機的運營速度約為每小時1000公裡，對于5000公裡以上的遠程旅行來說，乘飛機旅行耗費的時間、經濟成本驚人，并且造成了嚴重的環境污染；冰島火山灰危機，以及連續不斷的空難事件，更讓人們意識到了民航系統的缺陷。
然而，部分中美科學家透露，一種最低時速4000公裡、能耗不到民航客機1/10、噪音和廢氣污染及事故率接近于零的新型交通工具——真空管道磁懸浮列車已呼之欲出；作為新一代磁懸浮列車，真空管道磁懸浮列車将把北京與華盛頓納入兩小時交通圈，用數小時完成環球旅行已經成為科學家努力的目标。
據國外媒體報道，美國約翰-霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家近日設計了一種名為“星際列車”發射系統，該系統利用一條長約1000英裡（約合1609公裡）的真空管道和一條超導電纜将磁懸浮列車送往低地軌道；研究人員認為，這種技術不僅僅可以實現，而且實現成本也要遠遠低于火箭成本。
可行性分析
為了提升性價比，它的車廂外形和内飾将與我們平時乘坐的軌道列車類似，但體積将比普通列車、高速列車，甚至比現代的地鐵列車都略微小一點；對于列車運行的真空管道來說，專家更傾向于内層用鋼管，外層用鋼筋加混凝土的結構建設，這也主要是為了減少鋼管用量，節約成本。
因為是真空的管道，根據設計，所有管道的入口和出口都會有兩道門；運行時，工作人員首先打開外層門，列車将從車站進入管道兩門之間的夾層，外層門關閉後，真空泵開始抽走空氣，此時，工作人員再打開裡層的門，列車就會進入真空管道，開始加速、運行；而出管道時，則是相反的順序，先是裡層門打開，列車出來後，裡層門關閉，外層門再打開。這個過程也參照了航天員在太空進出太空艙的操作模式。
除了在管道口要設立泵站，真空管道内大概每隔2公裡或3公裡也要設一個泵站，用真空泵抽取管道内的空氣；根據設計标準，管道内甚至達到0.1個大氣壓，即千分之一的大氣壓，這樣的氣壓範圍也是列車高速運行的基本保障。
真空磁懸浮列車行駛時應當比飛機更加平穩，雖然是在真空環境下運行的，但車廂内絕對不會是真空環境，全密封的車廂内會模仿日常的列車環境，讓乘客感到舒适。
許多人懷疑列車如果加速度過快，人坐在裡邊是否受得了，對此，它的加速度達到飛機的加速度就行了，飛機的加速度一般是0.5~0.6G，相當于每秒鐘加速5米左右，其實，人們百米跑的加速度比這大得多。這個加速度對普通人來說根本沒問題，而等到列車加到一定速度後，它将勻速運動，那時，乘客對速度不會有任何感覺，就像航天員在太空中飛行一樣感覺平穩。
盡管“星際列車”系統聽起來有些不可思議，但其基本概念卻非常簡單，因為磁懸浮列車是懸浮于軌道之上，因此不必要擔心摩擦問題。理論上講，它們的速度要遠遠超過現有的每小時大約350英裡（約合每小時563公裡）的時速，可達每小時2000英裡（約合每小時3219公裡）的軌道速度；當然，為了讓乘客能夠安全地加速到這一速度，“星際列車”系統需要大量的軌道，同時需要防止極音速列車被周圍的空氣撕成碎片；據設計師介紹，長約1000英裡（約合1609公裡）的管道，通過模拟中間層的低氣壓，應該可以完成這個任務。
管道的大部分将與海平面齊平，出口點需要高出海平面大約12英裡(約合19.3公裡)。用于火車中的磁懸浮技術同樣可以用來将這條管道懸浮起來。在發射管道中，位于20千米高度的帶有2000萬安培的超導電纜，每平米産生的懸浮力大約為48噸；通過高強度纜繩解決真空管本身所需的多餘的浮力，如迪尼瑪超強纖維的強度足以滿足這種用途，另有一套備用系統足以保證懸浮系統順暢運行而出故障。
“星際列車”系統的設計者為美國約翰-霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家詹姆斯-鮑威爾、喬治-麥瑟和約翰-拉瑟爾。他們指出，這種設計方案聽起來似乎有些不太現實，但是支撐12英裡（約合19.3公裡）長的電纜所需要的工程技術與支撐比這長得多的太空電梯所需要的工程技術相比，要簡單得多；工程師們提出，可以在阿拉斯加、加拿大北部、格陵蘭島或西伯利亞等極地地區建造這種系統，此外，南極冰原也是一個可供選擇的選址點。
研究團隊估算，建成可載人“星際列車”系統，可能需要20年時間和600億美元的成本，這些數字聽起來很大，但是如果考慮到航天飛機的各種費用是“星際列車”系統成本的三倍時，就會認為這套系統确實很經濟；而且，“星際列車”系統一旦建成後，向低地軌道運送貨物的成本每公斤僅需50美元，而現代的技術将貨物和人員送上低地軌道，每公斤重量分别需要花費1萬億美元和10億美元；這意味着，太空旅行的車票隻需要大約5000美元；設計者估計，“星際列車”系統的事故率與現代的客機差不多，安全系數可能較高。
主要作用
縮短交通時間
顧名思義，真空管道磁懸浮列車，就是讓普通的磁懸浮列車在真空管道中運行；由于沒有空氣摩擦的阻礙，這種列車将運行至令人難以想象的速度；每小時1000公裡，隻是一個保守的對外口徑，和實際上所有研究者一開始就把這一運輸方式的常規運行速度定位為每小時4000公裡，經過技術改進，每小時6500公裡将是一個中期目标。
而當磁懸浮列車技術改進之後，有專家甚至提出，真空管道磁懸浮列車的理論極限速度能夠接近第一宇宙速度，達到每小時20000公裡；這意味着，真空管道磁懸浮列車将把北京與華盛頓納入1小時交通圈，用數小時完成環球旅行已經成為科學家努力的目标；并且，由于管道是密封的，列車的行駛可以不受任何氣候條件的影響。
附帶作用
“星際列車”系統還有一項優勢，那就是它能夠将數噸重的材料快速送至軌道，這一能力可以用來有效地防禦任何大型天體撞向我們，研究人員也把這一功能看作是“星際列車”系統最重要的應用；人類還沒有防禦小行星或彗星撞擊的能力，甚至還沒有提前發出撞擊警報的能力。
如果繼續使用現有的發射系統，這種情況仍然無法得到改善。為了能夠真正實現防禦天體撞擊，人類需要更強大的報警系統以及多個大型高速攔截系統，這些系統可以預先安裝于軌道上，随時監測和抗禦可能到來的威脅，這就需要将數噸重的設備發射到軌道上，這對于當前的高成本發射系統來說，是不現實的。
中國相關研究
中國在此項研究中已經走在世界前列，2007年，該項目被列為國家自然科學基金項目，由張耀平教授等專家申請的大量相關專利已被受理，一場交通運輸革命已經迫在眉睫。
不懼環境影響
2004年12月29日，一場有8名“兩院”(中國科學院、中國工程院)院士參與、多名國内權威專家出席的研讨會召開，衆多學界權威參與此次會議的主要議題是——真空管道高速交通；簡而言之，就是建造一條與外部空氣隔絕的管道，将管内抽為真空後，在其中運行磁懸浮列車等交通工具，由于沒有空氣摩擦的阻礙，列車運行速度令人瞠目結舌，可大大縮短地球表面任意地點間的時空阻隔，管道由于是密封的，因此可以在海底及氣候惡劣地區運行而不受任何影響。
身兼“兩院”院士殊榮的沈志雲在會上表示，任何一種地面交通工具，不管是否懸浮，商業運營速度都不宜超過每小時600公裡，否則能耗大、噪音超标，難以被市場接受，這是由稠密大氣層決定的；但超高速是21世紀地面高速交通的需求，真空（或低壓）管道式地面交通達到超高速的唯一途徑，真空管道将是不可回避的選擇。
沈志雲提出，我國應将目标定位在發展每小時600-1000公裡超高速地面交通，分四個階段推行，2020-2030年強制鐵道部實現運營。
中國科學院院士何祚庥雖然未參加此次會議，但他向大會提交了他的書面意見，他認為，超高速磁懸浮列車的研發，在真空度問題上并不會存在原則性困難。
相關專家張耀平在接受采訪時指出，中國目前在各國中研究進度最快。
兩萬公裡時速
首先将真空管道磁懸浮概念引進中國的，是畢業于西南交通大學的張耀平，在2007年成功申請國家自然科學基金項目“真空管道高速磁浮交通基礎研究”後，他開始全力推進這一“運輸革命”進入現實。
張耀平介紹說，最早提出真空管道磁懸浮運輸概念的，是美國蘭德咨詢公司和麻省理工學院的專家。
2001年，經過努力，張耀平的研究獲得了我國學界和政府的支持，他認為，目前這項工程所需的技術已經成熟。“專家們提出的每小時600—1000公裡時速，是一個保守的對外口徑，實際上所有研究者一開始就把這一運輸方式的常規運行速度定位為每小時4000公裡，而每小時6500公裡是一個中期目标；近日在我與一名學者及其研究生座談時，他們提出，真空管道磁懸浮列車的理論極限速度接近第一宇宙速度：可以實現每小時2萬公裡的速度。”
張耀平認為，目前科研項目唯一的需要，就是要從國家層面統籌建造第一條實驗線路。
交通運輸變化
戴睿和張耀平在接受晨報記者采訪時指出，真空管道磁懸浮技術的意義，類似于當初蒸汽機取代馬力，将帶來劃時代的變革。民航、鐵路運輸将被大面積取代，人類将進入更清潔、高效的旅行時代。
張耀平介紹，自己的團隊已經連續申請了許多專利，已經克服了真空管道在建設中的實際障礙。“例如，管道與管道之間的接頭處，必須密封嚴實；另外，管道沿線有許多抽氣泵站，還要為維修、檢查以及緊急情況預留能打開的開口，在真空管道運輸系統正常工作時，這些開口都密閉，必須保證不漏氣；在沿線各車站車輛進出主管道的空氣鎖部位，系統連續運行時少量漏氣不可避免，但閉合時的密封一定要可靠，達到相應的密封要求；管道中是真空狀态，而在其中運行的磁浮車輛中必須是适宜人乘坐的大氣環境，因此車輛必備具有良好的密封條件。”
為了解決建造和運行中的難題，張耀平和他的團隊日以繼夜地工作，“真空管道中的隔離室”、“一種真空管道運輸系統中磁懸浮車與車站間的對接裝置”、“一種用于真空管道系統中的密封門”、“真空管道高速交通運行抽氣系統”等專利相繼問世。
張耀平私下說，科研項目唯一的需要，就是要從國家層面統籌建造第一條實驗線路，“要有建設三峽大壩和開發大飛機、長征火箭項目的魄力，這個項目無法由某一高校、公司或單位單獨完成，但一旦完成，中國将在技術革命中占據主導地位。”
