StarTramเป็น ระบบ ปล่อยยานอวกาศ ที่เสนอขึ้น โดยใช้ เทคโนโลยี แม่เหล็กไฟฟ้าระบบรุ่นที่ 1 ในระยะเริ่มต้นเสนอขึ้นเพื่อปล่อยเฉพาะสินค้าจากยอดเขาที่ระดับความสูง 3 ถึง 7 กิโลเมตร (9,800 ถึง 23,000 ฟุต) โดยใช้ท่อสุญญากาศที่คงอยู่ที่ระดับพื้นผิวท้องถิ่น คาดการณ์ว่าสามารถยกขึ้นสู่วงโคจรได้ประมาณ 150,000 ตันต่อปี จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยกว่าสำหรับระบบรุ่นที่ 2 สำหรับผู้โดยสาร โดยใช้เส้นทางที่ยาวขึ้นและค่อยๆ โค้งขึ้นที่ปลายไปยังอากาศที่เบาบางกว่าที่ระดับความสูง 22 กิโลเมตร (72,000 ฟุต) โดยอาศัยการลอยตัวด้วยแม่เหล็กซึ่งจะช่วยลดแรงโน้มถ่วงเมื่อแคปซูลแต่ละอันเปลี่ยนจากท่อสุญญากาศไปสู่ชั้นบรรยากาศการนำเสนอในงาน SPESIF 2010 ระบุว่าระบบรุ่นที่ 1 อาจจะแล้วเสร็จภายในปี 2020 หรือหลังจากนั้นหากเริ่มจัดหาเงินทุนในปี 2010 และระบบรุ่นที่ 2 ภายในปี 2030 หรือหลังจากนั้น^{[ 1 ]}

เจมส์ อาร์. พาวเวลล์คิดค้น แนวคิด รถไฟแม่เหล็ก แบบตัวนำยิ่งยวด ในช่วงทศวรรษ 1960 ร่วมกับเพื่อนร่วมงานกอร์ดอน แดนบีที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูคเฮเวนซึ่งต่อมาได้รับการพัฒนาเป็นรถไฟแม่เหล็ก สมัยใหม่ ^{[ 1 ]}ต่อมา พาวเวลล์ได้ร่วมก่อตั้งบริษัท StarTram, Inc. กับ ดร. จอร์จ ไมส์วิศวกรการบินและอวกาศซึ่งเคยทำงานที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูคเฮเวนตั้งแต่ปี 1974 ถึง 1997 โดยมีความเชี่ยวชาญเป็นพิเศษในด้านการ ให้ความร้อน ระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและการออกแบบยานพาหนะความเร็วเหนือเสียง^{[ 2 ]}

การออกแบบ StarTram ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในเอกสาร^{[ 3 ]}และสิทธิบัตร ในปี 2001 ^{[ 4 ]}โดยอ้างอิงถึงเอกสารเกี่ยวกับ MagLifter ในปี 1994 แนวคิด MagLifter ซึ่งพัฒนาโดยJohn C. Mankinsผู้จัดการฝ่ายศึกษาแนวคิดขั้นสูงของ NASA ^{[ 5 ]}เกี่ยวข้องกับการช่วยปล่อยตัวด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความเร็วไม่กี่ร้อยเมตรต่อวินาทีด้วยรางสั้น โดยคาดการณ์ประสิทธิภาพไว้ที่ 90% ^{[ 6 ]}เมื่อพิจารณาว่า StarTram นั้นโดยพื้นฐานแล้วคือ MagLifter ที่พัฒนาไปอีกขั้นหนึ่ง ทั้ง MagLifter และ StarTram ได้รับการกล่าวถึงในปีถัดมาในการศึกษาแนวคิดที่ดำเนินการโดย ZHA สำหรับศูนย์อวกาศ Kennedy ของ NASA ซึ่งMaglev 2000 ร่วมกับPowellและDanby ก็ได้พิจารณาร่วมกันด้วย ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

การออกแบบในภายหลังได้ปรับเปลี่ยน StarTram เป็นเวอร์ชันรุ่นที่ 1 เวอร์ชันรุ่นที่ 2 และเวอร์ชันทางเลือกรุ่นที่ 1.5 ^{[ 1 ]}

จอห์น แรเธอร์ ซึ่งดำรงตำแหน่งผู้ช่วยผู้อำนวยการฝ่ายเทคโนโลยีอวกาศ (การพัฒนาโปรแกรม) ที่NASA [ ^{10 ] กล่าว}ว่า:

เป็นเรื่องที่ไม่ค่อยมีใครรู้ว่า ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 หน่วยงานหลักของ NASA ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ และนักประดิษฐ์เอกชนรายสำคัญ ได้พยายามเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์พื้นฐานของการเข้าถึงและการพัฒนาอวกาศ โดยทั่วไปแล้ว ความพยายามเหล่านี้เกี่ยวข้องกับวิธีการปล่อยจรวดด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและแนวทางใหม่สำหรับระบบไฟฟ้ากำลังสูงในอวกาศ ... โครงการ StarTram ถูกคิดค้นขึ้นจากหลักการพื้นฐานเพื่อลดต้นทุนและปรับปรุงประสิทธิภาพการเข้าถึงอวกาศให้ดีขึ้นกว่าร้อยเท่า ... ความเป็นไปได้โดยรวมและต้นทุนของแนวทาง StarTram ได้รับการยืนยันในปี 2005 โดยการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนโดยใช้ " คณะกรรมการตรวจสอบ " ที่ดำเนินการที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดีย

ระบบ Gen-1 เสนอให้เร่งความเร็วยานอวกาศไร้คนขับที่ 30 gผ่านอุโมงค์ยาว 130 กิโลเมตร (81 ไมล์) โดยมีหน้าต่างพลาสมาป้องกันการสูญเสียสุญญากาศเมื่อชัตเตอร์เชิงกลของทางออกเปิดชั่วครู่ และดูดอากาศออกด้วย ปั๊ม MHD ( หน้าต่างพลาสมามีขนาดใหญ่กว่าโครงสร้างก่อนหน้านี้ การใช้พลังงานโดยประมาณ 2.5 MW สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตร (9.8 ฟุต)) ^{[ 12 ]} ในการออกแบบอ้างอิง ทางออกอยู่บนพื้นผิวของยอดเขาสูง 6,000 เมตร (20,000 ฟุต) ซึ่งความเร็วในการปล่อย 8.78 กิโลเมตรต่อวินาที (5.46 ไมล์ต่อวินาที) ที่มุม 10 องศา จะนำแคปซูลบรรทุกสินค้าไปยังวงโคจรต่ำของโลกเมื่อรวมกับการเผาไหม้จรวดขนาดเล็กที่ให้ความเร็ว 0.63 กิโลเมตรต่อวินาที (0.39 ไมล์ต่อวินาที) สำหรับการปรับวงโคจรให้เป็นวงกลม ด้วยโบนัสจากการหมุนของโลกหากยิงไปทางทิศตะวันออก ความเร็วที่เพิ่มขึ้นซึ่งสูงกว่าความเร็ววงโคจร ปกติมาก จะชดเชยการสูญเสียระหว่างการขึ้นสู่ที่สูง รวมถึง 0.8 กิโลเมตรต่อวินาที (0.50 ไมล์/วินาที) จาก แรง ต้านของบรรยากาศ^{[ 1 ] [ 13 ]}

ยานขนส่งสินค้าหนัก 40 ตัน เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตร (6 ฟุต 7 นิ้ว) และยาว 13 เมตร (43 ฟุต) จะได้รับผลกระทบจากการผ่านชั้นบรรยากาศในช่วงเวลาสั้นๆ ด้วยค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านอากาศ ที่มีประสิทธิภาพ 0.09 อัตราการลดความเร็วสูงสุดของวัตถุรูปทรงยาวที่ยิงจากภูเขาจะอยู่ที่ 20 g ในทันที แต่จะลดลงครึ่งหนึ่งภายใน 4 วินาทีแรก และลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อมันผ่านเหนือชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ที่เหลืออยู่อย่างรวดเร็ว

ในช่วงเวลาแรกหลังจากออกจากท่อปล่อย อัตราการให้ความร้อนด้วยรูปทรงหัวที่เหมาะสมจะอยู่ที่ประมาณ 30 kW/cm² ^ที่จุดหยุดนิ่งแม้ว่าจะน้อยกว่ามากในส่วนใหญ่ของหัว แต่จะลดลงต่ำกว่า 10 kW/cm² ^{ภายใน}ไม่กี่วินาที^{[ 1 ]} มีการวางแผนการระบายความร้อนด้วยน้ำแบบระเหย ซึ่งใช้น้ำมากถึง ≈ 100 ลิตร/m² ^ต่อ วินาทีใน ช่วงเวลาสั้นๆคำนวณว่าน้ำเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของมวลของกระสุนก็เพียงพอแล้ว^{[ 1 ]}

ท่ออุโมงค์สำหรับ Gen-1 นั้นไม่มีตัวนำยิ่งยวด ไม่ต้องการการระบายความร้อนด้วยความเย็นจัด และไม่มีส่วนใดอยู่ที่ระดับความสูงมากกว่าพื้นผิวพื้นดินในพื้นที่ ยกเว้นการใช้งานSMES ที่เป็นไปได้ ในฐานะวิธีการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดจะอยู่บนยานอวกาศที่กำลังเคลื่อนที่เท่านั้น โดยเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าเข้าไปในห่วงอะลูมิเนียมราคาไม่แพงบนผนังอุโมงค์เร่งความเร็ว ทำให้ยานลอยตัวด้วยระยะห่าง 10 เซนติเมตร ในขณะเดียวกัน ห่วงอะลูมิเนียมชุดที่สองบนผนังจะนำกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อเร่งความเร็วของยาน: มอเตอร์ซิ งโครนัสเชิงเส้น^{[ 1 ]}

พาวเวลล์คาดการณ์ค่าใช้จ่ายทั้งหมด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นค่าใช้จ่ายด้านฮาร์ดแวร์ อยู่ที่ 43 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมของน้ำหนักบรรทุก โดยมีการปล่อยน้ำหนักบรรทุก 35 ตันมากกว่า 10 ครั้งต่อวัน ซึ่งแตกต่างจากราคาการปล่อยจรวดไปยังวงโคจรต่ำของโลกในขณะนั้น ที่ 10,000 ถึง 25,000 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ^{[ 14 ]}ค่าใช้จ่ายโดยประมาณของพลังงานไฟฟ้าเพื่อให้ได้ความเร็วของวงโคจรต่ำของโลกนั้นต่ำกว่า 1 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมของน้ำหนักบรรทุก: ค่าไฟฟ้าอุตสาหกรรมในปัจจุบัน 6 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงพลังงานจลน์ในการปล่อย 8.78 กิโลเมตรต่อวินาที (5.46 ไมล์/วินาที) เท่ากับ 38.5 เมกะจูลต่อกิโลกรัม และน้ำหนักบรรทุก 87.5% ของมวลทั้งหมด ถูกเร่งความเร็วด้วยประสิทธิภาพสูงโดยมอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้นนี้^{[ 1 ] [ 15 ]}

StarTram รุ่นที่ 2 ถูกออกแบบมาสำหรับแคปซูลที่มีลูกเรือที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยตั้งใจให้มีแรง G ต่ำ ความเร่ง 2 ถึง 3 gในท่อปล่อย และทางออกที่ยกสูงขึ้นที่ระดับความสูงมาก (22 กิโลเมตร (14 ไมล์)) ซึ่งทำให้การลดความเร็วทางอากาศพลศาสตร์สูงสุดอยู่ที่ประมาณ 1g ^{[ 1 ]} แม้ว่านักบินทดสอบของ NASA จะรับมือกับ แรง Gที่มากกว่านั้นหลายเท่า^{[ 17 ]}แต่ความเร่งต่ำนั้นมีจุดประสงค์เพื่อให้ประชาชนทั่วไปสามารถเข้าถึงได้ในวงกว้างที่สุด

ด้วยอัตราเร่งที่ค่อนข้างช้าเช่นนี้ ระบบ Gen-2 จึงต้องการความยาว 1,000 ถึง 1,500 กิโลเมตร (620 ถึง 930 ไมล์) ค่าใช้จ่ายสำหรับส่วนใหญ่ของท่อที่ไม่ยกสูงนั้นคาดว่าจะอยู่ที่หลายสิบล้านดอลลาร์ต่อกิโลเมตร ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนที่ค่อนข้างใกล้เคียงกับค่าใช้จ่ายต่อหน่วยความยาวของส่วนการขุดอุโมงค์ของ โครงการ Superconducting Super Collider เดิม (เดิมทีวางแผนไว้ว่าจะขุดอุโมงค์สุญญากาศขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เมตร (16 ฟุต) ยาว 72 กิโลเมตร (45 ไมล์) ด้วยงบประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์) หรือกับเส้นทางรถไฟแม่เหล็ก บางสายที่มีอยู่ ซึ่งระบบ Maglev 2000 ของ Powellอ้างว่ามีนวัตกรรมที่ช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก^{[ 1 ]}พื้นที่ในทวีปแอนตาร์กติกาที่ระดับความสูง 3 กิโลเมตร (9,800 ฟุต) เหนือระดับน้ำทะเลเป็นหนึ่งในตัวเลือกสถานที่ตั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากแผ่นน้ำแข็งนั้นถือว่าค่อนข้างง่ายต่อการขุดอุโมงค์ผ่าน^{[ 18 ]}

สำหรับส่วนปลายที่ยกสูงขึ้น การออกแบบพิจารณาว่าการลอยตัวด้วยแม่เหล็กนั้นมีราคาถูกกว่าเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นในการยกท่อปล่อยของเครื่องขับมวล (บอลลูนที่ผูกติด^{[ 19 ]}โครงสร้างขนาด ใหญ่ที่ทำ จากวัสดุการบินและอวกาศแบบอัดหรือพองตัว) ^{[ 20 ]} กระแสไฟฟ้า 280 เมกะแอมป์ในสายเคเบิลภาคพื้นดินสร้างสนามแม่เหล็กที่มีความแรง 30 เกาส์ที่ระดับความสูง 22 กิโลเมตร (72,000 ฟุต) เหนือระดับน้ำทะเล (น้อยกว่าเล็กน้อยเหนือภูมิประเทศในท้องถิ่นขึ้นอยู่กับการเลือกสถานที่) ในขณะที่สายเคเบิลบนส่วนปลายที่ยกสูงขึ้นของท่อมีกระแสไฟฟ้า 14 เมกะแอมป์ในทิศทางตรงกันข้าม ทำให้เกิดแรงผลัก 4 ตันต่อเมตร มีการอ้างว่าสิ่งนี้จะทำให้โครงสร้าง 2 ตัน/เมตร กดขึ้นอย่างแข็งแรงบนเชือกที่ทำมุม ซึ่งเป็นโครงสร้างรับแรงดึงขนาดใหญ่^{[ 3 ]}ในตัวอย่างของ ตัวนำยิ่งยวด ไนโอเบียม-ไทเทเนียมที่รับกระแสไฟฟ้า 2 × 10 ⁵แอมป์ต่อ cm² ^{แพลตฟอร์ม}ลอยตัวจะมีสายเคเบิล 7 เส้น แต่ละเส้นมีพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ 23 cm² ⁽ 3.6 ตารางนิ้ว) เมื่อรวมตัวกันสั่นทองแดงด้วย^{[ 4 ​​]}

ทางเลือกอีกทางหนึ่งคือ รุ่นที่ 1.5 ซึ่งจะปล่อยยานอวกาศโดยสารด้วย ความเร็ว 4 กิโลเมตรต่อวินาที (2.5 ไมล์ต่อวินาที) จากยอดเขาที่ความสูงประมาณ 6,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล โดยผ่าน อุโมงค์ยาว ประมาณ 270 กิโลเมตร (170 ไมล์) และเร่งความเร็วที่ประมาณ 3 g

แม้ว่าต้นทุนการก่อสร้างจะต่ำกว่ารุ่น Gen-2 แต่ Gen-1.5 จะแตกต่างจาก StarTram รุ่นอื่นๆ ตรงที่ต้องใช้ความเร็ว 4+ กม./วินาที ซึ่งได้มาจากวิธีการอื่นๆ เช่น การขับเคลื่อนด้วยจรวด อย่างไรก็ตาม ลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นของสมการจรวดยังคงทำให้สัดส่วนน้ำหนักบรรทุกสำหรับยานพาหนะดังกล่าวสูงกว่าจรวดทั่วไปที่ไม่ได้อาศัยการปล่อยด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ และยานพาหนะที่มีขีดจำกัดน้ำหนักและความปลอดภัย สูง ควรจะผลิตได้ง่ายกว่าหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายกว่าจรวดปัจจุบันที่มีความเร็ว 8 กิโลเมตรต่อวินาที (5.0 ไมล์/วินาที) ดร. พาวเวลล์กล่าวว่ายานปล่อยในปัจจุบัน "มีระบบที่ซับซ้อนมากมายที่ทำงานใกล้จุดล้มเหลว โดยมีระบบสำรองที่จำกัดมาก" และประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ที่สูงมากเมื่อเทียบกับน้ำหนักเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น (เชื้อเพลิงเองก็คิดเป็นประมาณ1% ของต้นทุนปัจจุบันในการส่งขึ้นสู่วงโคจร ) ^{[ 21 ] [ 22 ]}

อีกทางเลือกหนึ่ง Gen-1.5 อาจถูกรวมเข้ากับ ระบบ ปล่อยยานอวกาศที่ไม่ใช่จรวด อีกระบบหนึ่ง เช่นMomentum Exchange Tetherที่คล้ายกับ แนวคิด HASTOLซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อนำยานที่มีความเร็ว 4 กิโลเมตรต่อวินาที (2.5 ไมล์/วินาที) ขึ้นสู่วงโคจร เนื่องจากสายเคเบิลนั้นอยู่ภายใต้การขยายขนาดแบบเลขชี้กำลังสูงสายเคเบิลดังกล่าวจึงสร้างได้ง่ายกว่ามากโดยใช้เทคโนโลยีปัจจุบันเมื่อเทียบกับสายเคเบิลที่ให้ความเร็ววงโคจรเต็มที่ได้ด้วยตัวเอง^{[ 23 ]}

ความยาวของอุโมงค์ปล่อยจรวดในข้อเสนอนี้สามารถลดลงได้โดยการยอมรับแรงที่มากขึ้นต่อผู้โดยสาร อุโมงค์ที่มีความยาว ประมาณ 50 ถึง 80 กิโลเมตร (31 ถึง 50 ไมล์) จะสร้างแรงประมาณ10-15 g ซึ่งนักบินทดสอบที่มีร่างกายแข็งแรงสามารถทนได้สำเร็จในการทดสอบด้วยเครื่องเหวี่ยง แต่การเร่งความเร็วที่ช้าลงด้วยอุโมงค์ที่ยาวขึ้นจะช่วยลดความต้องการของผู้โดยสารและลดการใช้พลังงานสูงสุด ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการปรับสภาพพลังงานลง^{[ 1 ] [ 17 ] [ 24 ]}

แนวคิดสิ่งอำนวยความสะดวกภาคพื้นดินของ StarTram อ้างว่าสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังจากการปล่อยแต่ละครั้งโดยไม่ต้องบำรุงรักษาอย่างกว้างขวาง เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าซิงโครนัสเชิงเส้น ขนาดใหญ่ ซึ่งจะทำให้ "ความต้องการส่วนใหญ่ในการบรรลุวงโคจรไปอยู่ที่โครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินที่แข็งแกร่ง" ซึ่งตั้งใจให้มีประสิทธิภาพไม่สูงเมื่อเทียบกับข้อกำหนดด้านน้ำหนัก หรือเช่น ต้นทุน น้ำหนักแห้ง ที่บินได้ 25,000 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ของกระสวยอวกาศ [ ^{8 ]}นักออกแบบประเมินต้นทุนการก่อสร้างสำหรับรุ่นที่ 1 ไว้ที่ 19 พันล้านดอลลาร์ และกลายเป็น 67 พันล้านดอลลาร์สำหรับรุ่นที่ 2 ที่สามารถบรรทุกผู้โดยสาร^{ได้[ 1 ]}

การออกแบบทางเลือกของรุ่นที่ 1.5 เช่น ความเร็วในการปล่อย 4 กิโลเมตรต่อวินาที (2.5 ไมล์ต่อวินาที) จะอยู่ระหว่างความเร็ว 8.8 กิโลเมตรต่อวินาที (5.5 ไมล์ต่อวินาที) ของรุ่นที่ 1 และการออกแบบ Maglifter (ซึ่งมีต้นทุนโดยประมาณ 0.2 พันล้านดอลลาร์สำหรับการช่วยปล่อยที่ ความเร็ว 0.3 กิโลเมตรต่อวินาที (0.19 ไมล์ต่อวินาที) ในกรณีของยานพาหนะหนัก 50 ตัน) ^{[ 1 ] [ 25 ]}

เป้าหมายของรุ่นที่ 2 คือ 13,000 ดอลลาร์ต่อคน หากเป็นไปตามที่คาดการณ์ไว้ จะสามารถส่งคนขึ้นสู่วงโคจรได้ถึง 4 ล้านคนต่อทศวรรษต่อโรงงานรุ่นที่ 2 ^{[ 1 ]}

นักวิจัยมองว่าความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสำหรับ Gen-1 คือการจัดเก็บที่ราคาไม่แพงเพียงพอ การจัดส่งที่รวดเร็ว และการจัดการความต้องการด้านพลังงาน^{[ 18 ]}

สำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าที่จำเป็น (ปล่อยออกมาภายใน 30 วินาที โดยเฉลี่ยประมาณ 50 กิกะวัตต์ และสูงสุดประมาณ 100 กิกะวัตต์) คาดว่าต้นทุนของSMES ในระดับที่ผิดปกติเช่นนี้จะอยู่ที่ประมาณหนึ่งดอลลาร์ต่อ กิโลจูลและ 20 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-พีค^{[ 1 ]}ซึ่งจะเป็นนวัตกรรมใหม่ในแง่ของขนาด แต่ต้นทุนที่วางแผนไว้จะไม่แตกต่างจาก ระบบจัดเก็บ พลังงานแบบพัลส์ขนาด เล็กอื่นๆ มากนัก (เช่น ซูเปอร์คาปาซิเตอร์แบบปล่อยประจุเร็วสมัยใหม่ที่ราคาลดลงจาก 151 ดอลลาร์/กิโลจูล เหลือ 2.85 ดอลลาร์/กิโลจูล ระหว่างปี 1998 ถึง 2006 ในขณะที่คาดว่าจะลดลงเหลือหนึ่งดอลลาร์ต่อกิโลจูลในภายหลัง^{[ 26 ]}แบตเตอรี่ตะกั่วกรดซึ่งอาจมีราคา 10 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-พีค เป็นเวลาไม่กี่วินาที หรือแหล่งจ่ายไฟแบบเรลกันคอมพัล เซเตอร์แบบทดลอง ) การศึกษาระบุว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้า MHD แบบพัลส์ อาจเป็นทางเลือกหนึ่ง^{[ 1 ]}

สำหรับ MagLifter บริษัท General Electricประเมินไว้ในปี 1997-2000 ว่าชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพัลส์พลังงานน้ำสามารถผลิตได้ในราคาเทียบเท่า 5.40 ดอลลาร์ต่อกิโลจูลและ 27 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์พีค^{[ 6 ]}สำหรับ StarTram การเลือกออกแบบ SMES เป็นแนวทางที่ดีกว่า (ราคาถูกกว่า) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพัลส์ตามที่ Powell กล่าว^{[ 1 ]}

ต้นทุนการลงทุนที่คาดการณ์ไว้สูงสุดสำหรับ Gen-1 คือการปรับสภาพพลังงาน จากการปล่อยกระแสตรงเริ่มต้นไปเป็นคลื่นกระแสสลับ ซึ่งต้องรับมือกับพลังงานสูงมากเป็นเวลาไม่กี่วินาที สูงถึง 100 กิกะวัตต์ โดยมีต้นทุนที่คาดการณ์ไว้ที่ 100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-พีค^{[ 1 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้งานที่เป็นไปได้อื่นๆ ของ เครื่องยิง ขดลวดที่มีความต้องการอุปกรณ์สวิตช์พลังงานพัลส์ที่ค่อนข้างสูงกว่า (ตัวอย่างเช่น การออกแบบความเร็วหลุดพ้นที่มีความยาว 7.8 กิโลเมตร (4.8 ไมล์) หลังจากที่การศึกษาของ NASA Ames ในปี 1977 ได้กำหนดวิธีการเอาชีวิตรอดจากการผ่านชั้นบรรยากาศจากการปล่อยจากพื้นดิน) ^{[ 27 ]}ซึ่งไม่ได้ใช้เซมิคอนดักเตอร์เสมอไป^{[ 28 ]}ความยาวท่อเร่งความเร็ว 130 กิโลเมตรของ Gen-1 กระจายความต้องการพลังงานขาเข้าออกไปในช่วงเวลาเร่งความเร็วที่ยาวนานขึ้น ทำให้ความต้องการการจัดการพลังงานขาเข้าสูงสุดไม่เกินประมาณ 2 กิกะวัตต์ต่อตันของยานพาหนะ การแลกเปลี่ยนที่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมากขึ้นสำหรับอุโมงค์นั้นเกิดขึ้น แต่คาดว่าอุโมงค์จะมีมูลค่าประมาณ 4.4 พันล้านดอลลาร์ รวมค่าขุด 1,500 ดอลลาร์ต่อลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นเพียงส่วนน้อยของต้นทุนระบบทั้งหมด^{[ 1 ]}

สถิติความเร็วสูงสุดบนพื้นดินในปัจจุบันที่ 2.9 กม./วินาที ได้มาจากการใช้เลื่อนบนรางรถไฟยาว 5 กิโลเมตร ส่วนใหญ่อยู่ในอุโมงค์ที่บรรจุฮีเลียม ในโครงการมูลค่า 20 ล้านดอลลาร์^{[ 29 ]} StarTram รุ่น Gen-1.5 สำหรับการปล่อยยานRLV โดยสาร ด้วยความเร็ว 4 กม./วินาที จากพื้นผิวภูเขา จะมีความเร็วสูงกว่ามากหากใช้ยานที่มีมวลมากกว่า อย่างไรก็ตาม ยานดังกล่าวจะต้องเร่งความเร็วในอุโมงค์สุญญากาศยาวโดยไม่มีแรงต้านอากาศหรือก๊าซ โดยการลอยตัวจะป้องกันการสัมผัสรางด้วยความเร็วสูง และคาดว่าจะต้องใช้เงินทุนสูงกว่าถึง 3 เท่าความท้าทายหลายประการ รวมถึงต้นทุนเงินทุนเริ่มต้นที่สูง จะทับซ้อนกับ Gen-1 แม้ว่าจะไม่มีท่อปล่อยแบบลอยตัวเหมือน Gen-2 ก็ตาม^{[ 1 ]}

Gen-2 นำเสนอความท้าทายพิเศษเพิ่มเติมด้วยท่อปล่อยที่ยกสูงขึ้น ซึ่งทำให้ทั้งตัวรถและส่วนหนึ่งของท่อลอยตัว (ต่างจาก Gen-1 และ Gen-1.5 ซึ่งทำให้ตัวรถลอยตัวเท่านั้น) ณ ปี 2010 ระบบรถไฟแม่เหล็ก ที่ใช้งานได้จริง ทำให้รถไฟลอยตัวได้ประมาณ 15 มิลลิเมตร (0.59 นิ้ว) ^{[ 31 ] [ 32 ]}สำหรับ StarTram เวอร์ชัน Gen-2 จำเป็นต้องทำให้รางลอยตัวเป็นระยะทางถึง 22 กิโลเมตร (72,000 ฟุต) ซึ่งเป็นระยะทางที่มากกว่าเดิมถึง 1.5 ล้านเท่า

แรงระหว่างเส้นนำไฟฟ้าสองเส้นกำหนดโดย( กฎแรงของแอมแปร์ ) โดยที่ F คือแรง คือสภาพซึมผ่านได้คือกระแสไฟฟ้าคือความยาวของเส้น และคือระยะห่างระหว่างเส้น ในการออกแรง 4,000 กก./ม. (8,100 ปอนด์/หลา) ในระยะทาง 20 กิโลเมตร (12 ไมล์) ในอากาศ ( ≈ 1) พื้นดิน ต้องใช้กระแสไฟฟ้า ประมาณ 280 × 10⁶ ^Aหากลอยอยู่ในอากาศ ต้องใช้ กระแสไฟฟ้า ประมาณ 14 × 10⁶ ^A เพื่อเปรียบเทียบ ในฟ้าผ่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 10⁵ ^Aดูคุณสมบัติของฟ้าผ่าแม้ว่าการสูญเสียพลังงานเนื่องจากความต้านทานที่เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำจะเป็นสัดส่วนกับแรงดันตกคร่อม ซึ่งสูงสำหรับการปล่อยประจุฟ้าผ่าหลายล้านโวลต์ในอากาศ แต่ในอุดมคติจะเป็นศูนย์สำหรับตัวนำยิ่งยวด ที่มีความต้านทานเป็น ศูนย์ ${\displaystyle F=(\mu I_{1}I_{2}l)/(2\pi r)}$${\displaystyle \mu =\mu _{0}\mu _{r}}$${\displaystyle I_{1},I_{2}}$${\displaystyle l}$${\displaystyle r}$${\displaystyle \mu _{r}}$${\displaystyle I_{1}}$${\displaystyle I_{2}}$

แม้ว่าประสิทธิภาพของ ตัวนำยิ่งยวด ไนโอเบียม-ไทเทเนียมจะเพียงพอในทางเทคนิค (ความหนาแน่นกระแสวิกฤต 5 × 10 ⁵ A/cm ²ภายใต้เงื่อนไขสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องสำหรับแพลตฟอร์มลอยตัว ซึ่งในทางปฏิบัติคิดเป็น 40% ของค่าดังกล่าวหลังจากปัจจัยด้านความปลอดภัย) ^{[ 4 ]}ความไม่แน่นอนทางเศรษฐศาสตร์รวมถึงสมมติฐานที่มองโลกในแง่ดีมากกว่าสำหรับ Gen-2 ที่ 0.2 ดอลลาร์ต่อ kA-เมตรของตัวนำยิ่งยวด เมื่อเทียบกับ 2 ดอลลาร์ต่อ kA-เมตรที่สมมติไว้สำหรับ Gen-1 (ซึ่ง Gen-1 ไม่มีท่อปล่อยใด ๆ ที่ลอยตัว แต่ใช้สายเคเบิลตัวนำยิ่งยวดสำหรับSMES ขนาดใหญ่ และภายใน ยาน แม่เหล็กที่ปล่อย) ^{[ 1 ]} NbTi เป็นตัวเลือกการออกแบบภายใต้ขนาดเศรษฐกิจที่มีอยู่สำหรับการระบายความร้อน เนื่องจากปัจจุบันมีราคา 1 ดอลลาร์ต่อ kA-เมตร ในขณะที่ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงยังคงมีราคาสูงกว่ามากสำหรับตัวนำเองต่อ kA-เมตร^{[ 33 ]}

หากพิจารณาการออกแบบที่มีอัตราเร่งสูงถึง 10 g (ซึ่งสูงกว่าอัตราเร่งการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของApollo 16 ) ^{[ 34 ]}เส้นทางทั้งหมดจะต้องมีความยาวอย่างน้อย 326 กิโลเมตร (203 ไมล์) สำหรับระบบ Gen-2 รุ่นสำหรับผู้โดยสาร ความยาวดังกล่าวทำให้สามารถใช้การประมาณค่าสำหรับเส้นอนันต์เพื่อคำนวณแรงได้ การคำนวณข้างต้นละเลยข้อเท็จจริงที่ว่ามีเพียงส่วนสุดท้ายของเส้นทางเท่านั้นที่ลอยอยู่ แต่การคำนวณที่ซับซ้อนกว่าจะเปลี่ยนผลลัพธ์สำหรับแรงต่อหน่วยความยาวเพียง 10-20% เท่านั้น (f _gl = 0.8 ถึง 0.9 แทนที่จะเป็น 1) ^{[ 4 ]}

นักวิจัยเองไม่คิดว่าจะมีข้อสงสัยใด ๆ ว่าการลอยตัวจะทำงานได้หรือไม่ในแง่ของแรงที่กระทำ (ผลสืบเนื่องมาจากกฎแรงของแอมแปร์) แต่เห็นว่าความท้าทายหลักคือความซับซ้อนทางวิศวกรรมในทางปฏิบัติของการสร้างท่อ^{[ 18 ]}ในขณะที่ส่วนสำคัญของการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมมุ่งเน้นไปที่การจัดการการโค้งงอที่เกิดจากลม^{[ 4 ]}โครงสร้างที่ใช้งานอยู่นั้นคำนวณว่าจะโค้งงอเพียงเศษส่วนของเมตรต่อกิโลเมตรภายใต้ลมในอากาศที่เบาบางมากที่ระดับความสูง ซึ่งเป็นความโค้งเล็กน้อยที่ในทางทฤษฎีสามารถจัดการได้ด้วยลูปนำทาง โดยมีแรงลอยตัวสุทธิที่มากกว่าน้ำหนักของโครงสร้างเกินกว่าแรงลมมากกว่า 200 เท่าเพื่อให้สายยึดตึง และด้วยความช่วยเหลือของสายยึดควบคุมที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์^{[ 4 ]}

• การปล่อยจรวดขึ้นสู่อวกาศ
• การปล่อยจรวดเลื่อน
• แวกเทรน
• สถานีแพลตฟอร์มระดับความสูงในฐานะท่าอวกาศ
• หอคอย ThothX

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับสตาร์แทรม

• หน้าแรกของ Startram