Какво ще кажете за „човека“ в тръбната система за транспортиране на хора?

Hyperloop се превръща в реалност; въпросът е не толкова колко бързо може да се движи, а повече дали искаме да се возим на него. 

Хипотетичен разговор за Деня на благодарността, октомври 2020 г.: 

„И така, мислиш ли, че мама ще го направи за вечеря?“ 

„Тя казва, че има неща за вършене и може да не стигне навреме…“ 

„Хайде, Монреал е само на половин час път…“ 

„Да, но ти я познаваш – мисля, че тя би предпочела да поеме по дългия път тук…“ 

"Какво? шофиране?? В този ден и възраст? Кажете й просто да се качи на Hyperloop!“ 

Въпреки че концепцията за тръбна транспортна система покълва от доста време, тя отне статус на техногик-знаменитост на един Илон Мъск за генериране на текущ интерес. Неговата бяла книга от 2013 г. очертава визията му за променяща правилата транспортна система от Ел Ей до Сан Франциско, която е бърза, безопасна, евтина и екологична (и по пътя умело превръща тромавия термин „човешки вакуумно-тръбен транспорт“ в елегантно- и може би търговска марка...“Hyperloop"). 

Множество университети, изследователски организации и технологични корпорации са участвали в изпитанията с отворен код, надпреварвайки се да измислят най-добрия работещ прототип. Корпорациите са създадени с надеждата да си партнират с правителствата или частния сектор при разработването на тези системи на различни места.     

И докато все още съществуват препятствия по отношение на дизайна и интегрирането в работеща система за обществен транспорт, има разбираемо голямо очакване в един потенциално революционен начин на транспортиране. Обществеността беше запленена от видения за свистене през градове и континенти, противопоставяйки се на география и време, и то за нула време. 

Канада хвърли своята технологична шапка на ринга, с любезното съдействие на TransPod, компания, базирана в Торонто, която обещава да има готов дизайн и да работи още през 2020 г. TransPod предвижда коридор Торонто-Монреал, който съкращава 5-часовото пътуване (или превоз на товари) до 30-минутно пътуване.     

Диана Лай е директор по комуникациите на TransPod и тя обяснява защо тяхната компания вижда необходимостта от въвеждане на нова форма на транспорт. 

„Искаме да свържем хората, градовете и бизнеса с устойчив и високоскоростен транспорт, който може да преосмисли начина, по който живеем и работим“, казва г-жа Лай. „Чрез свиване на разстоянията можем да увеличим обмена на хора и стоки, да увеличим максимално ефективността за бизнеси като товарен транспорт и да създадем възможности за градски растеж.“ 

Освен в Северна Америка, проекти се обсъждат по целия свят: Скандинавия, Северна Европа, Русия и държавите от Персийския залив проявяват интерес към подобни начинания, признавайки, че наистина може да има обещание в нова транспортна система, която е по-бърза, по-икономична жизнеспособни и по-малко облагащи околната среда. 

Тъй като науката е наистина секси (Левитиращи магнити! Пътуване през вакуум без триене! Скорости до 1000 км/ч!), голяма част от шума (предназначен за игра на думи) е в разработването на тези технологии: какъв дизайн може да направи концепцията възможно най-бързо, през най-добре изградения тунел, използвайки най-чистия източник на енергия? 

Но преди да приемем Hyperloop като система за масов транспорт, трябва да отговорим фундаментално на въпросите, че никоя технология не може да въведе иновация или нито един дизайн не може да преодолее – предполагаемият човешки пътник. По същество:  

Можем ли да караме нещо с толкова голяма скорост? И може би по-важното: бихме ли искали? 

Hyperloop с един поглед 

•Технология, подобна на MagLev влакове, използва се за спиране и преместване на капсулите по релсата на тръбата, ускорявайки или забавяйки в компютърно контролирани изблици 

• „Зелени“ източници на енергия, като слънчеви клетки, генерират движение на капсулата, както и поддържане на живота и осветление 

•Предложени маршрути: LA-Сан Франциско, LA-Лас Вегас, Париж-Амстердам, Торонто-Монреал, Стокхолм-Хелзинки, Абу Даби-Дубай, Русия-Китай 

•Очаквани разходи: от $7 милиарда (оценка на Илон Мъск) до $100 милиарда (NY Times прогноза за 2013 г.) 

 Това, което е добро за Rollercoaster, е лошо за Hyperloop 

Както всеки, който се е качвал на влакче в увеселителен парк, може да потвърди, че не скоростта доставя вълнението, а внезапните промени в скоростта или посоката. Така че за Hyperloop грижата за пътниците не е как могат да понасят максималните скорости, след като са на борда, а как ще управляват силите, участващи в ускорението, забавянето и промените в посоката. Трябва да обърнем внимание на тези бързи промени, защото, за да постигне такива скорости, пътникът трябва да ги изтърпи в размери, много по-драстични от тези, които се усещат при вълнуващите разходки в увеселителния парк.  

Обичайният начин за ускоряване или забавяне е да го направите с едно, масивно натискане, подобно на натискане на педала на газта или натискане на спирачките. За да достигнат необходимите скорости на евакуация, астронавтите изпитват около 3g (три пъти земната гравитация) по време на изстрелвания; пилотите на изтребители може да трябва да издържат на моментните ефекти от до 9 g при бързи изкачвания или гмуркания – ефектите от които могат да надхвърлят простото посягане към чантата. Известно е, че пилоти или астронавти, които са във върхова физическа кондиция, губят съзнание при тези условия на повишено налягане – какво да кажем за средния пътник тогава? 

Кевин Шумейкър, професор в Западния университет, е направил обширни изследвания върху притока на кръв от сърцето и към мозъка и по-специално как силите на ускоряване и забавяне могат да им повлияят. Той е съгласен, че въпреки че ще има физиологични проблеми, те не са непреодолими. 

„Повечето човешки същества могат да понасят сили до 2g“, казва д-р Шумейкър. „За да се справим с потенциалните проблеми на линейното ускорение, не е нужно да караме всеки пътник да носи G-костюми на пилот на изтребител. Ако ги държим седнали с лице в посока на пистата, например, може да сведем до минимум ефектите от линейното ускорение.“ 

Решението, което дизайнерите на TransPod предвиждат да разпределят тези интервали по целия маршрут, е, например, насочване към „избухвания“ на ускорение от около 0.1 g, подобно на това, което бихме почувствали в ускоряващо метро. Чрез леко натискане на газта или спирачката се надяваме, че подобно на излитането и кацането на самолети, тези промени ще бъдат сведени до минимум до приемливи нива. 

Всъщност всяко отклонение от права линия би имало много по-голям ефект върху пътника. Наричани от физиците като ъглов импулс, това са силите, които отново правят завоите във влакчетата вълнуващи; дори и тези, които не търсят силни усещания, изпитват това, когато преминават през остър завой. Следователно всяко отклонение в посоката може да накара водача на метрото да загуби равновесие; например превозни средства с висок център на тежестта могат дори да се преобърнат. 

Съвременните високоскоростни влакове имат механизъм за накланяне (или накланяне), при който инерционните сили се смекчават чрез накланяне по посока на кривата. Подобно на велосипедист, който се накланя по време на завой или надморска височина от външната страна на автомобилна писта, това до известна степен противодейства на тези ротационни сили. TransPod е включил спецификации за самонаклоняване в своите прототипи за справяне със страничното ускорение. Но дори и с тези механизми, г-жа Лай признава, че отклонението от теоретичната права линия – и ефектите от ъгловия импулс – ще повлияе на скоростите, с които ще работят техните проекти.  

„Не искаме да надхвърлим 0.4 g странично ускорение и тъй като географията ще диктува всяка кривина на пистата, ще трябва да коригираме скоростите си съответно.“ 

Може да е безопасно, но ще бъде ли удобно? 

Преодоляването на тези проблеми по същество е само началото; защото за да се счита нещо наистина за масов транспорт, то трябва да бъде не само безопасно, но и удобно - не само за пътуващия по работа, но и за бабата, малкото дете или някой, който може би има медицинско състояние. Не всеки ще кара нещо просто защото е бързо, особено ако компромисът е грубо или неудобно пътуване.  

Дизайнерите от TransPod са включили ергономичност в своите дизайнерски модели и прототипи, защото осъзнават, че спокойният и достъпен начин на мислене за пътуване е от съществено значение за хората, които искат да опитат нещо ново. 

„Това е едно от нашите ключови съображения в TransPod“, казва г-жа Лай. „Нашият дизайн гарантира, че пътуването ще бъде още по-удобно от това, което изпитвате в самолет или влак. Ние интегрираме някои ключови елементи в нашата система за левитация, за да се справим с количеството вибрации, с които тази нова система ще се сблъска при висока скорост.“  

Ергономичният дизайн може да надхвърли просто създаването на удобни места за сядане. Професор Алън Салмони предполага, че тъй като имаме работа с нова парадигма по отношение на високи скорости и сили, може да се наложи да преразгледаме възможните ефекти от повтарящи се движения и вибриращи честоти, или от движението на пътническия автомобил, или от механизмите и двигателите, които захранват то. 

„При тези скорости имаме ограничени проучвания за неща, които сега приемаме за даденост, като вибрационните ефекти, независимо дали в краткосрочен или дългосрочен план върху човешкото тяло“, обяснява д-р Салмони. „Въпреки че ефектите наистина са незначителни за пътниците, возещи се във влаковете-стрели, например, ние не сме сигурни за тези ефекти при много по-високи скорости или дали има по-интензивни вибрационни честоти, засягащи човешкото тяло.“ 

„Особено ако има скрито медицинско състояние, като отслабени кръвоносни съдове, или ако човекът е предразположен към отлепване на ретината... биха ли били изложени на по-висок риск? Честно казано не мога да кажа.” 

Д-р Шумейкър се съгласява и предлага медицински разрешения, получени преди пътуване със самолет, да се изискват и за предполагаемия пътник на Hyperloop. Всъщност той вижда продължаващото развитие на Hyperloop като област за развитие на неговите изследователски интереси. 

„Бих се радвал да се кача доброволно на една от тези (капсули) и да донеса всичките си инструменти и да направя измервания как човешкото тяло ще реагира на тези внезапни промени в скоростта или посоката.“ 

Дори и да искаме да го караме, ще бъде ли построен? 

Докато някои икономически прогнози обещават, че Hyperloop ще бъде по-евтин в дългосрочен план, инвестицията в инфраструктурата ще означава вливане на огромни количества капитал. Прогнозите варират значително, тъй като изчисленията ще трябва да включват разходите извън изграждането на пистата, например земята трябва да бъде присвоена за системата и трябва да се консултират с градоустройствените къде да бъдат инсталирани станциите. И за да превърнат системи като Hyperloop в реалност, правителствата и общностите трябва да бъдат напълно ангажирани с тяхното развитие. 

Компании като TransPod разпознават и разбират отношението „изчакайте и вижте“, което преобладава сред потенциалните заинтересовани страни, особено с технологии, които са иновативни, разрушителни и разбира се скъпи. Поради това TransPod участва в дискусии с правителствата относно най-добрия подход за внедряване на тази система, въз основа на техните предполагаеми нужди.    

Едно първоначално приложение например е за товарен транспорт. Това не само ще подчертае икономическите ползи от транспортирането на стоки с много по-бързи темпове, но също така може да започне да запознава обществеността със системата и да подпомогне прехода към евентуално качване на пътници на борда.