Entä "ihminen" ihmisen kuljetusputkijärjestelmässä?

Hyperloopista on tulossa todellisuutta; kysymys on vähemmän siitä, kuinka nopeasti se voi mennä, vaan enemmän siitä, haluammeko ajaa sillä. 

Hypoteettinen kiitospäivän keskustelu, lokakuu 2020: 

"Joten, luuletko, että äiti tekee sen illalliseksi?" 

"Hän sanoo, että hänellä on tekemistä, eikä hän ehkä pääse tänne ajoissa..." 

“No, Montreal on vain puolen tunnin päässä…” 

"Joo, mutta sinä tunnet hänet - luulen, että hän mieluummin kulkee pitkän matkan tänne..." 

"Mitä? Ajaa?? tänä päivänä ja iässä? Käske häntä vain hyppäämään Hyperloopiin!" 

Vaikka putkikuljetusjärjestelmän konsepti on itänyt jo jonkin aikaa, se vei yhden Elon Muskin teknogeek-julkkisstatus nykyisen kiinnostuksen herättämiseksi. Hänen vuoden 2013 valkoisessa kirjassaan hahmoteltiin hänen näkemyksensä pelin muuttavasta kuljetusjärjestelmästä LA:sta San Franciscoon, joka on nopea, turvallinen, halpa ja ympäristöystävällinen (ja matkan varrella muuttaen älykkäästi kömpelön termin "Human Vacuum Tube Transport" elegantiksi - ja ehkä tavaramerkki--"Hyperloop"). 

Lukuisat yliopistot, tutkimusyksiköt ja teknologiayritykset ovat osallistuneet avoimen lähdekoodin kokeiluihin ja pyrkineet löytämään parhaan toimivan prototyypin. Yrityksiä on perustettu siinä toivossa, että ne voisivat tehdä yhteistyötä hallitusten tai yksityisen sektorin kanssa näiden järjestelmien kehittämisessä eri alueilla.     

Ja vaikka suunnittelussa ja toimivaan joukkoliikennejärjestelmään integroinnissa on edelleen esteitä, potentiaalisesti vallankumouksellista liikennemuotoa odotetaan ymmärrettävästi paljon. Yleisö on ihastunut visioihin, joissa huijataan yli kaupunkien ja maanosien, maantieteellistä ja säätä uhmaamatta, ja aivan hetkessä. 

Kanada on heittänyt teknologiahattunsa kehään, kiitos TransPod, torontolainen yritys, joka lupaa ottaa suunnittelun käyttöön jo vuonna 2020. TransPod suunnittelee Toronto-Montreal-käytävää, joka leikkaa 5 tunnin työmatkan (tai rahtikuljetuksen) 30 minuutin matkaksi.     

Dianna Lai on TransPodin viestintäjohtaja, ja hän selittää, miksi heidän yrityksensä näkee tarpeen ottaa käyttöön uusi kuljetusmuoto. 

"Haluamme yhdistää ihmiset, kaupungit ja yritykset kestävällä ja nopealla liikenteellä, joka voi kuvitella uudelleen tapamme elää ja työskennellä", Lai sanoo. "Etäisyyksiä lyhentämällä voimme lisätä ihmisten ja tavaroiden vaihtoa, maksimoida rahtiliikenteen kaltaisten yritysten tehokkuutta ja luoda mahdollisuuksia kaupunkien kasvulle." 

Pohjois-Amerikan lisäksi projekteista keskustellaan kaikkialla maailmassa: Skandinavia, Pohjois-Eurooppa, Venäjä ja Persianlahden maat ovat kaikki osoittaneet kiinnostusta vastaaviin hankkeisiin ja tiedostavat, että uudessa kuljetusjärjestelmässä, joka on nopeampi ja taloudellisempi, voi todellakin olla lupauksia. elinkelpoinen ja vähemmän ympäristöä kuormittava. 

Koska tiede on todella seksikästä (Levitoivat magneetit! Matkusta kitkattoman tyhjiön läpi! Nopeudet jopa 1000 km/h!), suuri osa hypetystä (tarkoitettuna) on ollut näiden tekniikoiden kehittämisessä: mikä muotoilu voi saada konseptin toimimaan. mahdollisimman nopeasti, parhaiten rakennetun tunnelin läpi puhtainta voimanlähdettä käyttäen? 

Mutta ennen kuin hyväksymme Hyperloopin joukkoliikennejärjestelmäksi, meidän on pohjimmiltaan vastattava kysymyksiin, joita mikään teknologia ei voi innovoida tai mikään suunnittelu ei voi voittaa - oletettu ihmismatkustaja. Pohjimmiltaan:  

Voimmeko ajaa jollain näin suurella nopeudella? Ja ehkä vielä tärkeämpää: haluaisimmeko? 

Hyperloop yhdellä silmäyksellä 

• Samanlainen tekniikka kuin magneettijunalinjaan junat, käytetään ripustamaan ja liikuttamaan tyynyjä pitkin putkea, mikä nopeuttaa tai hidastaa tietokoneohjattuja purskeita 

• "Vihreät" voimanlähteet, kuten aurinkokennot, tuottavat kotelon liikettä sekä elinvoimaa ja valaistusta 

•Ehdotetut reitit: LA-San Francisco, LA- Las Vegas, Pariisi-Amsterdam, Toronto-Montreal, Tukholma-Helsinki, Abu Dhabi-Dubai, Venäjä-Kiina 

•Arvioidut kustannukset: 7 miljardista dollarista (Elon Muskin arvio) 100 miljardiin dollariin (NY Times 2013 -arvio) 

 Mikä on hyvää vuoristoradalle, on huonoa Hyperloopille 

Kuten jokainen vuoristoradalla mennyt voi todistaa, jännitystä ei synny nopeus, vaan äkilliset nopeuden tai suunnan muutokset. Joten Hyperloopin kannalta matkustajien huolenaihe ei ole siitä, kuinka he voivat sietää maksiminopeudet kyytiin noustuaan, vaan siitä, kuinka he hallitsevat kiihtyvyyteen, hidastumiseen ja suunnan muutoksiin liittyvät voimat. Meidän on puututtava näihin nopeisiin muutoksiin, koska saavuttaakseen tällaisten nopeuksien matkustajan on kestettävä ne paljon voimakkaammin kuin huvipuistojen jännitysajeluissa.  

Tavallinen tapa kiihdyttää tai hidastaa on tehdä se yhdellä, massiivisella painalluksella, aivan kuten kaasupolkimen lattialla tai jarrujen painalluksella. Vaadittujen pakonopeuksien saavuttamiseksi astronautit kokevat laukaisujen aikana noin 3 g:n (kolme kertaa maan painovoiman); hävittäjälentäjät saattavat joutua kestämään jopa 9 g:n hetkellisiä vaikutuksia nopeissa nousuissa tai sukelluksissa – joiden vaikutukset voivat olla paljon muutakin kuin pelkkä pussin kurkottaminen. Huippukunnossa olevien lentäjien tai astronautien tiedetään tummuvan näissä vahvistetuissa paineolosuhteissa – entä sitten keskivertotyöntekijä? 

Kevin ShoemakerLänsi-yliopiston professori on tehnyt laajoja tutkimuksia veren virtauksesta sydämestä ja aivoihin ja erityisesti siitä, miten kiihtyvyys- ja hidastusvoimat voivat vaikuttaa niihin. Hän on samaa mieltä siitä, että vaikka fysiologisia ongelmia on, ne eivät ole ylitsepääsemättömiä. 

"Useimmat ihmiset voivat sietää jopa 2 gramman voimia", tohtori Shoemaker sanoo. "Lineaarikiihtyvyyden mahdollisten ongelmien ratkaisemiseksi meidän ei tarvitse pakottaa jokaista matkustajaa pukeutumaan hävittäjälentäjän G-pukuihin. Esimerkiksi pitämällä heidät kasvot raiteen suuntaan voidaan minimoida lineaarisen kiihtyvyyden vaikutukset." 

Ratkaisu, jonka TransPod-suunnittelijat haaveilevat näiden välien jakamiseksi koko reitille, on esimerkiksi kohdistaminen noin 0.1 g:n kiihtyvyys'purskeisiin', joka on samanlainen kuin kiihtyvässä metrossa. Napauttamalla kevyesti kaasua tai jarrua toivotaan, että aivan kuten lentokoneiden nousuissa ja laskuissa, nämä muutokset minimoidaan siedettävälle tasolle. 

Itse asiassa se on mikä tahansa poikkeama suorasta, jolla olisi paljon suurempi vaikutus matkustajaan. Fyysikot kutsuvat niitä kulmamomentiksi. Nämä ovat voimia, jotka taas tekevät vuoristoratojen käänteistä jännittäviä; jopa ei-kiinnostavat kokevat tämän neuvotellessaan jyrkän kaarteen. Mikä tahansa suunnan poikkeama voi siksi saada metron kuljettajan menettämään tasapainonsa; esimerkiksi ajoneuvot, joiden painopiste on korkea, voivat jopa kaatua. 

Nykyisissä suurnopeusjunissa on kallistus (tai kallistus) mekanismi, jossa inertiavoimia lievennetään kallistumalla käyrän suuntaan. Kuten pyöräilijä, joka poikkeaa käännöksen tai autokilparadan ulkoosan nousun aikana, tämä vastustaa jossain määrin näitä pyörimisvoimia. TransPod on sisällyttänyt prototyyppeihinsä itsekantavia spesifikaatioita sivuttaiskiihtyvyyden käsittelemiseksi. Mutta myös näillä mekanismeilla Lai myöntää, että teoreettisesta suorasta poikkeaminen – ja kulmamomentin vaikutukset – vaikuttavat nopeuksiin, joilla niiden suunnitelmat toimivat.  

"Emme halua ylittää 0.4 g:n sivukiihtyvyyttä, ja koska maantiede sanelee kaikki radan kaarteet, meidän on säädettävä nopeuksiamme sen mukaisesti." 

Se voi olla turvallista, mutta onko se mukavaa? 

Näiden ongelmien ratkaiseminen on pohjimmiltaan vasta alkua; koska jotta jotain todella katsottaisiin joukkoliikenteeksi, sen pitäisi olla paitsi turvallista myös mukavaa - ei vain liikematkustajalle, vaan myös isoäidille, taaperolle tai kenties sairaalle. Kaikki eivät aja jollain vain siksi, että se on nopea, varsinkin jos kompromissi on karkea tai epämukava työmatka.  

TransPodin suunnittelijat ovat sisällyttäneet ergonomian suunnittelumalleihinsa ja prototyyppeihinsä, koska he ymmärtävät, että rento ja helppokäyttöinen työmatkaajattelu on välttämätöntä ihmisille, jotka haluavat kokeilla jotain uutta. 

"Tämä on yksi tärkeimmistä näkökohdistamme TransPodissa", Lai sanoo. ”Suunnittelumme varmistaa, että ajaminen on vielä mukavampaa kuin lentokoneessa tai junassa. Integroimme joitakin avainelementtejä levitaatiojärjestelmäämme, jotta voimme käsitellä tämän uuden järjestelmän suurella nopeudella kohtaaman tärinän määrän."  

Ergonominen muotoilu voi olla muutakin kuin mukavan istuimen luominen. Professori Alan Salmoni olettaa, että koska kyseessä on uusi paradigma suurten nopeuksien ja voimien suhteen, meidän on ehkä tarkasteltava uudelleen toistuvien liikkeen ja värähtelytaajuuksien mahdollisia vaikutuksia joko henkilöauton liikkeestä tai mekanismeista ja moottoreista. se. 

"Näillä nopeuksilla meillä on rajoitetusti tutkimuksia asioista, joita pidämme nykyään itsestäänselvyytenä, kuten värähtelyvaikutuksista, joko lyhyellä tai pitkällä aikavälillä ihmiskehoon", tohtori Salmoni selittää. "Nyt vaikka vaikutukset ovat todella mitättömiä esimerkiksi luotijunissa ajaville matkustajille, emme ole varmoja näistä vaikutuksista paljon suuremmilla nopeuksilla tai siitä, onko ihmiskehoon vaikuttavia voimakkaampia värähtelytaajuuksia." 

"Varsinkin jos kyseessä on piilotettu sairaus, kuten verisuonten heikkeneminen, tai jos henkilö on altis verkkokalvon irtoamiselle… olisiko hänellä suurempi riski? En rehellisesti sanottuna osaa sanoa." 

Tohtori Shoemaker on samaa mieltä ja ehdottaa, että ennen lentomatkaa hankitut lääkärintodistukset vaadittaisiin myös oletettavalta Hyperloop-matkustajalta. Itse asiassa hän näkee Hyperloopin jatkuvan kehittämisen alueena, joka edistää tutkimusintressiään. 

"Haluaisin vapaaehtoisena päästä johonkin näistä (podista) ja tuoda kaikki instrumenttini ja tehdä mittauksia siitä, kuinka ihmiskeho reagoi näihin äkillisiin nopeuden tai suunnan muutoksiin." 

Vaikka haluaisimme ratsastaa sillä, rakennetaanko se? 

Vaikka jotkin taloudelliset ennusteet lupaavat Hyperloopin olevan halvempi pitkällä aikavälillä, infrastruktuuriin investoiminen merkitsee valtavien pääomamäärien infuusiota. Arviot vaihtelevat hurjasti, koska laskelmissa olisi otettava huomioon radan rakentamisen ulkopuoliset kustannukset, esimerkiksi maa-alue on varattava järjestelmään ja kaupunkisuunnittelijoita on kuultava siitä, mihin asemat tulisi asentaa. Hyperloopin kaltaisten järjestelmien toteuttamiseksi hallitusten ja yhteisöjen on oltava täysin sitoutuneita niiden kehittämiseen. 

TransPodin kaltaiset yritykset tunnistavat ja ymmärtävät "odota ja katso" -asenteen, joka on vallitseva mahdollisten sidosryhmien keskuudessa, erityisesti teknologioiden, jotka ovat innovatiivisia, häiritseviä ja tietysti kalliita. Tämän vuoksi TransPod on käynyt keskusteluja hallitusten kanssa parhaista lähestymistavasta tämän järjestelmän toteuttamiseksi niiden havaittujen tarpeiden perusteella.    

Yksi ensimmäinen sovellus on esimerkiksi tavarankuljetus. Tämä ei ainoastaan ​​tuo esiin taloudellisia hyötyjä tavaroiden kuljettamisesta paljon nopeammin, vaan se voi myös alkaa tutustuttaa yleisöä järjestelmään ja auttaa siirtymään lopulta matkustajien kyytiin.