מה לגבי "האדם" במערכת צינורות ההובלה האנושית?

Hyperloop הופך למציאות; השאלה היא פחות על כמה מהר זה יכול לעבור, ויותר על אם אנחנו רוצים לרכוב עליו. 

שיחת חג ההודיה היפותטית, אוקטובר 2020: 

"אז אתה חושב שאמא תכין את זה לארוחת ערב?" 

"היא אומרת שיש לה דברים לעשות, ואולי לא תגיע לכאן בזמן..." 

"קדימה, מונטריאול נמצאת רק חצי שעה משם..." 

"כן אבל אתה מכיר אותה - אני חושב שהיא מעדיפה לקחת את הדרך הארוכה לכאן..." 

"מה? נהיגה?? ביום ובגיל הזה? תגיד לה פשוט להיכנס להיפרלופ!" 

בעוד שהרעיון של מערכת הובלת צינורות נובט כבר די הרבה זמן, זה לקח את זה סטטוס טכנוגייק-סלבריטאי של אילון מאסק אחד לייצר ריבית שוטפת. הספר הלבן שלו משנת 2013 התווה את החזון שלו למערכת תחבורה משנה משחק מלוס אנג'לס לסן פרנסיסקו, שהיתה מהירה, בטוחה, זולה וידידותית לסביבה (ולאורך הדרך הפכה במתבונה את המונח המגושם "הומנית ואקום צינורות הובלה" לאלגנטי- ואולי ניתן למסחר--"הייפרלופ"). 

אוניברסיטאות רבות, גופי מחקר ותאגידי טכנולוגיה השתתפו בניסויי הקוד הפתוח, במירוץ למצוא את אב הטיפוס העובד הטוב ביותר. תאגידים הוקמו בתקווה לשתף פעולה עם ממשלות או המגזר הפרטי בפיתוח מערכות אלו באזורים שונים.     

ולמרות שעדיין קיימים מכשולים לגבי עיצוב ושילוב במערכת תחבורה ציבורית פעילה, מובן שיש ציפייה גדולה לאמצעי תחבורה שעלול להיות מהפכני. הציבור הוקסם עם חזיונות של צמרמורת על פני ערים ויבשות, התנגדות לגיאוגרפיה ומזג האוויר, ותוך זמן קצר בכלל. 

קנדה זרקה את כובע הטכנולוגיה שלה לזירה, באדיבות TransPod, חברה שבסיסה בטורונטו שמבטיחה שתהיה לה תכנון כבר ב-2020.  TransPod צופה מסדרון טורונטו-מונטריאול שמקצץ את הנסיעה של 5 שעות (או הובלת מטען) לנסיעה של 30 דקות.     

דיאנה לאי היא מנהלת התקשורת של TransPod, והיא מסבירה מדוע החברה שלהם רואה צורך להציג צורת תחבורה חדשה. 

"אנחנו רוצים לחבר אנשים, ערים ועסקים עם תחבורה בת קיימא ומהירה שיכולה לדמיין מחדש את הדרך שבה אנחנו חיים ועובדים", אומרת גב' לאי. "על ידי צמצום המרחקים, נוכל להגדיל את חילופי האנשים והסחורות, למקסם את היעילות לעסקים כמו הובלת מטענים וליצור הזדמנויות לצמיחה עירונית". 

מלבד צפון אמריקה, פרויקטים נידונים בכל רחבי הגלובוס: סקנדינביה, צפון אירופה, רוסיה ומדינות המפרץ כולן מביעות עניין במיזמים דומים, מתוך הכרה בכך שאכן עשויה להיות הבטחה במערכת תחבורה חדשה שהיא מהירה יותר, כלכלית יותר. כדאי ופחות מטילים מס על הסביבה. 

מכיוון שהמדע אכן סקסי (מגנטים מרחפים! סעו בוואקום ללא חיכוכים! מהירויות של עד 1000 קמ"ש!), חלק ניכר מההייפ (משחק מילים) היה בפיתוח הטכנולוגיות הללו: איזה עיצוב יכול לגרום לקונספט ללכת מהר ככל האפשר, דרך המנהרה הבנויה בצורה הטובה ביותר, תוך שימוש במקור הכוח הנקי ביותר? 

אבל לפני שנאמץ את Hyperloop כמערכת תחבורה המונים, עלינו לענות באופן בסיסי על השאלות ששום טכנולוגיה לא יכולה לחדש, או ששום עיצוב לא יכול להתגבר עליהן - הנוסע האנושי המשוער. בעיקרו של דבר:  

האם נוכל לרכוב על משהו בכל כך הרבה מהירות? ואולי יותר חשוב:  האם נרצה? 

היפרלופ במבט חטוף 

•טכנולוגיה דומה ל מגלב רכבות, משמש להשעיה ולהזזת התרמילים לאורך מסלול הטיוב, להאיץ או להאט בפרצים הנשלטים על ידי מחשב 

• מקורות "ירוקים" לכוח, כמו תאים סולאריים, יוצרים תנועת תרמילים כמו גם תמיכת חיים ותאורה 

• מסלולים מוצעים:  LA-San Francisco, LA- לאס וגאס, פריז-אמסטרדם, טורונטו-מונטריאול, שטוקהולם-הלסינקי, אבו דאבי-דובאי, רוסיה -סין 

•עלויות משוערות:  מ $7B (הערכה של אילון מאסק) ועד $100B (אומדן NY Times 2013) 

 מה שטוב לרכבת ההרים הוא רע עבור Hyperloop 

כפי שכל מי שיצא לרכבת הרים יכול להעיד, זו לא המהירות שמספקת את ההתרגשות, אלא השינויים הפתאומיים במהירות או בכיוון. אז עבור Hyperloop, הדאגה של הנוסעים אינה לגבי איך הם יכולים לסבול את המהירויות המקסימליות ברגע שהם עולים על הסיפון, זה הולך להיות איך הם ינהלו את הכוחות המעורבים בהאצה, האטה ושינויי כיוון. אנחנו צריכים לטפל בשינויים המהירים האלה, כי כדי להשיג מהירויות כאלה הנוסע צריך לסבול אותם בסדרי גודל הרבה יותר דרסטיים מאלה שמורגשים ברכיבות ריגוש בלונה פארק.  

הדרך המקובלת להאיץ או להאט היא לעשות זאת בדחיפה אחת ומסיבית, בדומה לריצוף דוושת הגז או טריקת הבלמים. כדי להגיע למהירויות המילוט הנדרשות, אסטרונאוטים חווים סביב 3g's (פי שלושה מכוח המשיכה של כדור הארץ) במהלך שיגורים; ייתכן שטייסי קרב יצטרכו לעמוד בהשפעות הרגעיות של עד 9 גרם בעליות או צלילות מהירות - שההשפעות שלהן יכולות להיות הרבה מעבר להגעה לתיק הברף. ידוע כי טייסים או אסטרונאוטים במצב גופני שיא סובלים מהשחתה בתנאי הלחץ המוגברים האלה - מה עם הנוסע הממוצע אז? 

קווין שומייקר, פרופסור באוניברסיטת ווסטרן, ערך מחקרים מקיפים על זרימת הדם מהלב ואל המוח, ובפרט כיצד כוחות האצה והאטה יכולים להשפיע עליהם. הוא מסכים שלמרות שיהיו בעיות פיזיולוגיות, הן אינן בלתי פתירות. 

"רוב בני האדם יכולים לסבול כוחות של עד 2 גרם", אומר ד"ר שומייקר. "כדי לטפל בבעיות הפוטנציאליות של תאוצה ליניארית, אנחנו לא צריכים לגרום לכל נוסע ללבוש חליפות G של טייס קרב.  השארתם בישיבה עם הפנים לכיוון המסילה, למשל, יכולה למזער את ההשפעות של תאוצה לינארית." 

הפתרון שמעצבי TransPod צופים לחלק את המרווחים הללו לאורך כל המסלול הוא, למשל, מיקוד להאצה של 'פרצי' של בסביבות 0.1 גרם, בדומה למה שהיינו מרגישים ברכבת תחתית מואצת. על ידי הקשה עדינה על הגז או הבלם, יש לקוות שבדומה להמראה ונחיתה של מטוסים, השינויים הללו יצטמצמו לרמות נסבלות. 

למעשה, זו כל סטייה מקו ישר שתשפיע הרבה יותר על הנוסע. המכונה תנע זוויתי על ידי פיזיקאים, אלו הם הכוחות ששוב הופכים את הפיתולים והסיבובים ברכבות הרים למרגשות; אפילו אנשים שאינם מחפשים ריגושים חווים זאת בעת משא ומתן על עקומה חדה. כל סטייה בכיוון עלולה, אם כן, לגרום לרוכב הרכבת התחתית לאבד את שיווי המשקל שלו; לדוגמה, כלי רכב עם מרכזי כובד גבוהים יכולים אפילו להתהפך. 

לרכבות המהירות הגבוהות יש מנגנון הטיה (או הטיה) שבו כוחות אינרציאליים מופחתים על ידי הישענות לכיוון העקומה. כמו רוכב אופניים שעובר בנקאות במהלך סיבוב או גובה בחלק החיצוני של מסלול מרוצים של מכוניות, זה נוגד במידה מסוימת את כוחות הסיבוב הללו. TransPod שילבה מפרטי נטייה עצמית באבות הטיפוס שלה כדי לטפל בהאצה לרוחב. אבל אפילו עם המנגנונים האלה, גב' לאי מודה שסטייה מהקו הישר התיאורטי - ומהשפעות המומנטום הזוויתי - תשפיע על המהירויות שבהן העיצובים שלהם יפעלו.  

"אנחנו לא רוצים לחרוג מ-0.4 גרם של תאוצה רוחבית, ומכיוון שהגיאוגרפיה תכתיב את עקומות המסלול, נצטרך להתאים את המהירויות שלנו בהתאם". 

זה אולי בטוח, אבל האם זה יהיה נוח? 

התגברות על נושאים אלה היא בעצם רק ההתחלה; כי כדי שמשהו ייחשב באמת להסעת המונים, הוא צריך להיות לא רק בטוח אלא גם נוח - לא רק עבור הנוסע העסקי, אלא גם עבור הסבתא, הפעוט או מי שיש לו אולי מצב רפואי. לא כולם יסעו על משהו פשוט בגלל שהוא מהיר, במיוחד אם הפשרה היא נסיעה קשה או לא נוחה.  

מעצבים ב-TransPod שילבו ארגונומיה בדגמי העיצוב ובאבי הטיפוס שלהם מכיוון שהם מכירים בכך שהלך רוח רגוע ונגיש לנוסעים חיוני לאנשים שרוצים לנסות משהו חדש. 

"זה אחד השיקולים המרכזיים שלנו ב-TransPod", אומרת גב' לאי. "העיצוב שלנו מבטיח שהנסיעה תהיה אפילו יותר נוחה ממה שאתה חווה במטוס או ברכבת. אנו משלבים כמה אלמנטים מרכזיים במערכת הריחוף שלנו כדי להתמודד עם כמות הרעידות שהמערכת החדשה הזו תתמודד במהירות גבוהה".  

העיצוב הארגונומי עשוי לחרוג מיצירת ישיבה נוחה בלבד. פרופסור אלן סלמוני משער שמכיוון שאנו מתמודדים עם פרדיגמה חדשה לגבי מהירויות וכוחות גבוהים, ייתכן שנצטרך לבחון מחדש את ההשפעות האפשריות של תנועה חוזרת ותדרי רטט, בין אם מתנועת מכונית הנוסעים, או מהמנגנונים והמנועים המפעילים זה. 

"במהירויות האלה, יש לנו מחקרים מוגבלים על דברים שאנחנו לוקחים עכשיו כמובנים מאליהם, כמו השפעות הרטט, בין אם בטווח הקצר או בטווח הארוך על גוף האדם", מסביר ד"ר סלמוני. "עכשיו בעוד שההשפעות אכן זניחות עבור נוסעים הנוסעים ברכבות הכדורים, למשל, אנחנו לא ממש בטוחים לגבי ההשפעות הללו במהירויות גבוהות בהרבה, או אם יש תדרי רטט עזים יותר המשפיעים על גוף האדם". 

"במיוחד אם יש מצב רפואי נסתר, כמו כלי דם מוחלשים, או אם האדם נוטה להיפרדות רשתית... האם הוא נמצא בסיכון גבוה יותר? אני בכנות לא יכול להגיד." 

ד"ר שומייקר מסכים ומציע שיש לדרוש גם אישורים רפואיים שמתקבלים לפני הנסיעה בטיסה לנוסע ההיפרלופ המשוער. למעשה, הוא רואה את המשך הפיתוח של Hyperloop כתחום לקידום תחומי העניין המחקריים שלו. 

"אשמח להתנדב לעלות על אחד מאלה (תרמילים) ולהביא את כל המכשירים שלי ולבצע מדידות כיצד גוף האדם יגיב לשינויים הפתאומיים האלה במהירות או בכיוון." 

גם אם נרצה לרכוב זה, האם זה יבנה? 

בעוד שחלק מהתחזיות הכלכליות מבטיחות שה-Hyperloop יהיה זול יותר בטווח הארוך, המשמעות של ההשקעה בתשתית תהיה הזרמת כמויות עצומות של הון. ההערכות משתנות מאוד מכיוון שחישובים יצטרכו לכלול את העלויות שמחוץ לבניית המסילה, למשל, יש להתאים את הקרקע למערכת, ויש להתייעץ עם מתכנני ערים היכן יש להתקין תחנות. וכדי להפוך מערכות כמו Hyperloop למציאות, ממשלות וקהילות צריכות להיות מחויבות לחלוטין לפיתוחן. 

חברות כמו TransPod מכירות ומבינות את הגישה של ‘חכה ונראה’ הרווחת בקרב בעלי עניין פוטנציאליים, במיוחד עם טכנולוגיות חדשניות, משבשות וכמובן יקרות. בשל כך, TransPod השתתפו בדיונים עם ממשלות לגבי הגישה הטובה ביותר להטמעת מערכת זו, בהתבסס על הצרכים הנתפסים שלהן.    

יישום ראשוני אחד, למשל, הוא להובלת מטענים. זה לא רק ידגיש את היתרונות הכלכליים של הובלת סחורות בקצב מהיר הרבה יותר, אלא שזה גם יכול להתחיל להכיר את הציבור עם המערכת ולסייע במעבר של העלאת נוסעים בסופו של דבר על הסיפון.