Bagaimana pula dengan "manusia" dalam sistem tiub pengangkutan manusia?

Hyperloop menjadi kenyataan; persoalannya adalah kurang tentang seberapa pantas ia boleh pergi, dan lebih lanjut mengenai sama ada kita mahu menaikinya. 

Perbualan Hari Kesyukuran Hipotesis, Oktober 2020: 

"Jadi, anda fikir ibu akan menyediakannya untuk makan malam?" 

“Dia kata dia ada perkara nak dibuat dan mungkin tidak sampai ke sini tepat pada masanya…” 

“Ayuh, Montreal hanya setengah jam lagi…” 

“Ya, tetapi awak kenal dia— saya rasa dia lebih suka pergi jauh ke sini…” 

"Apa? Memandu?? Pada zaman ini? Beritahu dia untuk masuk sahaja ke Hyperloop!” 

Walaupun konsep sistem pengangkutan tiub telah bercambah untuk beberapa lama, ia mengambil masa status technogeek-selebriti seorang Elon Musk untuk menjana minat semasa. Kertas putihnya pada 2013 menggariskan visinya untuk sistem pengangkutan yang mengubah permainan dari LA ke San Francisco yang pantas, selamat, murah dan mesra alam (dan sepanjang perjalanan dengan bijak mengubah istilah kikuk "Pengangkutan Tiub Vakum Manusia" menjadi elegan— dan mungkin boleh ditanda--“Hyperloop"). 

Banyak universiti, entiti penyelidikan dan syarikat teknologi telah mengambil bahagian dalam percubaan sumber terbuka, berlumba-lumba untuk menghasilkan prototaip kerja terbaik. Syarikat telah ditubuhkan dengan harapan dapat bekerjasama dengan kerajaan atau sektor swasta dalam membangunkan sistem ini di tempat yang berbeza.     

Dan sementara halangan masih wujud mengenai reka bentuk dan penyepaduan ke dalam sistem pengangkutan awam yang berfungsi, terdapat jangkaan yang hebat dalam mod pengangkutan yang berpotensi revolusioner. Orang ramai telah terpesona dengan penglihatan yang berdebar-debar merentasi bandar dan benua, menentang geografi dan cuaca, dan dalam masa yang singkat. 

Kanada telah melemparkan topi teknologinya ke dalam gelanggang, ihsan daripada TransPod, sebuah syarikat yang berpangkalan di Toronto yang berjanji untuk menyediakan reka bentuk dan berjalan seawal tahun 2020. TransPod membayangkan koridor Toronto-Montreal yang mengurangkan perjalanan 5 jam (atau pengangkutan kargo) kepada perjalanan selama 30 minit.     

Dianna Lai ialah Pengarah Komunikasi TransPod, dan dia menerangkan sebab syarikat mereka melihat keperluan untuk memperkenalkan bentuk pengangkutan baharu. 

"Kami mahu menghubungkan orang ramai, bandar dan perniagaan dengan pengangkutan yang mampan dan berkelajuan tinggi yang boleh membayangkan semula cara kami hidup dan bekerja," kata Cik Lai. "Dengan mengecilkan jarak, kami boleh meningkatkan pertukaran orang dan barangan, memaksimumkan kecekapan untuk perniagaan seperti pengangkutan kargo, dan mewujudkan peluang untuk pertumbuhan bandar." 

Selain dari Amerika Utara, projek sedang dibincangkan di seluruh dunia: Scandinavia, Eropah Utara, Rusia dan Negara-negara Teluk semuanya menyatakan minat dalam usaha sama, menyedari bahawa mungkin memang ada janji dalam sistem pengangkutan baharu yang lebih pantas, lebih ekonomik. berdaya maju dan kurang membebankan alam sekitar. 

Kerana sains itu memang seksi (Magnet yang melayang! Mengembara melalui vakum tanpa geseran! Kelajuan sehingga 1000km/j!), kebanyakan gembar-gembur (pun intended) adalah dalam pembangunan teknologi ini: reka bentuk apa yang boleh membuat konsep itu berjalan. secepat mungkin, melalui terowong yang dibina terbaik, menggunakan sumber kuasa terbersih? 

Tetapi sebelum kita mengguna pakai Hyperloop sebagai sistem transit massa, kita perlu menjawab secara asas soalan yang tiada teknologi boleh berinovasi, atau tiada reka bentuk boleh atasi-- penumpang manusia yang anggapan. Pada asasnya:  

Bolehkah kita menunggang sesuatu dengan begitu laju? Dan mungkin yang lebih penting: adakah kita mahu? 

Sekilas Pandang Hyperloop 

•Teknologi serupa dengan MagLev kereta api, digunakan untuk menggantung dan menggerakkan pod di sepanjang trek tiub, memecut atau memperlahankan dalam letupan dikawal komputer 

•Sumber kuasa “hijau”, seperti sel solar, menjana gerakan pod serta sokongan hidup dan pencahayaan 

•Laluan yang dicadangkan: LA-San Francisco, LA- Las Vegas, Paris- Amsterdam, Toronto-Montreal, Stockholm-Helsinki, Abu Dhabi-Dubai, Rusia -China 

•Anggaran Kos: daripada $7B (anggaran Elon Musk) sehingga $100B (anggaran NY Times 2013) 

 Apa yang Baik untuk Rollercoaster adalah Buruk untuk Hyperloop 

Seperti yang boleh dibuktikan oleh sesiapa sahaja yang menaiki rollercoaster, bukan kelajuan yang memberikan keseronokan, tetapi perubahan mendadak dalam kelajuan atau arah. Jadi untuk Hyperloop, kebimbangan penumpang bukan tentang bagaimana mereka boleh bertolak ansur dengan kelajuan maksimum sebaik sahaja menaiki kapal, ia akan menjadi bagaimana mereka akan menguruskan kuasa yang terlibat dalam pecutan, nyahpecutan dan perubahan arah. Kita perlu menangani perubahan pantas ini kerana, untuk mencapai kelajuan sedemikian, penumpang perlu menanggungnya dalam magnitud yang jauh lebih drastik daripada yang dirasai dalam tunggangan mendebarkan taman hiburan.  

Cara biasa untuk memecut atau menyahpecutan adalah dengan melakukan satu tolakan besar-besaran, sama seperti memijak pedal gas atau menekan brek. Untuk mencapai halaju melarikan diri yang diperlukan, angkasawan mengalami sekitar 3g (tiga kali graviti bumi) semasa pelancaran; juruterbang pejuang mungkin terpaksa menahan kesan seketika sehingga 9g dalam pendakian atau penyelaman pantas—kesannya boleh melampaui sekadar mencapai beg barf. Juruterbang atau angkasawan yang berada dalam keadaan fizikal puncak telah diketahui menjadi gelap di bawah keadaan tekanan yang diperkuatkan ini—bagaimana pula dengan purata penumpang ketika itu? 

Kevin Pembuat Kasut, seorang profesor di Universiti Barat, telah melakukan kajian menyeluruh tentang aliran darah dari jantung dan ke otak, dan khususnya bagaimana daya pecutan dan nyahpecutan boleh menjejaskannya. Dia bersetuju bahawa walaupun akan ada masalah fisiologi, mereka tidak dapat diatasi. 

"Kebanyakan manusia boleh bertolak ansur dengan kuasa sehingga 2g," kata Dr. Shoemaker. "Untuk menangani masalah potensi pecutan linear, kami tidak perlu membuat setiap penumpang memakai sut G-juruterbang pejuang. Memastikan mereka duduk menghadap ke arah trek, contohnya, boleh meminimumkan kesan pecutan linear." 

Penyelesaian yang dibayangkan oleh pereka TransPod untuk membahagikan selang ini sepanjang keseluruhan laluan adalah, sebagai contoh, menyasarkan pecutan 'letupan' sekitar 0.1g, sama seperti apa yang akan kita rasai di kereta bawah tanah yang semakin pantas. Dengan mengetuk gas atau brek perlahan-lahan, adalah diharapkan bahawa sama seperti dalam lepas landas dan pendaratan pesawat, perubahan ini akan diminimumkan ke tahap yang boleh diterima. 

Malah, apa-apa penyelewengan daripada garis lurus yang akan memberi kesan yang lebih besar kepada penumpang. Disebut sebagai momentum sudut oleh ahli fizik, ini adalah kuasa yang sekali lagi membuat liku-liku dalam rollercoaster menarik; walaupun bukan pencari keseronokan mengalami perkara ini apabila berunding dengan keluk yang tajam. Sebarang penyelewengan arah boleh menyebabkan penunggang kereta bawah tanah kehilangan keseimbangannya; contohnya, kenderaan dengan pusat graviti yang tinggi malah boleh tumbang. 

Kereta api berkelajuan tinggi semasa mempunyai mekanisme condong (atau canting) di mana daya inersia dikurangkan dengan bersandar pada arah lengkung. Seperti seorang pelumba basikal yang membelok semasa membelok atau ketinggian di bahagian luar litar lumba kereta, ini sedikit sebanyak mengatasi daya putaran ini. TransPod telah memasukkan spesifikasi canting sendiri dalam prototaipnya untuk menangani pecutan sisi. Tetapi walaupun dengan mekanisme ini, Cik Lai mengakui bahawa menyimpang daripada garis lurus teori -dan kesan momentum sudut- akan memberi kesan kepada kelajuan reka bentuk mereka akan dijalankan.  

"Kami tidak mahu melampaui 0.4g pecutan sisi, dan kerana geografi akan menentukan sebarang kelengkungan trek, kami perlu melaraskan kelajuan kami dengan sewajarnya." 

Ia Mungkin Selamat, Tetapi Adakah Ia Selesa? 

Mengatasi isu-isu ini pada asasnya hanyalah permulaan; kerana untuk sesuatu yang benar-benar dianggap sebagai transit massa, ia bukan sahaja selamat tetapi juga selesa - bukan sahaja untuk pengembara perniagaan, tetapi juga untuk nenek, kanak-kanak kecil, atau seseorang yang mungkin mempunyai masalah kesihatan. Tidak semua orang akan menunggang sesuatu hanya kerana ia pantas, terutamanya jika pertukaran adalah perjalanan yang sukar atau tidak selesa.  

Pereka di TransPod telah menggabungkan ergonomik ke dalam model reka bentuk dan prototaip mereka kerana mereka menyedari bahawa minda komuter yang santai dan mudah diakses adalah penting kepada orang yang ingin mencuba sesuatu yang baharu. 

"Ini adalah salah satu pertimbangan utama kami di TransPod," kata Cik Lai. “Reka bentuk kami memastikan perjalanan akan menjadi lebih selesa daripada apa yang anda alami di dalam pesawat atau kereta api. Kami sedang menyepadukan beberapa elemen utama ke dalam sistem levitasi kami untuk mengendalikan jumlah getaran yang akan dihadapi oleh sistem baharu ini pada kelajuan tinggi.”  

Reka bentuk ergonomik mungkin lebih daripada sekadar mencipta tempat duduk yang selesa. Profesor Alan Salmoni menduga bahawa kerana kita sedang berhadapan dengan paradigma baharu berkenaan kelajuan dan daya yang tinggi, kita mungkin perlu menyemak semula kemungkinan kesan pergerakan berulang dan frekuensi getaran, sama ada daripada pergerakan kereta penumpang, atau mekanisme dan enjin yang berkuasa. ia. 

"Pada kelajuan ini, kami mempunyai kajian terhad mengenai perkara yang kini kami ambil mudah, seperti kesan getaran, sama ada dalam jangka pendek atau jangka panjang pada tubuh manusia," jelas Dr Salmoni. "Sekarang walaupun kesannya memang boleh diabaikan untuk penumpang yang menaiki kereta api peluru, sebagai contoh, kami tidak begitu pasti tentang kesan ini pada kelajuan yang lebih tinggi, atau jika terdapat frekuensi getaran yang lebih kuat yang menjejaskan tubuh manusia." 

“Terutama jika terdapat keadaan perubatan yang tersembunyi, seperti saluran darah yang lemah, atau jika orang itu terdedah kepada detasmen retina…adakah mereka berisiko lebih tinggi? Sejujurnya saya tidak boleh katakan.” 

Dr. Shoemaker bersetuju dan mencadangkan bahawa kelulusan perubatan yang diperoleh sebelum perjalanan udara juga perlu diperlukan untuk pengembara Hyperloop yang dianggap. Malah, beliau melihat pembangunan berterusan Hyperloop sebagai satu bidang untuk melanjutkan minat penyelidikannya. 

"Saya ingin menjadi sukarelawan untuk menaiki salah satu daripada (pod) ini dan membawa semua instrumen saya dan membuat pengukuran bagaimana tubuh manusia akan bertindak balas terhadap perubahan mendadak dalam kelajuan atau arah ini." 

Walaupun Kita Mahu Menunggangnya, Adakah Ia Akan Dibina? 

Walaupun beberapa unjuran ekonomi menjanjikan bahawa Hyperloop akan lebih murah dalam jangka masa panjang, pelaburan dalam infrastruktur akan bermakna kemasukan sejumlah besar modal. Anggaran berbeza-beza kerana pengiraan perlu memasukkan kos di luar membina landasan, contohnya, tanah perlu diperuntukkan untuk sistem, dan perancang bandar perlu dirujuk tentang di mana stesen harus dipasang. Dan untuk menjadikan sistem seperti Hyperloop satu realiti, kerajaan dan komuniti perlu komited sepenuhnya terhadap pembangunan mereka. 

Syarikat seperti TransPod mengiktiraf dan memahami sikap 'tunggu dan lihat' yang lazim di kalangan pihak berkepentingan yang berpotensi, terutamanya dengan teknologi yang inovatif, mengganggu dan sudah tentu mahal. Oleh sebab itu, TransPod telah terlibat dalam perbincangan dengan kerajaan tentang pendekatan terbaik untuk melaksanakan sistem ini, berdasarkan keperluan mereka.    

Satu aplikasi awal, sebagai contoh, adalah untuk pengangkutan barang. Ini bukan sahaja akan menyerlahkan faedah ekonomi mengangkut barangan pada kadar yang lebih cepat, tetapi ia juga boleh mula membiasakan orang ramai dengan sistem dan membantu peralihan akhirnya meletakkan penumpang di atas kapal.