Dar „omul” din sistemul de tuburi de transport uman?

Hyperloop devine o realitate; întrebarea este mai puțin cât de repede poate merge și mai mult dacă vrem să mergem pe el. 

Conversație ipotetică de Ziua Recunoștinței, octombrie 2020: 

— Deci, crezi că mama o va face la cină? 

„Spune că are lucruri de făcut și că s-ar putea să nu ajungă aici la timp...” 

„Hai, Montreal este la doar o jumătate de oră distanță...” 

„Da, dar o cunoști – cred că ar prefera să ia drumul lung până aici...” 

"Ce? Conduce?? La această zi și vârsta? Spune-i să urce pur și simplu pe Hyperloop!” 

În timp ce conceptul de sistem de transport cu tuburi a germinat de ceva timp, a fost nevoie de Statutul de celebritate technogeek al unui Elon Musk pentru a genera interes curent. Cartea sa albă din 2013 și-a conturat viziunea pentru un sistem de transport care schimbă jocul de la LA la San Francisco, care era rapid, sigur, ieftin și ecologic (și pe parcurs transformând cu inteligență termenul greoi „Transport uman cu tuburi vid” în elegant... și poate marca comercială..."Hyperloop"). 

Numeroase universități, entități de cercetare și corporații tehnologice au participat la testele cu sursă deschisă, cursând pentru a veni cu cel mai bun prototip funcțional. Corporațiile au fost înființate în speranța de a colabora cu guvernele sau sectorul privat în dezvoltarea acestor sisteme în diferite locații.     

Și, deși încă există obstacole în ceea ce privește proiectarea și integrarea într-un sistem de transport public funcțional, există, de înțeles, o mare anticipare pentru un mod de transport potențial revoluționar. Publicul a fost încântat de viziuni de zguduit prin orașe și continente, sfidând geografia și vremea, și în cel mai scurt timp. 

Canada și-a aruncat pălăria de tehnologie în ring, prin amabilitatea lui TransPod, o companie cu sediul în Toronto care promite că va avea un design în funcțiune încă din 2020. TransPod are în vedere un coridor Toronto-Montreal care reduce naveta de 5 ore (sau transportul de marfă) la o călătorie de 30 de minute.     

Dianna Lai este directorul de comunicații al TransPod și explică de ce compania lor vede nevoia să introducă o nouă formă de transport. 

„Vrem să conectăm oamenii, orașele și întreprinderile cu un transport durabil și de mare viteză, care poate reimagina modul în care trăim și lucrăm”, spune doamna Lai. „Prin micșorarea distanțelor, putem crește schimbul de oameni și mărfuri, putem maximiza eficiența pentru afaceri precum transportul de mărfuri și putem crea oportunități de creștere urbană.” 

În afară de America de Nord, proiectele sunt discutate pe tot globul: Scandinavia, Europa de Nord, Rusia și statele din Golf își exprimă toate interesul pentru întreprinderi similare, recunoscând că într-adevăr ar putea exista promisiuni într-un nou sistem de transport care este mai rapid, mai economic. viabile și mai puțin taxătoare pentru mediu. 

Deoarece știința este într-adevăr sexy (Magneți levitați! Călătoriți printr-un vid fără frecare! Viteze de până la 1000 km/h!), o mare parte din hype (job de cuvinte) a fost în dezvoltarea acestor tehnologii: ce design poate face conceptul să meargă cât mai repede posibil, prin tunelul cel mai bine construit, folosind cea mai curată sursă de energie? 

Dar înainte de a adopta Hyperloop ca sistem de transport în masă, trebuie să răspundem fundamental la întrebările pe care nicio tehnologie nu le poate inove sau nici un design nu le poate depăși - presupusul pasager uman. In esenta:  

Putem merge pe ceva cu atâta viteză? Și poate mai important: am vrea? 

Hyperloop dintr-o privire 

•Tehnologie similară cu MagLev trenuri, este folosit pentru a suspenda și a muta podurile de-a lungul căii de tub, accelerând sau încetinind în rafale controlate de computer 

•Sursele „verzi” de energie, cum ar fi celulele solare, generează mișcarea podului, precum și susținerea vieții și iluminarea 

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

•Costuri estimate: de la 7 miliarde USD (estimarea lui Elon Musk) până la 100 miliarde USD (estimarea NY Times 2013) 

 Ceea ce este bun pentru Rollercoaster este rău pentru Hyperloop 

După cum poate să ateste oricine care a mers pe un rollercoaster, nu viteza este cea care oferă entuziasm, ci schimbările bruște de viteză sau de direcție. Deci, pentru Hyperloop, preocuparea pasagerilor nu se referă la modul în care pot tolera vitezele maxime odată urcați la bord, ci va fi modul în care vor gestiona forțele implicate în accelerarea, decelerația și schimbările de direcție. Trebuie să abordăm aceste schimbări rapide, deoarece, pentru a atinge astfel de viteze, pasagerul trebuie să le suporte într-o magnitudine mult mai drastică decât cele resimțite în plimbările palpitante din parcul de distracție.  

Modalitatea obișnuită de a accelera sau de a decelera este să o faci dintr-o singură apăsare masivă, la fel ca să iei pedala de accelerație sau să trântești frânele. Pentru a atinge vitezele de evacuare necesare, astronauții experimentează aproximativ 3 g (de trei ori gravitația pământului) în timpul lansărilor; Piloții de vânătoare ar putea fi nevoiți să reziste la efectele momentane de până la 9 g în urcușuri sau scufundări rapide - ale căror efecte pot merge mult dincolo de simpla atingere a pungii de barf. Se știe că piloții sau astronauții care se află într-o condiție fizică maximă se înnebunesc în aceste condiții de presiune amplificată – ce rămâne cu navetiștii medii atunci? 

Kevin Shoemaker, profesor la Universitatea Western, a făcut studii ample asupra fluxului sanguin de la inimă și către creier și, în special, asupra modului în care forțele de accelerare și decelerare le pot afecta. El este de acord că, deși vor exista probleme fiziologice, acestea nu sunt de netrecut. 

„Cele mai multe ființe umane pot tolera forțe de până la 2 g”, spune dr. Shoemaker. „Pentru a rezolva problemele potențiale ale accelerației liniare, nu trebuie să facem ca fiecare pasager să poarte costume G pentru pilot de luptă. Menținerea lor așezată cu fața în direcția pistei, de exemplu, poate minimiza efectele accelerației liniare”. 

Soluția pe care proiectanții TransPod o au în vedere pentru a împărți aceste intervale pe întregul traseu este, de exemplu, să vizeze „exploziile” de accelerație de aproximativ 0.1 g, similar cu ceea ce am simți pe un metrou care se accelerează. Apăsând ușor pe accelerație sau pe frână, se speră că, la fel ca în cazul decolărilor și aterizării aeronavelor, aceste modificări vor fi minimizate la niveluri tolerabile. 

De fapt, este orice abatere de la o linie dreaptă care ar avea un efect mult mai mare asupra pasagerului. Denumite moment unghiular de către fizicieni, acestea sunt forțele care fac din nou învârtirile din rollercoasters interesante; chiar și cei necăutători de senzații tari experimentează acest lucru atunci când negociază o curbă ascuțită. Orice abatere de direcție poate, așadar, să-l facă pe metrou să-și piardă echilibrul; de exemplu, vehiculele cu centre de greutate ridicate se pot răsturna. 

Trenurile actuale de mare viteză au un mecanism de înclinare (sau inclinare) în care forțele de inerție sunt atenuate prin înclinarea în direcția curbei. Asemenea unui biciclist care se deplasează în timpul unei viraj sau al înălțimii pe partea exterioară a unei piste de curse auto, acest lucru contracarează într-o anumită măsură aceste forțe de rotație. TransPod a încorporat în prototipurile sale specificații de autoclinare pentru a aborda accelerația laterală. Dar chiar și cu aceste mecanisme, doamna Lai admite că abaterea de la linia dreaptă teoretică – și efectele momentului unghiular – va avea un impact asupra vitezei la care vor rula proiectele lor.  

„Nu dorim să depășim 0.4 g de accelerație laterală și, deoarece geografia va dicta orice curbură a căii, va trebui să ne adaptăm vitezele în consecință.” 

Poate fi sigur, dar va fi confortabil? 

Depășirea acestor probleme este în esență doar începutul; pentru că pentru ca ceva să fie considerat cu adevărat tranzit în masă, ar trebui să fie nu numai sigur, ci și confortabil - nu doar pentru călătorul de afaceri, ci și pentru bunica, copilul mic sau cel care are probabil o afecțiune medicală. Nu toată lumea va călători cu ceva pur și simplu pentru că este rapid, mai ales dacă compromisul este o navetă grea sau incomodă.  

Designerii de la TransPod au încorporat ergonomia în modelele și prototipurile lor de design, deoarece recunosc că o mentalitate relaxată și accesibilă pentru navetiști este esențială pentru oamenii care doresc să încerce ceva nou. 

„Acesta este unul dintre considerentele noastre cheie la TransPod”, spune doamna Lai. „Designul nostru asigură că călătoria va fi chiar mai confortabilă decât ceea ce experimentați cu un avion sau un tren. Integram câteva elemente cheie în sistemul nostru de levitație pentru a face față cantității de vibrații cu care se confruntă acest nou sistem la o viteză mare.”  

Designul ergonomic poate depăși doar crearea de scaune confortabile. Profesorul Alan Salmoni presupune că, pentru că avem de-a face cu o nouă paradigmă privind vitezele și forțele mari, ar putea fi nevoiți să revizuim posibilele efecte ale mișcării repetitive și ale frecvențelor de vibrare, fie din mișcarea autoturismului, fie din mecanismele și motoarele care alimentează. aceasta. 

„La aceste viteze, avem studii limitate asupra lucrurilor pe care acum le considerăm de la sine înțeles, cum ar fi efectele vibratorii, fie pe termen scurt, fie pe termen lung asupra corpului uman”, explică dr. Salmoni. „Acum, deși efectele sunt într-adevăr neglijabile pentru pasagerii care călătoresc în trenurile glonț, de exemplu, nu suntem cu adevărat siguri de aceste efecte la viteze mult mai mari sau dacă există frecvențe vibratorii mai intense care afectează corpul uman.” 

„În special dacă există o afecțiune medicală ascunsă, cum ar fi vasele de sânge slăbite, sau dacă persoana este predispusă la dezlipirea retinei... ar fi expusă un risc mai mare? Sincer, nu pot spune.” 

Dr. Shoemaker este de acord și propune ca autorizațiile medicale care sunt obținute înainte de călătoria cu avionul ar trebui, de asemenea, să fie necesare pentru presupusul călător Hyperloop. De fapt, el vede dezvoltarea continuă a Hyperloop ca un domeniu pentru a-și promova interesele de cercetare. 

„Mi-ar plăcea să mă ofer voluntar să mă urc pe una dintre acestea (pods) și să-mi aduc toate instrumentele și să fac măsurători ale modului în care corpul uman va reacționa la aceste schimbări bruște de viteză sau direcție.” 

Chiar dacă vrem să-l călărim, va fi construit? 

În timp ce unele previziuni economice promit că Hyperloop va fi mai ieftin pe termen lung, investiția în infrastructură va însemna o infuzie de cantități masive de capital. Estimările variază foarte mult, deoarece calculele ar trebui să includă costurile din afara construcției căii, de exemplu, terenul trebuie alocat pentru sistem și planificatorii urbani trebuie consultați cu privire la locul unde ar trebui instalate stațiile. Și pentru a face sisteme precum Hyperloop o realitate, guvernele și comunitățile trebuie să se angajeze total în dezvoltarea lor. 

Companii precum TransPod recunosc și înțeleg atitudinea „așteptați și vedeți” care predomină în rândul potențialilor părți interesate, în special cu tehnologiile inovatoare, disruptive și, desigur, costisitoare. Din acest motiv, TransPod s-a angajat în discuții cu guvernele despre cea mai bună abordare pentru implementarea acestui sistem, în funcție de nevoile lor percepute.    

O aplicație inițială, de exemplu, este pentru transportul de mărfuri. Acest lucru nu numai că va evidenția beneficiile economice ale transportului de mărfuri într-un ritm mult mai rapid, dar va putea, de asemenea, să înceapă să familiarizeze publicul cu sistemul și să ajute la tranziția de a purta în cele din urmă pasagerii la bord.