Kaj pa "človek" v sistemu cevi za prevoz ljudi?

Hyperloop postaja resničnost; vprašanje je manj v tem, kako hitro lahko gre, bolj v tem, ali se želimo voziti na njem. 

Hipotetični pogovor ob zahvalnem dnevu, oktober 2020: 

"Torej, misliš, da ga bo mama pripravila za večerjo?" 

"Pravi, da ima opravke in morda ne bo prišla pravočasno ..." 

»Daj no, Montreal je le pol ure stran ...« 

"Ja, vendar jo poznaš - mislim, da bi raje šla daleč sem ..." 

"Kaj? voziti?? V tem dnevu in starosti? Reci ji, naj kar stopi na Hyperloop!« 

Medtem ko je koncept cevnega transportnega sistema kalil že kar nekaj časa, je potreboval technogeek-slavni status enega Elona Muska ustvariti trenutno zanimanje. Njegova bela knjiga iz leta 2013 je orisala njegovo vizijo transportnega sistema, ki bo spremenil igro od LA do San Francisca, ki bo hiter, varen, poceni in okolju prijazen (in ob tem premeteno spremenil okoren izraz »človeški vakuumski cevni transport« v eleganten – in morda blagovna znamka--"Hyperloop"). 

Številne univerze, raziskovalni subjekti in tehnološke korporacije so sodelovali pri odprtokodnih preskušanjih in tekmovali, kdo bo pripravil najbolje delujoč prototip. Korporacije so bile ustanovljene v upanju, da bodo sodelovale z vladami ali zasebnim sektorjem pri razvoju teh sistemov na različnih lokacijah.     

In medtem ko še vedno obstajajo ovire glede oblikovanja in integracije v delujoč sistem javnega prevoza, je razumljivo veliko pričakovanje potencialno revolucionarnega načina prevoza. Javnost je bila navdušena nad vizijami šviganja po mestih in celinah, kljubovanju geografiji in vremenu, in to v nobenem trenutku. 

Kanada je vrgla svoj tehnološki klobuk v ring, z dovoljenjem TransPod, podjetje s sedežem v Torontu, ki obljublja, da bo načrt začel delovati že leta 2020. TransPod predvideva koridor Toronto-Montreal, ki skrajša 5-urno vožnjo (ali prevoz tovora) na 30-minutno potovanje.     

Dianna Lai je direktorica komunikacij TransPoda in pojasnjuje, zakaj njihovo podjetje vidi potrebo po uvedbi nove oblike prevoza. 

»Želimo povezati ljudi, mesta in podjetja s trajnostnim in hitrim prevozom, ki lahko na novo predstavlja naš način življenja in dela,« pravi gospa Lai. "Z zmanjševanjem razdalj lahko povečamo izmenjavo ljudi in blaga, povečamo učinkovitost za podjetja, kot je tovorni promet, in ustvarimo priložnosti za rast mest." 

Razen v Severni Ameriki se o projektih razpravlja po vsem svetu: Skandinavija, Severna Evropa, Rusija in Zalivske države izražajo zanimanje za podobne podvige, saj se zavedajo, da je nov prometni sistem, ki je hitrejši in bolj ekonomičen, res obetaven. izvedljiva in manj obremenjujoča okolje. 

Ker je znanost res privlačna (Levitacijski magneti! Potovanje skozi vakuum brez trenja! Hitrosti do 1000 km/h!), je bil velik del navdušenja (igra besed) v razvoju teh tehnologij: kakšna zasnova lahko uresniči koncept čim hitreje, skozi najbolje zgrajen predor, z uporabo najčistejšega vira energije? 

Toda preden sprejmemo Hyperloop kot sistem množičnega prevoza, moramo temeljito odgovoriti na vprašanja, ki jih nobena tehnologija ne more inovirati ali noben dizajn ne more premagati – domnevni človeški potnik. V bistvu:  

Ali lahko vozimo po nečem s tako veliko hitrostjo? In morda še bolj pomembno: ali bi si želeli? 

Hyperloop na prvi pogled 

•Tehnologija podobna MagLev vlakov, se uporablja za obešanje in premikanje strokov vzdolž cevne proge, pospeševanje ali upočasnjevanje v računalniško vodenih izbruhih 

•»Zeleni« viri energije, kot so sončne celice, ustvarjajo gibanje stroka ter podpirajo življenje in osvetljujejo 

• Predlagane poti: LA-San Francisco, LA- Las Vegas, Pariz- Amsterdam, Toronto-Montreal, Stockholm-Helsinki, Abu Dhabi-Dubaj, Rusija-Kitajska 

•Ocenjeni stroški: od 7 milijard dolarjev (ocena Elona Muska) do 100 milijard dolarjev (ocena NY Times 2013) 

 Kar je dobro za Rollercoaster, je slabo za Hyperloop 

Kot lahko potrdi vsak, ki je šel na tobogan, ni hitrost tista, ki vznemirja, ampak nenadne spremembe hitrosti ali smeri. Za Hyperloop torej skrb za potnike ni v tem, kako lahko prenesejo največje hitrosti, ko so na krovu, ampak v tem, kako bodo upravljali sile, ki so vključene v pospeševanje, zaviranje in spremembe smeri. Te hitre spremembe moramo obravnavati, ker jih mora potnik za doseganje takšnih hitrosti prenašati v veliko večjih razsežnostih od tistih, ki jih občutimo v vznemirljivih vožnjah v zabaviščnih parkih.  

Običajni način pospeševanja ali upočasnjevanja je, da to storite z enim samim močnim pritiskom, podobno kot pritisnete stopalko za plin ali udarite po zavorah. Da bi dosegli zahtevane ubežne hitrosti, astronavti med izstrelitvami doživijo okoli 3g (trikratnik zemeljske gravitacije); piloti bojnih letal bodo morda morali prenesti trenutne učinke do 9g pri hitrem vzponu ali potopu – učinki tega lahko presegajo zgolj poseganje po torbi za barf. Znano je, da piloti ali astronavti, ki so v najboljši fizični kondiciji, izgubijo zavest pod temi pogoji povečanega tlaka – kaj pa potem povprečni potnik? 

Kevin Shoemaker, profesor na Univerzi Western, je opravil obsežne študije o pretoku krvi iz srca in v možgane ter zlasti o tem, kako lahko sile pospeševanja in zaviranja vplivajo nanje. Strinja se, da čeprav bodo fiziološke težave, niso nepremostljive. 

"Večina ljudi lahko prenese sile do 2g," pravi dr. Shoemaker. "Da bi rešili morebitne težave linearnega pospeševanja, nam ni treba, da vsak potnik nosi G-obleko bojnega pilota. Če na primer sedijo obrnjeni v smeri proge, lahko zmanjšamo učinke linearnega pospeška." 

Rešitev, ki si jo načrtovalci TransPoda zamislijo za razdelitev teh intervalov po celotni poti, je na primer ciljanje na 'izbruhe' pospeševanja okoli 0.1 g, kar je podobno tistemu, kar bi občutili na pospeševajoči se podzemni železnici. Z nežnim pritiskom na plin ali zavoro upamo, da bodo te spremembe, podobno kot pri vzletih in pristankih letal, zmanjšane na sprejemljivo raven. 

Pravzaprav bi vsako odstopanje od ravne črte imelo veliko večji učinek na potnika. To so sile, ki jih fiziki imenujejo kotna količina, zaradi katerih so zasuki v toboganih vznemirljivi; celo tisti, ki ne iščejo vznemirjenja, to občutijo, ko zapeljejo v oster ovinek. Vsakršno odstopanje od smeri lahko povzroči, da voznik podzemne železnice izgubi ravnotežje; na primer, vozila z visokim težiščem se lahko celo prevrnejo. 

Trenutni vlaki za visoke hitrosti imajo nagibni (ali nagibni) mehanizem, pri katerem se vztrajnostne sile ublažijo z nagibanjem v smeri ovinka. Tako kot kolesar, ki se nagiba med zavojem ali dvigom na zunanjem delu avtomobilskega dirkališča, to do neke mere nasprotuje tem rotacijskim silam. TransPod je v svoje prototipe vključil specifikacije samonagiba za obravnavo bočnega pospeška. Toda tudi s temi mehanizmi gospa Lai priznava, da bo odstopanje od teoretične ravne črte – in učinki kotne količine – vplivalo na hitrosti, s katerimi bodo delovale njihove zasnove.  

"Ne želimo preseči 0.4 g bočnega pospeška in ker bo geografija narekovala morebitne ukrivljenosti proge, bomo morali ustrezno prilagoditi naše hitrosti." 

Morda je varno, a ali bo udobno? 

Premagovanje teh težav je v bistvu šele začetek; ker da bi se nekaj resnično štelo za množični prevoz, mora biti ne samo varno, ampak tudi udobno – ne samo za poslovnega potnika, ampak tudi za babico, malčka ali nekoga, ki ima morda kakšno zdravstveno težavo. Ne bodo se vsi vozili z nečim samo zato, ker je hitro, še posebej, če je kompromis težka ali neudobna vožnja v službo.  

Oblikovalci pri TransPodu so vključili ergonomijo v svoje oblikovalske modele in prototipe, ker se zavedajo, da je sproščena in dostopna miselnost bistvena za ljudi, ki želijo poskusiti nekaj novega. 

»To je eden naših ključnih premislekov pri TransPodu,« pravi gospa Lai. »Naš dizajn zagotavlja, da bo vožnja še udobnejša od tiste, ki jo doživite na letalu ali vlaku. V naš sistem levitacije integriramo nekaj ključnih elementov za obvladovanje količine vibracij, s katerimi se bo soočil ta novi sistem pri visoki hitrosti.«  

Ergonomska zasnova lahko preseže le udobno sedenje. Profesor Alan Salmoni domneva, da bomo morda morali ponovno preučiti možne učinke ponavljajočega se gibanja in frekvenc vibriranja, bodisi zaradi gibanja osebnega avtomobila ali mehanizmov in motorjev, ki poganjajo, ker imamo opravka z novo paradigmo glede visokih hitrosti in sil. to. 

"Pri teh hitrostih imamo omejene študije o stvareh, ki jih zdaj jemljemo za samoumevne, kot so učinki vibracij, bodisi kratkoročni ali dolgoročni na človeško telo," pojasnjuje dr. Salmoni. "Čeprav so učinki res zanemarljivi za potnike, ki se vozijo na hitrih vlakih, na primer, nismo prepričani o teh učinkih pri veliko višjih hitrostih ali če obstajajo intenzivnejše vibracijske frekvence, ki vplivajo na človeško telo." 

»Še posebej, če obstaja skrito zdravstveno stanje, na primer oslabljene krvne žile, ali če je oseba nagnjena k odstopu mrežnice … ali bi bila izpostavljena večjemu tveganju? Iskreno povedano, ne morem reči.” 

Dr. Shoemaker se strinja in predlaga, da se zdravniška potrdila, pridobljena pred potovanjem z letalom, zahtevajo tudi za domnevnega potnika Hyperloopa. Pravzaprav vidi nadaljnji razvoj Hyperloopa kot področje za spodbujanje svojih raziskovalnih interesov. 

"Rad bi se prostovoljno usedel na enega od teh (strokov) in prinesel vse svoje instrumente ter opravil meritve, kako se bo človeško telo odzvalo na te nenadne spremembe hitrosti ali smeri." 

Tudi če se želimo voziti z njim, ali bo izdelan? 

Medtem ko nekatere ekonomske projekcije obljubljajo, da bo Hyperloop na dolgi rok cenejši, bo naložba v infrastrukturo pomenila vlivanje ogromnih količin kapitala. Ocene se zelo razlikujejo, ker bi morali izračuni vključevati stroške zunaj izgradnje proge, na primer, zemljišče je treba dodeliti sistemu in se je treba posvetovati z urbanisti, kje naj bodo postaje nameščene. In da postanejo sistemi, kot je Hyperloop, resničnost, morajo biti vlade in skupnosti popolnoma predane njihovemu razvoju. 

Podjetja, kot je TransPod, prepoznavajo in razumejo odnos "počakajte in poglejte", ki prevladuje med potencialnimi deležniki, zlasti s tehnologijami, ki so inovativne, moteče in seveda drage. Zaradi tega je TransPod sodeloval v razpravah z vladami o najboljšem pristopu za implementacijo tega sistema, ki temelji na njihovih zaznanih potrebah.    

Ena začetna aplikacija je na primer za tovorni promet. Ne samo, da bo to poudarilo gospodarske koristi veliko hitrejšega prevoza blaga, ampak bo lahko tudi začelo seznanjati javnost s sistemom in pomagati pri prehodu na končno vkrcanje potnikov.