Το hyperloop είναι αυτό που έχετε, όταν παίρνετε ένα τρένο μαγνητικής ανύψωσης και το τοποθετείτε σε έναν σωλήνα χωρίς αέρα. Η έλλειψη αντίστασης επιτρέπει στο τρένο, θεωρητικά, να επιτύχει απίστευτες ταχύτητες, και θα μπορούσε να προσφέρει μια πιο πράσινη εναλλακτική λύση για τα αεροπορικά ταξίδια μικρών αποστάσεων.
Τον Νοέμβριο του 2020 δύο άτομα πυροβόλησαν μέσω ενός σωλήνα χωρίς αέρα στα 160 χλμ / ώρα στην έρημο έξω από το Λας Βέγκας.
Δεν ήταν μια διαδρομή που εφευρέθηκε από ένα καζίνο ή ένα θεματικό πάρκο. Ήταν η πρώτη επίσκεψη ενός hyperloop από την εταιρεία Virgin Hyperloop.
Η διαδρομή κράτησε μόνο 15 δευτερόλεπτα και οι ταχύτητες που πέτυχαν ήταν πολύ μακρυά από τα 1200 km / h που υπόσχονται ότι θα φτάσουν μια μέρα, αλλά ήταν ένα βήμα μπροστά.
Το hyperloop μπορεί να είναι το μέλλον των μεταφορών για ταξίδια μεσαίου μήκους. Θα μπορούσε να αντισταθμίσει τις σιδηροδρομικές γραμμές υψηλής ταχύτητας, και ταυτόχρονα να λειτουργεί σε ταχύτητες συγκρίσιμες με τις αερομεταφορές, αλλά σε ποσοστό του περιβαλλοντικού και ενεργειακού κόστους. Πρόκειται για μια ιδέα που οι εταιρείες καινοτομίας και οι ερευνητές έχουν υιοθετήσει με ανυπομονησία, συμπεριλαμβανομένων πολλών ομάδων σε όλη την Ευρώπη.
Ανοιχτό σχέδιο
Η ιδέα ξεκίνησε με τον επιχειρηματία των ΗΠΑ Elon Musk, που σχετίζεται με εταιρείες όπως η SpaceX και η Tesla. Αφού το ανέφερε αρκετές φορές δημόσια, μια ομάδα μηχανικών της SpaceX και της Tesla κυκλοφόρησαν ένα open concept το 2013. Αυτή η αρχική ιδέα έδωσε έναυσμα σε μια σειρά εταιρειών και ακόμη και φοιτητικών ομάδων, που προσπάθησαν να σχεδιάσουν τις δικές τους εκδόσεις. Μεταξύ αυτών ήταν αρκετοί μαθητές στην ισπανική πόλη της Βαλένθια.
«Ξεκινήσαμε το 2015 μετά την ανακοίνωση του Elon Musk, όταν ήμασταν ακόμη μαθητές», δήλωσε ο Juan Vicén Balaguer, συνιδρυτής και επικεφαλής μάρκετινγκ της εταιρείας start-up Zeleros, η οποία σήμερα απασχολεί περισσότερα από 50 άτομα και συγκέντρωσε περίπου 10 εκατομμύρια ευρώ από χρηματοδότηση. «Εργαζόμαστε σε αυτήν την τεχνολογία εδώ και πέντε χρόνια και μπορεί να είναι ένας πραγματικός εναλλακτικός τρόπος μεταφοράς».
Ωστόσο, η ιδέα πίσω από το hyperloop είναι παλαιότερη από τον Elon Musk και είναι παρόμοια με μια παλαιότερη ιδέα που ονομάζεται αμαξοστοιχία vactrain ή κενό σωλήνα. Μια συγκρίσιμη ιδέα είχε ήδη προταθεί από τον συγγραφέα του 19ου αιώνα Michel Verne, γιο του Jules, και έκτοτε εξελίχθηκε κατά περιόδους από συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας και τεχνολόγους. Τώρα, ωστόσο, το hyperloop φαίνεται να ετοιμάζεται για μια σημαντική αποκάλυψη και η Zeleros είναι μία από τις ιδέες που βρίσκονται σε εξέλιξη.
Σωλήνας υψηλότερης πίεσης
Αυτό που κάνει την τεχνολογία τους μοναδική είναι η προσέγγισή τους στο σωλήνα. «Κάθε εταιρεία χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό επίπεδο πίεσης», δήλωσε ο Vicén. «Μερικοί πηγαίνουν σε επίπεδα πίεσης διαστήματος. Αυτό σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα στο σωλήνα είναι παρόμοια με το διάστημα. Περιέχει σχεδόν μηδενικό αέρα. »
Αυτή η κατάσταση θα επέτρεπε πολύ γρήγορες ταχύτητες, καθώς το τρένο δεν θα αντιμετώπιζε σχεδόν καμία τριβή. Ωστόσο, συνοδεύεται από μια σειρά πρακτικών ζητημάτων. Είναι πολύ δύσκολο και ακριβό να επιτευχθεί και να διατηρηθεί αυτό το επίπεδο πίεσης για μεγάλες εκτάσεις σωλήνων. Η ασφάλεια θα ήταν επίσης ένα ζήτημα. Εάν συμβεί κάτι στο σκάφος της αμαξοστοιχίας, οι επιβάτες θα εκτεθούν σε επικίνδυνες συνθήκες κενού.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η Zeleros στοχεύει σε σωλήνες υψηλότερης πίεσης. «Θα ήταν κάτι παρόμοιο με την πίεση που παρατηρείται στα αεροπλάνα», δήλωσε ο Vicén. Η πίεση στους σωλήνες που προτείνει η Zeleros θα φτάνει σε περίπου 100 millibars. Αυτό, με τη σειρά του, τους επιτρέπει να αντιγράφουν συστήματα ασφαλείας από αεροσκάφη, όπως οι μάσκες οξυγόνου που πέφτουν από τις εναέριες καμπίνες. Αυτή η επιλογή σχεδιασμού καθιστά επίσης φθηνότερους στο κομμάτι της κατασκευής τους, τους σωλήνες, μειώνοντας έτσι το κόστος υποδομής. Ωστόσο, αυτό σημαίνει επίσης ότι τα τρένα αντιμετωπίζουν μεγαλύτερη τριβή αέρα όταν γλιστρούν μέσω του σωλήνα, την οποία πρέπει να αντισταθμίσουν με άλλους τρόπους.
«Πρέπει να αφαιρέσουμε τον αέρα από το μπροστινό μέρος του οχήματος», είπε ο Vicén. «Αν όχι, το σκάφος θα σταματήσει. Γι ‘αυτό χρησιμοποιούμε ένα σύστημα συμπιεστών στο μπροστινό μέρος του οχήματος. Εάν υπήρχε μηδενική πίεση, δεν θα το χρειαζόμασταν. Αλλά είναι μια ισορροπία μεταξύ οικονομίας και αποτελεσματικότητας. »
Στο μπροστινό μέρος της αμαξοστοιχίας υπάρχει ένας συμπιεστής, ο οποίος μοιάζει με το μπροστινό μέρος ενός κινητήρα αεροπλάνου και ο οποίος απορροφά τον αέρα και τον αφήνει πίσω, παρέχοντας ώθηση για το σκάφος.
Ένας ονομαζόμενος γραμμικός κινητήρας τοποθετείται στα μέρη κλειδιά του σκάφους, όπως στο μπροστινό μέρος, για να δώσει στο τρένο την αρχική του πρόωση.
Από εκεί κι έπειτα, αυτοπροωθούμενα στοιχεία κατά μήκος του οχήματος, με μαγνήτες στο πάνω μέρος του οχήματος το προσελκύουν στην κορυφή του σωλήνα και το κάνουν να αιωρείται. Αυτό το προτεινόμενο σκάφος θα μπορούσε να μεταφέρει 50 έως 200 επιβάτες και θα έφτανε έως τα 1000 km / h. Συγκριτικά, η ταχύτητα πλεύσης ενός επιβατικού αεροσκάφους μικρών αποστάσεων είναι περίπου 800 km/h.
Ανεπαρκής αέρας
«Αλλά γιατί του δίνουμε προτεραιότητα; Δεν θα έπρεπε απλώς να επενδύσουμε περισσότερα στα κανονικά τρένα υψηλής ταχύτητας; Είναι πιο περίπλοκο από αυτό», λέει η καθηγήτρια María Luisa Martínez Muneta από το Πολυτεχνικό Πανεπιστήμιο της Μαδρίτης, στην Ισπανία, όπου συντονίζει το ερευνητικό πρόγραμμα HYPERNEX. Το HYPERNEX συνδέει τις νεοσύστατες επιχειρήσεις, όπως το Zeleros, με πανεπιστήμια, σιδηροδρομικές εταιρείες και ρυθμιστικές αρχές, προκειμένου να επιταχύνει την ανάπτυξη της τεχνολογίας στην Ευρώπη.
«Τα Hyperloops ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις μεταφοράς που σήμερα είναι μεγαλύτερες: μείωση του χρόνου ταξιδιού και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων», δήλωσε ο καθηγητής Martínez Muneta.
Λόγω της περιορισμένης ταχύτητάς του – γενικά περίπου 300-350 km / h – ο σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας γίνεται γρήγορα κακή επιλογή για ταξίδια μεγαλύτερων αποστάσεων, εάν θέλετε να φτάσετε κάπου βιαστικά. Αυτό το κενό καλύπτεται από αεροπορικά ταξίδια μικρών και μεσαίων αποστάσεων, αλλά τα αεροσκάφη εκπέμπουν μεγάλο όγκο εκπομπών σε σύγκριση με τα τρένα και δεν είναι πάντα βολικά, καθώς τα αεροδρόμια μπορεί να βρίσκονται μακριά από τα κέντρα των πόλεων.
Ένα hyperloop θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα. «Αυτός ο τρόπος μεταφοράς εστιάζεται στην κάλυψη διαδρομών μεταξύ 400 και 1500 χιλιομέτρων», δήλωσε ο καθηγητής Martínez Muneta. Κατ ‘αυτόν τον τρόπο, το hyperloop θα αντικαταστήσει τα περισσότερα μικρότερα ταξίδια με αεροπλάνο, με πολύ λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. «Το hyperloop παράγει μηδενικές άμεσες εκπομπές ρύπων καθώς είναι 100% ηλεκτρικό, επιτυγχάνοντας παράλληλα υψηλότερες ταχύτητες και επομένως μικρότερους χρόνους ταξιδιού», είπε.
Εργαστήρια και κανονισμοί
Η υλοποίηση αυτού του οράματος στην πραγματικότητα θα διαρκέσει πιθανώς μια δεκαετία. Ο Vicén από το Zeleros προβλέπει ότι οι πρώτες εμπορικές διαδρομές επιβατών θα πραγματοποιηθούν γύρω στο 2030, ενώ τα hyperloops για εμπορικές μεταφορές θα εμφανιστούν μερικά χρόνια νωρίτερα, περίπου το 2025-2027.
Ένα βασικό ζήτημα σε αυτό το χρονικό πλαίσιο είναι το ρυθμιστικό πλαίσιο. «Η Ευρωπαϊκή Ένωση είναι η πρώτη περιοχή που έχει μια επιτροπή που προωθεί τη ρύθμιση και την τυποποίηση των hyperloops», δήλωσε ο Vicén, αναφερόμενος στην ίδρυση μιας κοινής τεχνικής επιτροπής για τα hyperloops το 2020 από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης και την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Ηλεκτροτεχνικής Τυποποίησης.
Σύμφωνα με την Zeleros, αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα εάν τα hyperloops θέλουν να καταστούν εμπορικά βιώσιμα. Αυτά τα σκάφη θα λειτουργήσουν με πρωτόγνωρες μέχρι στιγμής ,ταχύτητες, με νέα χαρακτηριστικά ασφαλείας όπως σωλήνες χωρίς αέρα. Αυτό με τη σειρά του θα απαιτούσε νέους κανονισμούς και τυποποιήσεις, για παράδειγμα σχετικά με το τι πρέπει να γίνει εάν η κάψουλα αποσυμπιεστεί.
Η τεχνολογία παραμένει μη δοκιμασμένη, αν και πειράματα στον πραγματικό κόσμο γίνονται όλο και συχνότερα. Ο Vicén αναφέρει πώς έχουν ήδη δοκιμάσει την τεχνολογία τους σε προσομοιώσεις υπολογιστών, όπου μπορούν να μοντελοποιήσουν πράγματα όπως αεροδυναμικές συνθήκες και ηλεκτρομαγνητική δυναμική. Χρησιμοποιούν επίσης τους λεγόμενους φυσικούς δείκτες ή πρωτότυπα που ελέγχουν σε εργαστηριακές συνθήκες πώς για παράδειγμα ο μαγνητισμός επηρεάζεται από τις υψηλές ταχύτητες,.
Πέρα απ αυτά όμως , προσπαθούν να μετακινηθούν από το εργαστήριο στο πεδίο. Αυτή τη στιγμή, σχεδιάζουν να χτίσουν ένα δοκιμαστικό κομμάτι 3 χιλιομέτρων σε μια τοποθεσία που δεν έχει ακόμη καθοριστεί στην Ισπανία, όπου μέχρι το 2023 ελπίζουν να επιδείξουν την τεχνολογία τους και συνεργάζονται με το λιμάνι της Βαλένθια για να μελετήσουν τη χρήση των hyperloops στη μεταφορά εμπορευμάτων.
Η έρευνα σε αυτό το άρθρο χρηματοδοτήθηκε από την ΕΕ.
