هایپرلوپ چیست ؛ سریع‌ترین سیستم حمل و نقل جهان چگونه کار می‌کند؟

در این مطلب با تکنولوژی Hyperloop آشنا شده و درمی‌یابید که هایپرلوپ چیست و چگونه کار می‌کند؟ این تکنولوژی سریع‌ترین سیستم حمل و نقل جهان بوده و آینده این صنعت را دگرگون خواهد کرد.

در پاسخ به سوال هایپرلوپ چیست باید گفت که همه چیز به سرعت باز می‌گردد. سفر و جابجایی با سرعت بالا آرزوی دیرینه بشر بوده است. در این مطلب همه چیز درباره هایپرلوپ را خواهید فهمید.

هایپرلوپ چیست

Hyperloop چیست؟ برای پاسخ به این سوال باید گریزی به تاریخچه حمل و نقل و مسافرت انسان بزنیم.

بازیگران موثر در صنعت حمل و نقل در حال تغییر هستند. روزگاری بشر برای جابجایی و سفر به چهارپایان محتاج بود، بعد از آن به استفاده از درشکه و گاری روی آورد، ماشین اختراع شد و قطار و هواپیما سرعت جابجایی را چندین برابر کردند، اما اکنون نوبت به تکنولوژی جدیدی رسیده تا سریع‌ ترین سیستم حمل و نقل دنیا را ایجاد کند.

هایپرلوپ (اَبَرچَنبر) فرم جدیدی از حمل و نقل سریع زمینی است که توسط ایلان ماسک مطرح شد. این تکنولوژی سریع‌ترین سیستم حمل و نقل جهان خواهد بود که می‌تواند مسافران را با سرعتی در حدود ۷۰۰ مایل در ساعت (بیش از ۱۱۲۵ کیلومتر بر ساعت) جابجا کند.

در این سیستم کپسول هایی که برای نشستن مسافران طراحی شده در لوله هایی که تقریبا شرایط خلا در آن حکمفرما است، حرکت می‌کنند. این لوله های خلا باعث می‌شود تا اصطکاک به حداقل ممکن رسیده و شرایط برای رسیدن به سرعت های بالای ۱۰۰۰ کیلومتر در ساعت فراهم شود.

البته ایده اولیه هایپرلوپ به‌شدت تحت تاثیر وکترین vactrain است که توسط رابرت گدارد (Robert Goddard) پیشنهاد شد. در تاریخچه هایپرلوپ از کانسپت گدارد بیشتر خواهیم گفت.

نسخه ایلان ماسک از طرح مفهومی وکترین گدارد، در سال ۲۰۱۳ به شکل عمومی مطرح شد. ایده ایلان ماسک لوله ها یا همان تیوب های با فشار بسیار پایین هوا را شامل می‌شد که کپسول های تحت فشار روی یاتاقان های آیرودینامیکی با موتورهای القایی خطی و کمپرسورهای محوری رانده می‌شوند.

تفاوت دیگر وسایل نقلیه با هایپرلوپ چیست

اگر بخواهید بدانید که هایپرلوپ چیست شاید در نگاه اول چیزی شبیه به یک قطار باشد که درون لوله‌ای خلا در حرکت است، اما بین این فناوری و قطارهای ریلی دو تفاوت بزرگ وجود دارد.

  1. غلاف های حمل مسافر درون لوله یا تونل هایی که به منظور کاهش اصطکاک تا بیشترین حد ممکن از هوا خالی شده است، حرکت می‌کنند. این موضوع باعث می‌شود تا این غلاف ها امکان رسیدن به سرعت بالای ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت را داشته باشد.
  2. کپسول های حمل مسافر یا همان غلاف ها (pods) به جای استفاده از چرخ به مانند قطار یا خودرو، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که روی هوا اسکی کرده و سُر بخورند.

این تقریبا همان ایده اجرا شده در میزهای بازی ایرهاکی است. حرکت روی هوا یا جابجایی از طریق شناوری مغناطیسی به منظور کاهش اصطکاک انجام می‌گیرد. در حال حاضر تعدادی از شرکت های بزرگ دنیا در حال تلاش برای تبدیل این ایده به یک سیستم تجاری کارآمد هستند.

مزایا و ویژگی‌های Hyperloop چیست

حامیان این تکنولوژی استدلال می‌کنند که هایپرلوپ می‌تواند بسیار ارزان‌تر و سریع‌تر از قطار و یا سفر با خودرو بوده و نسبت به سفرهای هوایی علاوه بر قیمت پایین‌تر، آلودگی کمتری هم داشته باشد. این افراد همچنین ادعا می‌کنند که ساخت و آماده سازی تجهیزات این وسیله نقلیه، ارزانتر و سریع‌تر از ساخت راه آهن تمام خواهد شد.

هایپرلوپ می‌تواند فشار ترافیکی جاده ها را کاهش داده، مسافرت بین شهری را آسانتر کرده و به طور بالقوه منافع اقتصادی زیادی به همراه داشته باشد.

بیشتر بخوانید: سریع‌ترین قطارهای جهان با سرعتی بیش از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت

چه زمانی اولین سفر با هایپرلوپ انجام می‌شود

تکنولوژی هایپرلوپ هنوز در حال توسعه است، اما پشرفت های چشمگیری نیز تاکنون داشته است. احتمالا دبی صاحب نخستین سیستم هایپرلوپ جهان خواهد شد. حدود دو سال قبل شرکت هایپرلوپ وان (Hyperloop One) از نخستین مدل عملیاتی خود که شهر ابوظبی را به دبی متصل می‌کند، رونمایی کرد.

اگر کار ساخت بر اساس برنامه ریزی های انجام شده پیش برود، هایپرلوپ دبی به احتمال بسیار زیاد تا اواخر سال ۲۰۲۰ یا اوایل ۲۰۲۱ میلادی در امارات متحده عربی افتتاح خواهد شد.

تاریخچه هایپرلوپ چیست

اگر بخواهیم به شروع اولین قدم ها در تاریخچه هایپرلوپ اشاره کنیم باید به قرن نوزدهم میلادی بازگردیم. به عنوان نمونه در سال ۱۸۶۴ میلادی در پارک کریستال پالاس در جنوب لندن، یک راه‌آهن اتمسفریک آزمایشی، راه‌اندازی شد. در راه آهن پنومانتیک کریستال پالاس از فشار هوا برای جابجایی یک واگن استفاده می‌شد.

در اواخر قرن نوزدهم از همان سیستم های مشابه لوله های پنوماتیک برای ارسال بسته یا نامه بین ساختمان ها استفاده می‌شد.

اما ایده اولیه هایپرلوپ به‌شدت تحت تاثیر vactrain است. vactrain مخفف vacuum tube train بوده و به معنای قطار لوله خلا است.

رابرت گدارد (Robert Goddard) یک دانشمند آمریکایی و سازنده اولین موشک سوخت مایع که طرح وکترین را پیشنهاد داد، کانسپتی از یک غلاف لوله ای بدون مقاومت هوا و اصطکاک را مطرح کرد که با سرعت بسیار بالا قادر به جابجایی بار یا مسافر است.

با این حال، تا سال ۲۰۱۳ که ایلان ماسک در مقاله‌ای با عنوان هایپرلوپ آلفا مفهوم مورد علاقه خود را توضیح داد، موفقیت های چندانی در این خصوص به دست نیامده بود. ایلان در مقاله خود به چگونگی کار هایپرلوپ و همچنین مقدار هزینه ساخت این سیستم مدرن حمل و نقل نیز اشاره کرد.

هایپرلوپ آلفا چیست

ایلان ماسک چشم انداز خود از آینده هایپرلوپ را در مقاله ای با عنوان Hyperloop Alpha مطرح کرد. در این مقاله او از سفری بین لس آنجلس و سانفرانسیسکو گفت که می‌توانست بسیار سریعتر و ارزانتر از وضعیت فعلی باشد.

ایلان معتقد است که هایپرلوپ می‌تواند امن‌تر، سریع‌تر و مقرون به صرفه‌تر از وسایل نقلیه فعلی بوده، انرژی خود را تامین کرده و برای مردم در طول مسیر خطرات بسیار کمتری داشته باشد.

ماسک می‌گوید که هایپرلوپ برای مسیرهایی در حدود ۱۵۰۰ کیلومتر بسیار مناسب است، در فواصل دورتر، این سفرهای هوایی مافوق صوت است که کارآمدتر خواهند بود.

ماسک نوشت که کوتاهترین مسیر و سریعترین راه استفاده از تله پورت خواهد بود که البته بسیار عجیب است، اما تنها راه برای یک سفر فوق العاده سریع و امن، ساخت یک لوله در زیر یا روی زمین است که محیط خاصی داشته باشد.

لوله هایپرلوپ چگونه کار می‌کند

ایده اصلی Hyperloop که چشم انداز کلی ایلان ماسک را نشان می‌دهد، یک غلاف یا کپسولی پر از مسافر است که از طریق یک لوله (تیوب) در زیر یا روی زمین جابجا می‌شود، اما لوله هایپرلوپ چگونه کار می‌کند؟

برای کاهش اصطکاک در اکثر مواقع -نه در همه اوقات- هوا توسط پمپ هایی مکنده از این لوله یا تیوب خارج می‌شود.

یکی از مهمترین مسایل در مسافرت هایی با سرعت بالا، غلبه بر مقاومت هواست. هواپیماهای مسافربری به ارتفاع بالایی می‌روند تا با مقاومت هوای کمتری روبرو شوند. برای ایجاد یک اثر مشابه در سطح زمین، کپسول های مسافری در لوله هایی تقریبا خالی از هوا قرار می‌گیرند. این به طور موثری اجازه می‌دهد تا قطارها در مسافرت های زمینی به سرعت هواپیما برسند.

در مدل ماسک، فشار هواوی درون لوله هایپرلوپ حدود یک‌ششم فشار جو در مریخ است. این بدان معناست که نیروی درگ یا پسار چیزی در حدود ۱۰۰۰ برابر نسبت به سطح دریاکاهش یافته باشد. این شرایط، معادل پرواز در ارتفاع بیش از ۴۵ هزار متر است و کپسول درون چنین شرایطی حرکت می‌کند، اما کپسول Hyperloop چگونه کار می‌کند؟

کپسول Hyperloop چگونه کار می‌کند

در مدل ماسک، کپسول هایپرلوپ در بالای سطح لوله و روی مجموعه ای از ۲۸ یاتاقان هوایی سُر می‌خورد. این درست به مانند میز بازی ایر هاکی است. سایر نسخه های هایپرلوپ برای شناور نگه داشتن غلاف یا کپسول مسافر از شناوری مغناطیسی استفاده می‌کنند.

کپسول سرعت اولیه خود را از یک موتور خطی الکتریکی به دست می‌آورد که سرعت آن را تا نزدیکترین حد ممکن به سرعت صوت بالا می‌برد. غلاف در طول مسیر خود درون لوله‌ای نزدیک به خلا حرکت می‌کند. هر کپسول می‌تواند ۲۸ مسافر را جابجا کند. برخی مدل های هایپرلوپ ظرفیت حمل مسافر تا ۴۰ نفر را دارد و برخی از نسخه های آن برای حمل بار و چمدان طراحی شده‌اند.

در مدل ماسک، هایپرلوپ قدرت خود را از پنل های خورشیدی به دست می‌آورد که روی لوله این سیستم حمل و نقل قرار گرفته است. به این ترتیب انرژی بیشتری برای کارهای عملیاتی تامین خواهد شد.

هزینه ساخت هایپرلوپ چقدر است

پیش بینی ایلان ماسک برای هزینه ساخت هایپرلوپ لس آنجلس به سانفرانسیسکو چیزی در حدود ۶ میلیارد دلار است. یک سفر نیم ساعته که در هر ۳۰ ثانیه یک غلاف با ظرفیت ۲۸ مسافر به حرکت در می‌آید.

هزینه ساخت هایپرلوپ چقدر است
هزینه ساخت Hyperloop

بیشترین هزینه ساخت Hyperloop مربوط به توسعه شبکه های لوله ای آن است. کل هزینه های لوله، ستون ها، پمپ های خلاء و ایستگاه ها برای نسخه های مسافری هایپرلوپ بیش از ۴ میلیارد دلار است.

هزینه ساخت هر غلاف نیز ۱.۳۵ میلیون دلار است و با پیش بینی ۴۰ غلاف برای ارائه خدمات مورد نیاز، هزینه کلی ساخت کپسول ها به ۵۴ میلیون دلار می‌رسد. این مقدار تنها کمتر از ۹ درصد هزینه ساخت سیستم راه آهن های فوق سریع است.

قیمت بلیط هایپرلوپ از لس آنجلس به سانفرانسیسکو تنها ۲۰ دلار خواهد بود، اما شرکت Hyperloop One می‌گوید که تعیین قیمت بلیط در حال حاضر بسیار مشکل است، ولی هدف این است که قیمت آن برای هر شخصی مقرون به صرفه باشد.

در حال حاضر تعدادی از شرکت ها در تلاش هستند تا این ایده را به واقعیت تبدیل کنند، از جمله این شرکت ها می‌توان به کمپانی های Virgin Hyperloop One ،HTT ،TransPod ،Arrivo اشاره کرد. هر یک از این کمپانی ها تکنولوژی های نسبتا متفاوتی را ارائه می‌‎دهند، اما ایده اصلی هنوز هم همان سیستم لوله‌ای و کپسول های مسافربری است.

شرکت های سازنده تکنولوژی هایپرلوپ

  • کمپانی Virgin Hyperloop One

شرکت هایپرلوپ وان یکی از پیشگامان پیشرو در تلاش برای ایجاد یک Hyperloop تجاری قابل قبول است. این شرکت در سال ۲۰۱۴ با ۳۰۰ کارمند به منظور ساخت سریع ترین سیستم حمل و نقل جهان تاسیس شد.

این شرکت چندی قبل اعلام کرد که برای ساخت یک هایپرلوپ بین شهرهای پونه و بمبئی در ایالت ماهاراشترا صحبت های اولیه را با دولت هند انجام داده است. ساخت مسیر کامل Pune-Mumbai که یک سفر ۲۵ دقیقه‌ای است، طی پنج تا هفت سال انجام خواهد شد.

هایپرلوپ وان همچنین روی امکان سنجی ساخت مسیر کانزاس سیتی به سنت لوئیس نیز مشغول کار است. کمپانی Hyperloop One با ایجاد مسیری به نام DevLoop در صحرای نوادا ساخت یک مسیر آزمایشی به طول ۵۰۰ متر و قطر ۳.۳ را آغاز کرده است.

زمانی که مراحل ساخت این مسیر آزمایشی به پایان برسد، حلقه‌ای به طول ۳۰ مایل در خارج از شهر لاس‌وگاس ایجاد می‌شود. این کمپانی امیدوار است، آزمایش‌های مقیاس کامل نخستین سیستم حمل‌ونقل هایپرلوپ جهان را در آن انجام دهد.

  • شرکت  Hyperloop Transport Technologies

در سال ۲۰۱۳ شرکت Hyperloop Transport Technologies تاسیس شد تا رویای سریع ترین سیستم حمل و نقل جهان را به واقعیت تبدیل کند. این شرکت با تیمی متشکل از ۸۰۰ مهندس در لس آنجلس آغاز به کار کرد.

شرکت HTT قصد دارد سیستم حمل و نقل جدید خود را بر اساس یک سیستم حرکت شناوری مغناطیسی ایجاد کند که قادر است یک کپسول ۳۰ متری با ظرفیت ۲۸ تا ۴۰ مسافر را با سرعت ۱۲۲۳ کیلومتر در ساعت به جلو براند.

در ماه سپتامبر گذشته این شرکت اعلام کرد که با امضای قراردادی با دولت هند، ساخت مسیری را بین شهرهای ویجیاوادا و اماراواتی آغاز خواهد کرد. این هایپرلوپ می‌تواند بیش از یک ساعت سفر را به یک سواری ۶ دقیقه ای تبدیل کند.

این شرکت مشغول مطالعه روی امکان سنجی ساخت مسیری بین جمهوری چک و اسلواکی و همچنین یک مسیر جدید در امارات عربی متحده نیز مشغول است.

آینده هایپرلوپ چه خواهد بود

آینده هایپرلوپ چیست و آیا این سیستم می‌تواند تحولی درصنعت حمل و نقا آینده جهان ایجاد کند؟

مطمئنا مرحله بعدی این است که Hyperloop بتواند فراتر از فاز اولیه آزمایش و مطالعات امکان سنجی حرکت کرده و آزمایشات طولانی مدتی در زمینه تکنولوژی را آغاز کند. حتی مهمتر از آن، آزمایش این سرویس با وجود مسافر است.

چالش دیگری که بر سر راه توسعه هایپرلوپ دیده می‌شود، این است که باید یک مدل تجاری مناسب برای آن پیدا شود تا امکان ساخت آن در سراسر جهان وجود داشته باشد. تنها زمانی می‌توان گفت تکنولوژی هایپرلوپ موفق بوده است که بتوان آن را به واقعیت سیستم حمل و نقل آینده جهان تبدیل کرد.

.

منبع: zdnet



ارسال نظر