ما هو الهايبرلوب؟ إليك كل ما تحتاج إلى معرفته

نحن نعيش في عصر التقدم التكنولوجي الذي لا يصدق. بالنسبة لزائر من الماضي البعيد، يبدو هذا بالتأكيد وكأنه عصر طوباوي. ومع ذلك، في العديد من مجالات الحياة، لا يبدو أن الأمور قد تغيرت كثيرًا، والنقل هو مثال محزن على ذلك. لا تزال الطرق مليئة بالسيارات، والسماء مليئة بالطائرات. تنبأ الخيال العلمي في القرن العشرين بالسيارات الطائرة والناقلات الآنية؛ استقر القرن الحادي والعشرون في Segways.

ومع ذلك، فإن الأحلام لا تموت أبدًا، وخيال النقل المستقبلي لا يزال حيًا إلى حد كبير في الوقت الحالي كما يتضح من مفهوم يسمى الهايبرلوب. على الرغم من أنها ليست مثيرة للذهن مثل الناقل الآني أو ممتعة مثل حقيبة الطيران الشخصية، إلا أن Hyperloop يمكن أن إحداث ثورة في النقل الجماعي، وتقصير أوقات السفر على الأرض وتقليل الأضرار البيئية في العالم عملية.

ما هو الهايبرلوب؟

مفهوم الهايبرلوب كما هو معروف على نطاق واسع، تم اقتراحه من قبل رجل الصناعة الملياردير إيلون ماسك، الرئيس التنفيذي لشركة الفضاء SpaceX والرجل الذي يقف وراء شركة Tesla (وكذلك، في العام الماضي،

عدد من الزلات العامة). إنه رد فعل على نظام السكك الحديدية عالي السرعة في كاليفورنيا القطار السريع قيد التطوير حاليًا، والذي يشعر " ماسك " بأنه باهت (والذي يُزعم أنه سيكون كذلك). واحدة من أغلى وأبطأ حركة فى العالم).

يتكون هايبرلوب ماسك من أنبوبين ضخمين يمتدان من سان فرانسيسكو إلى لوس أنجلوس. ستسافر الكبسولات التي تحمل الركاب عبر الأنابيب بسرعات تزيد عن 700 ميل في الساعة. تخيل الأنابيب الهوائية التي يدخلها الناس الجيتسون تستخدم للتنقل بين المباني، ولكن على نطاق أوسع بكثير. من أجل الدفع، سيتم زرع مسرعات مغناطيسية على طول الأنبوب، لدفع القرون إلى الأمام. ستحتوي الأنابيب على بيئة منخفضة الضغط، حيث تحيط بالكبسولة بوسادة من الهواء تسمح للكبسولة بالتحرك بأمان بسرعات عالية، مثل انزلاق قرص القرص فوق طاولة الهوكي الهوائي.

نظرًا لضيق الأرباع في الأنبوب، قد يكون تراكم الضغط أمام الكبسولة مشكلة. يحتاج الأنبوب إلى نظام لمنع تراكم الهواء بهذه الطريقة. يوصي تصميم Musk بوجود ضاغط هواء في مقدمة الكبسولة والذي سيحرك الهواء من الأمام إلى الذيل، مما يبقيه عالياً ويمنع تراكم الضغط بسبب إزاحة الهواء. ومن المتوقع أن تستغرق الرحلة ذات الاتجاه الواحد على الهايبرلوب حوالي 35 دقيقة (للمقارنة، يستغرق السفر نفس المسافة بالسيارة حوالي ست ساعات).

لماذا الحاجة؟

تميل وسائل النقل التقليدية (الطرق والمياه والهواء والسكك الحديدية) إلى أن تكون مزيجًا من الباهظة الثمن والبطيئة والضارة بالبيئة. ويشكل السفر البري مشكلة بشكل خاص، نظرا لانبعاثات الكربون وتقلب أسعار النفط. ومع استمرار تفاقم المخاطر البيئية الناجمة عن استهلاك الطاقة، فإن النقل الجماعي سيكون حاسما في السنوات المقبلة.

يعتبر السفر بالسكك الحديدية موفرًا للطاقة نسبيًا ويوفر الخيار الأكثر صداقة للبيئة، ولكنه بطيء جدًا ومكلف للغاية بحيث لا يمكن اعتماده على نطاق واسع. على مسافات أقل من 900 ميل، يكون السفر الأسرع من الصوت غير ممكن، حيث سيتم قضاء معظم الرحلة في الصعود والهبوط (أبطأ رحلة) أجزاء من الرحلة.) ونظرًا لهذه المشكلات، يهدف Hyperloop إلى إنشاء نظام نقل عالي السرعة وفعال من حيث التكلفة للاستخدام في الرحلات المتوسطة المسافات. وكمثال على النوع الصحيح من المسافة، يستخدم " ماسك " الطريق من سان فرانسيسكو إلى لوس أنجلوس ( وهو الطريق الذي سيغطيه نظام السكك الحديدية عالية السرعة أيضًا). ستحتوي أنابيب الهايبرلوب على ألواح شمسية مثبتة على السطح، مما يسمح بنظام نظيف وذاتي التشغيل.

هناك بالطبع عيوب. والجدير بالذكر أن التحرك عبر الأنبوب بمثل هذه السرعات العالية يحول دون المنعطفات الكبيرة أو التغيرات في الارتفاع. ونتيجة لذلك، يعد النظام مثاليًا للرحلات المباشرة عبر التضاريس المستوية نسبيًا.

ولاية كاليفورنيا، بطبيعة الحال، معرضة للزلازل، وتصميم الهايبرلوب يأخذ ذلك في الاعتبار. سيتم تركيب الأنابيب على سلسلة من الأعمدة المنتشرة على طول الطريق، حيث يتم وضع كل عمود كل 100 قدم أو نحو ذلك. ستسمح الأعمدة بالانزلاق بسبب التمدد الحراري والزلازل، مما يضمن عدم كسر الأنابيب بسبب أي حركة من هذا القبيل.

من الناحية الواقعية، فإن المشكلة الأهم في إطلاق أي مشروع هي المال، ويتضاعف ذلك عند الحديث عن العمل العام. وحتى لو تمكن المرء من إنتاج مخطط مثير للإعجاب، فلا تزال هناك قضايا تتعلق بالموافقة العامة، والتشريعات، واللوائح التنظيمية، والمقاولين، والتي تستحق القلق. ولحسن الحظ، فإن مشروع الهايبرلوب سيكون بمثابة إجراء لتوفير التكاليف، خاصة عند قياسه في مقابل مشروع السكك الحديدية الضخم الجاري تنفيذه حاليا. وتشير تقديرات تقرير ماسك التقني الخاص بالهايبرلوب إلى أن التكلفة الإجمالية يمكن أن تظل أقل من ستة مليارات دولار. وفي الوقت نفسه، من المتوقع أن تكلف المرحلة الأولى من مشروع السكك الحديدية عالية السرعة في كاليفورنيا ما لا يقل عن 68 مليار دولار.

منافسة الهايبرلوب والتطورات الأخيرة

على الرغم من أن إيلون ماسك طرح الفكرة، إلا أن شركة SpaceX لا تقوم بتطوير هايبرلوب تجاري خاص بها. وبدلاً من ذلك، عقدت مسابقات مختلفة لتشجيع الطلاب والمهندسين على تطوير نماذج أولية للكبسولات. لتسهيل ذلك، قامت شركة SpaceX ببناء مسار اختبار بطول ميل واحد في كاليفورنيا.

في 30 يناير 2016، اختتمت مسابقة تصميم SpaceX Hyperloop. تم تقديم أكثر من 100 تصميم نموذجي للكبسولة، وفاز 27 فريقًا بفرصة اختبار تصميماتهم على مسار اختبار SpaceX Hyperloop في يونيو 2016. فاز فريق من طلاب الدراسات العليا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بجائزة أفضل تصميم شامل. وفقًا لفريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، فإن الكبسولة خفيفة الوزن وتؤكد على السرعة والسلامة، بما في ذلك نظام الفرامل الآمن. في حين أن العديد من تصميمات Hyperloop تستخدم نفاثات الهواء للتحليق، فإن تصميم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يستخدم مصفوفتين من مغناطيس النيوديميوم لإبقاء الكبسولة عالياً. تعمل المغناطيسات الإضافية داخل الحامل على الحفاظ على ثباته أثناء تسابقه على طول المسار. كانت قوة النموذج الأولي مثيرة للإعجاب، على الرغم من أنه لا يزال بعيدًا جدًا عن المنتج التجاري نظرًا لأنه يفتقر حاليًا إلى مساحة للركاب أو حتى البضائع.

في يناير/كانون الثاني 2017، اختتمت مسابقة SpaceX Hyperloop طويلة الأمد بـ "Competition Weekend I"، حيث تسابقت المركبات المكتملة على مسار الاختبار. وحصل فريق من جامعة دلفت في هولندا على الجائزة الأولى.

نحن فخورون جدًا بكوننا الفائز العام في أول مسابقة لكبسولات الهايبرلوب على الإطلاق! شكرا للجميع على الدعم الكبير! pic.twitter.com/BKl5bI5iNX

- دلفت هايبرلوب (@DelftHyperloop) 30 يناير 2017

على الرغم من أن هذه المسابقة بالتحديد قد انتهت، إلا أن مشروع Hyperloop لم ينته بعد، حيث تستكشف الشركات والحكومات حول العالم هذا المفهوم. من جانبها، سوف تعقد SpaceX مسابقة أخرى من 25 إلى 27 أغسطس. في مسابقة HyperLoop Pod 2، سيسعى المتسابقون جاهدين لتحقيق أعلى سرعة قصوى. نشرت شركة SpaceX قائمة المشاركين، والتي تضم بعض الفرق من المسابقة الأولى.

الكشف عن كوينتيرو وان

في أكتوبر 2018، عرضت شركة HTT أول كبسولة ركاب لها، والتي أطلق عليها اسم Quintero One. يبلغ طول الكبسولة 105 أقدام، وتزن Quintero One خمسة أطنان، وهي مصنوعة من طبقتين من مادة يطلق عليها HTT اسم "vibranium". على الرغم من أن الويبرانيوم الخاص بـ HTT ليس منتجًا لشركة Wakanda، إلا أنه هو "المواد الأكثر أمانًا على وجه الأرض"، وفقًا للمؤسس المشارك والرئيس التنفيذي ديرك أهلبورن، الذي يستمر في القول إن مادة الفيبرانيوم، وهي مادة من ألياف الكربون مبطنة بأجهزة استشعار، يمكنها "في الواقع الشعور بالسلامة". و "المراقبين تأثير." تتكون كبسولة HTT من طبقتين من الويبرانيوم، لذلك حتى لو تعرضت الطبقة الأولى للضرر، يمكن للكبسولة البقاء على قيد الحياة حتى تصل إلى بر الأمان.

يقول بيبوب جريستا، رئيس شركة HTT، إن الكبسولة "سيتم تحسينها بالكامل وجاهزة للركاب" في عام 2019. يؤكد جريستا أيضًا على أن HTT "اتخذت خطوات كبيرة في حل اللوائح الحكومية من خلال إرشادات شهادة السلامة الخاصة بنا وأطر التأمين"، مما يشير إلى أن الشركة قد تكون على وشك الحصول على مشروع Hyperloop مشروع ويمكن الوصول إليه المستهلكين.

ومع ذلك، ليس هناك ما يضمن أن أي شيء ملموس سيخرج من هذه المسابقات. إنها وسيلة للمهندسين والشركات لتبادل المعرفة وربما البدء في جعل نظام Hyperloop حقيقة واقعة في مرحلة ما. مثل المعرض العالمي، فهو مكان تصبح فيه رؤى المستقبل أكثر وضوحًا.

التطورات في الخارج

في حين أن مسابقة SpaceX كانت بمثابة عرض جيد لطلاب الهندسة، إلا أن مفهوم Hyperloop قد حظي أيضًا باهتمام رجال الأعمال. الشركات الناشئة مثل هايبرلوب وان (هايبرلوب تكنولوجيز سابقا) و تقنيات النقل هايبرلوب (HTT) تعمل على أنظمة Hyperloop خاصة بها، وما يفتقرون إليه في التسمية الذكية يعوضونه بالطموح. تقوم كلتا الشركتين ببناء مسارات الاختبار الخاصة بهما، وقبل بضع سنوات، أعلنت شركة HTT عن شراكات مع فراغ أورليكون ليبولد، وهي شركة هندسية متخصصة في تكنولوجيا الفراغ، و ايكوم، وهي شركة دولية تقدم الدعم الفني للمشروع. سوف تحصل الشركات على خيارات الأسهم مقابل مشاركتها.

كانت شراكة HTT مع Oerlikon وAecom بمثابة تطور هائل. لقد اعتبرت الشركات الدولية المتداولة علنًا أن مفهوم Hyperloop قوي بما يكفي للاستثمار فيه. كما أنهم يجلبون معهم أيضًا الخبرة التي تشتد الحاجة إليها: لقد كانت شركة Oerlikon رائدة في مجال تكنولوجيا التفريغ منذ عام 2010 فجر القرن العشرين، بينما شاركت Aecom في العديد من المشاريع الهندسية رفيعة المستوى مثل ملعب كيب تاون. تمثل هذه الشراكة تصويتًا هائلاً بالثقة في Hyperloop، وتضفي الشرعية المطلوبة بشدة على المشروع الذي كان حتى وقت قريب حلمًا بعيد المنال.

أثبت شهر يناير 2016 أنه شهر كبير لتقدم تقنية Hyperloop. تقدمت شركة HTT بطلب للحصول على تصريح لبدء البناء على مسار اختبار على طول الطريق السريع I-5 في Quay Valley، كاليفورنيا. وفي الوقت نفسه، تعاونت شركة SpaceX التابعة لشركة Elon Musk، صاحبة فكرة Hyperloop، مع شركة Aecom لبناء مسار اختبار خاص بها في هوثورن، كاليفورنيا. ومع وجود ثلاثة مسارات اختبارية قيد التطوير حاليًا، تعد Golden State في طليعة تطوير Hyperloop.

في مارس 2016، أعلنت شركة HTT عن نيتها بناء شبكة من مسارات Hyperloop التي تربط فيينا وبراتيسلافا وبودابست، حيث تعمل سلوفاكيا كمركز بين الثلاثة.

في مايو 2016، عرضت شركة Hyperloop One النموذج الأولي لنظامها في مسار اختبار في لاس فيغاس.

وفي مؤتمر عُقد في إبريل 2017 تحت عنوان "رؤية لأمريكا"، كشفت شركة Hyperloop One عن العديد من المسارات المقترحة التي يمكنها بناءها في جميع أنحاء الولايات المتحدة. تتضمن المسارات المقترحة مسارًا يربط بين دالاس وهيوستن ولاريدو - ويتوقف بينهما - بزمن عبور إجمالي يبلغ حوالي ساعة أو أقل. ومن خلال المقترحات، عرضت الشركة فوائد اقتصادية - يمكن للطريق من شيكاغو إلى بيتسبرغ أن يخلق "منطقة اقتصادية ضخمة" - وفوائد بيئية؛ وأشار Hyperloop One إلى أن المسار المقترح من أورلاندو إلى ميامي يمكن أن يتجنب منطقة إيفرجليدز.

إنه عرض تقديمي مفصل، يقدم نظرة على العوامل العديدة التي تأخذها هذه الشركات الناشئة في الاعتبار.

لا يزال من غير الواضح ما إذا كان سيتم اعتماد أنظمة Hyperloop التجارية على نطاق واسع. ومع تضخم عدد سكان العالم وتدهور البيئة، فإن تحسين أنظمة النقل الجماعي سوف يصبح أمرا ضروريا. ذات مرة، زعم ليونارد برنشتاين أن المساعي العظيمة تتطلب شيئين: "الخطة، وليس الوقت الكافي". خطة الهايبرلوب موجودة، لكن كم من الوقت لدينا؟

توصيات المحررين

• يقول إيلون ماسك إن جسمًا غامضًا على عصا سوف يوصلك بأقمار الإنترنت الخاصة به
• هذا ما يبدو عليه 60 قمرًا صناعيًا للإنترنت من شركة SpaceX معبأة في صاروخ
• إليك كل ما تحتاج لمعرفته حول شركة Boring
• ما هي الشبكة العصبية الاصطناعية؟ إليك كل ما تحتاج إلى معرفته
• مشروع SpaceX BFR: كل ما تحتاج إلى معرفته بما في ذلك الرحلات الجوية الأولى