تلگرام دنده 6

هایپرلوپ چیست و چگونه انقلابی در حمل و نقل به وجود خواهد آورد؟

مهدی مهدیخانی | سه شنبه، ۱۵ خرداد

هایپرلوپ چیست و چگونه انقلابی در حمل و نقل به وجود خواهد آورد؟
امتیاز بدهید

انسان‌ها از قدیم الایام همواره سعی می‌کرده‌اند که وسیله‌ای سریع‌تر برای جابه‌جایی خود پیدا کنند و ظاهرا این تلاش هیچ‌گاه متوقف نمی‌شود. هرچند با ورود خودروها و قطارها انقلاب بزرگی در حمل و نقل رخ داد، اما پس از گذشت سالیان نسبتا زیادی، دو میلیاردر بزرگ وعده انقلاب جدیدی را در این حوزه داده‌اند. این دو نفر ایلان ماسک و ریچارد برانسون هستند. هرچند کمپانی اسپیس ایکس و هایپرلوپ وان که هرکدام برای یکی از آن‌ها است رابطه چندانی با هم ندارند، اما در تاریخچه‌شان به یکدیگر مرتبطند.

آغاز هایپرلوپ

هایپرلوپ

ایده کلی این طرح متعلق به آقای ایلان ماسک است. فردی که او را بیش‌تر با جاه‌طلبی‌ها و البته نبوغ فراوانش می‌شناسیم. او این ایده را با سرمایه‌گذاری ایرانی الاصل به نام شروین پیشه‌ور در میان می‌گذارد و کم کم این ایده شکلی جدی به خود می‌گیرد.

البته شخص ایلان ماسک به دلیل مشغله‌های فراوانی که در اسپیس ایکس داشته ترجیح می‌دهد که پروژه شکل عمومی‌تری به خود بگیرد و بیشتر دیگران آن را به پیش ببرند. بنابراین طرح هایپرلوپ را به شکل اپن سورس در می‌آورد. او در سال ۲۰۱۳ مقاله‌ای ۵۸ صفحه‌ای (که بعدا به نام مقاله هایپرلوپ آلفا معروف شد) منتشر کرد که در آن به شرح ایده خود پرداخت. این مقاله توسط آقای پیشه‌ور به دست رییس جمهور وقت آمریکا می‌رسد و اوباما نیز حمایت خود را از این طرح اعلام می‌کند.

یک  سال بعد پیشه‌ور با جمع آوری گروهی مستقل از ماسک اقدام به تاسیس کمپانی‌ به نام هاپرلوپ تکنولوجیز می‌کند. در سال ۲۰۱۶ نام این کمپانی به هایپرلوپ وان تغییر می‌کند و در سال ۲۰۱۷ به دلیل مشکلاتی که برای پیشه‌ور پیش می‌آید، او ریاست کمپانی را رها کرده و آن را به ریچارد برانسون می‌سپارد.

در حال حاضر رقابت تناتنگی میان ایلان ماسک و ریچارد برانسون برای ساخت سیستم حمل و نقل جدید و تغییر آینده وجود دارد و هرکدام به نوعی در حال پیش‌برد اهداف خود هستند.

هایپرلوپ چگونه کار می‌کند

hyperloop

سیستم هایپرلوپ در نگاه اول چندان پیچیده به نظر نمی‌رسد. به طور کلی این تکنولوژی از دو بخش تونل خلا و کپسول برای جابه‌جایی مسافران تشکیل می‌شود.

در تئوری، این کپسول‌ها قرار است که در این تونل خلا توسط آهنرباهای قوی حرکت کنند. البته ایلان ماسک برای جابه‌جایی این کپسول‌ها، موتورهای القایی خطی را در نظر دارد که با فرایندی مشابه با موتورهای الکتریکی معمولی، حرکتی خطی تولید می‌کنند. از طرف دیگر ریچارد برانسون و کمپانی‌اش از تعلیق مغناطیسی با استفاده از ابررساناها بهره می‌برند. البته برای سرعت‌های کمتر از ۱۶۰ کیلومتر بر ساعت، کپسول‌ها می‌توانند به چرخ مجهز شوند.

اما دشوارترین قسمت فنی ساخت هایپرلوپ، تونل خلا آن محسوب می‌شود. می‌توان با استفاده از موتورهایی که هوا را مکش می‌کنند، تا حدودی شرایط خلا را در تونل‌ها ایجاد کرد. در این صورت کپسول‌ها می‌توانند حتی به سرعت باورنکردنی ۱۲۲۰ کیلومتر بر ساعت نیز دست پیدا کنند.

اسپیس ایکس پیش بینی کرده است که با استفاده از هایپرلوپ می‌توان مسیر ۶ ساعته لس آنجلس تا سان‌فرانسیسکو را تنها در طی ۳۵ دقیقه سپری کرد. هایپرلوپ وان نیز می‌گوید با استفاده از کپسول‌ها می‌توان طی ۲۵ دقیقه از شهر پونه به بمبئی رسید. طی کردن این مسیر به طور معمول بیش از سه ساعت طول می‌کشد.

دشواری‌های ساخت

dreaming of hyperloop

در مسیر ساخت هایپرلوپ چالش‌های مختلفی پیش روی مهندسان قرار دارد. اولین مشکل، ساخت شبکه‌ تونل‌هایی طولانی است که از نظر زمانی بسیار وقت گیر خواهد بود و هزینه زیادی نیز به همراه دارد.

اما با حفاری تونل‌ها، تازه مشکل اصلی‌تری پدیدار می‌شود. هر دو کمپانی باید سیستم پمپ‌های مکنده پیشرفته‌ای را طراحی کنند که توانایی ایجاد خلا را در تمام شبکه تونل‌ها داشته باشد. ایلان ماسک نیز معتقد است که ایجاد خلا کامل امری بسیار دشوار خواهد بود و استفاده از تونل‌‌هایی با سطح فشار پایین گزینه بهتری محسوب می‌شود.

سومین مشکل، مشکلی ذاتی در گازها به نام محدودیت کانترویتز است. مطابق این قانون، هنگامی که جریان سیالی تا حد مشخصی متراکم شود، سرعت جریان دوباره افزایش یافته تا دبی جرمی ثابت بماند. درواقع برای حداکثر دبی جریان عبوری از یک کانال، محدودیتی ذاتی وجود دارد.

برای حل مشکل محدودیت کانترویتز در هایپرلوپ دو راه حل اصلی وجود دارد. روش اول این است که کانال‌های بزرگتری ساخته شود؛ که البته هم گران است و هم ساخت آن مشکلات زیادی دارد. راه دوم نیز کم کردن سرعت کپسول‌ها است که در این صورت دیگر پروژه هایپرلوپ معنا نخواهد داشت.

کانال‌های هایپرلوپ

راه سوم ایلان ماسک

اما ایلان ماسک راه سومی را پیشنهاد می‌دهد. او در نظر دارد که یک کمپرسور در دماغه کپسول قرار دهد که در هر لحظه هوا با فشار بالا را از جلوی کپسول گرفته و به انتهای آن منتقل کند.

اما مسئله دیگری که جلوی ساخت هایپرلوپ را می‌گیرد، هزینه‌های بالای ساخت آن است. پیش‌بینی می‌شود که هزینه ساخت هر کپسول به تنهایی ۱.۳۵ میلیون دلار خواهد بود. سیستم کامل شده برای جابه‌جایی مسافران نیز حدود ۶ میلیون دلار هزینه بر دوش اسپیس ایکس یا هایپرلوپ وان خواهد گذاشت. همچنین برای ساخت کپسول‌های جابه‌جایی بار، این عدد به میزان ۷.۵ میلیون دلار می‌رسد. به این هزینه‌ها باید خرج حفاری‌های گسترده و ساخت کانال‌ها را نیز اضافه کرد که در هر صورت رقمی بسیار بالا را در پی خواهد داشت.

هایپرلوپ چه زمانی ساخته می‌شود؟

بگذارید از همین ابتدا خیالتان را بابت این موضوع راحت کنم؛ فاصله ما با هایپرلوپ‌های واقعی بسیار زیاد است. هرچند با اپن سورس شدن ایده ایلان ماسک، کمپانی‌های مختلفی به سرمایه‌گذاری بر روی هایپرلوپ روی آورده‌اند اما هنوز راه حل کاملی برای مشکلات بالا پیدا نشده است.

درحال حاضر کمپانی اچ‌ تی ‌تی با ۸۰۰ مهندس مشغول پیدا کردن راه حلی برای ساخت هایپرلوپ هستند. کمپانی کانادایی ترنس‌پاد نیز بر روی ساخت کانال‌ها و کپسول‌های هایپرلوپ تمرکز دارد. کمپانی‌های دیگری مانند DGWHyperloop در هند، Arrivo ،Hyper Chariot و Zeleros نیز درحال کار برای ایجاد انقلابی در صنعت حمل و نقل هستند.

به اعتقاد برخی کارشناسان به سرانجام رسیدن هایپرلوپ شاید در زمان زندگی ما رخ ندهد. حتی شاید نوه‌هایمان نیز نتوانند بر یکی از کپسول‌ها سوار شوند.

اسپیس ایکس برای سرعت دادن به فرایند طراحی کپسول‌‌ها، از سال ۲۰۱۵ مسابقاتی را میان تیم‌های دانشجویی برگزار می‌کنند. تا به حال نیز دو مسابقه برگزار شده است و در سال ۲۰۱۸ نیز یک مسابقه دیگر برگزار خواهد شد.

پیش از این نیز در دنده ۶ مطالب مختلفی درمورد هایپرلوپ منتشر شده است که در ادامه می‌توانید آن‌ها را مطالعه کنید:

 

MVM

بدون دیدگاه