هايبرلوب: وسيلة النقل المستقبلية الفائقة السرعة

هايبرلوب: وسيلة النقل المستقبلية الفائقة السرعة

بعد ظهر يوم الاثنين، ايلون ماسك (Elon Musk) ، الرئيس التنفيذي لشركة SpaceX and Tesla Motors ، كشف النقاب عن "هايبرلوب" (Hyperloop) المتوقعة. نشرنا في مقابلة مع السيد ماسك كل التفاصيل لوسيلة النقل هذه، الجديدة والفائقة السرعة.

هذا الحدث يوفر فرصة لندوة مع الفيزيائي ايلون ماسك من جامعة بنسلفانيا. للراغبين في الاطلاع يشرح ماسك – شهادة في الفيزياء من جامعة ستانفورد، ومصمم صاروخ سبيس اكس- يشرح بعض الخصائص الأساسية لل Hyperloop. 

س: أخبرنا عن أساسيات التصميم. لديك حجيرات الوقود، مع زحافات على الجزء السفلي، تنزلق عبر أنفاق وضعت تحت ضغط منخفض. لماذا اخترتم هذا التصميم؟

ج: تُركّب الحجيرة على محامل الهواء. الحجيرة تنتج الهواء، و تضخه من ثقوب صغيرة على هذه الزحافات. يستخدم ذلك في بعض الأحيان في الصناعات. يمكنك نقل الأشياء الثقيلة والضخمة باحتكاك قليل جدا، باستخدام محامل الهواء. 
بمفهوم المستهلك، ان طاولات الهوكي الهوائية مألوفة للناس، إلا انه في هذه الحالة الحجيرة هي نفسها التي تولد الهواء الحامل ، بدلا من ان يولده الأنبوب. لا نريد أن يكون الأنبوب مكلفاُ. لأن الأنبوب طويل جدا، فالقطع الباهظة الثمن نريدها ان تكون في الحجيرة.


س: قبل الكشف عن تفاصيل هايبرلوب ، قال بعض الناس ان ما كنت تقترحه بدا مستحيلاً لأن ذلك يتطلب الكثير من الطاقة لمرور شيء ما عبر أنبوب بسرعات عالية كهذه ولمسافات طويلة. هل ذلك مستحيل حقاً؟

ج: كان هناك اناس يتساءلون عن الطاقة اللازمة لتحريك الهواء والحجيرة . لم يُقَدِّروا تماما أنه ليس الهواء هو الذي يحرك الحجيرة .بل ان تسارع الحجيرة يتم بواسطة مسرع خطي، الذي هو أساساَ محرك كهربائي اسطواني. الهواء في الحجيرة يجري ربما بسرعة 200-300 ميلا في الساعة، وهو ذات كثافة منخفضة. ولذا كان بعضهم يفكر: "ان الهواء هو بكثافة مستوى سطح البحر، و الهواء نفسه هو ما سيدفع الحجيرة".
إنها ليست نفس الحالة.

لكنك ستحتاج حلقة هوائية تدور بشكل مستمر حتى لا تفقد الطاقة بسبب إبطاء سرعة الهواء. لكن جعل الحجيرة أسرع من الهواء سيكون أكثر فعالية. إذا حاولت فعلياَ ضخ الهواء (وخاصة في مستوى ضغط سطح البحر) من خلال حلقة طولها 700 ميل، فإن الطاقة المطلوبة ستكون مرتفعة للغاية إذا كنت تريد أن يجري الهواء سريعاً بسبب الاحتكاك مع الجدران الجانبية للأنبوب.


س: كيف سيعمل المسرع الخطي الذي يجعل الحجيرة تعمل؟

ج: في الواقع المسرع هو محرك كهربائي خطي. انه شيء بدائي جداَ، كان معروفا منذ زمن بعيد جدا. مزحلقات الهواء في الحجيرة لديها صف رقيق من المغانط،، لن تحتاج الكثير منها. والمحرك الخطي سيسرع الحجيرة بشكل كهرمغنطيسي. وسيكون مكانه اسفل الزحافات مباشرة . وهو يخلق نبضاً كهرومغناطيسيا يتحرك على طول الأنبوب ويدفع الحجيرة إلى السرعة الأولية 800 ميلا في الساعة.
سنحتاج لإعادة الدفع ست مرات على الأقل بين سان فرانسيسكو و لوس أنجليس، و لكن محرك الحث الخطي اللازم لإعادة الدفع سيكون أصغر من المحرك الأول.


س: كيف يمكنك أن تبطئ السرعة؟

ج :عند وصولك إلى الوجهة، هناك محرك كهربائي خطي آخر يمتص الطاقة الحركية. وعندما يجعلك تبطئ, نعيد تلك الطاقة مرة أخرى إلى البطارية، التي تشكل بدورها مصدر الطاقة لتسريع الحجيرة المقبلة ولتخزين الطاقة للنقل خلال الليل.
سيتم وضع الألواح الشمسية في أعلى الأنابيب. والطاقة الزائدة ستخزن في البطاريات في كل محطة، حتى يمكن السير 24-7.

س:هل اطلعت على بعض الرسومات التي ابتكرها راند أو على مفهوم ET3؟
ج: في السابق لم تكن مألوفة لدي أي منها ، لكن أصبحت أعرفها الآن. و لم يكن نهج راند عملياً لأنه يعتمد على خلق فراغ تام و على حفر الأنفاق. ستكون مكلفة حقاً. وسيكون عليك جعل الأنفاق 100 مرة أرخص مما هي عليه حاليا.

في الأساس يستخدم نهج ET3 أنبوب فراغ فوق سطح الأرض. ليست بالضبط أنبوب فراغ أنهم من الناحية الفنية لا يحصلون على فراغ في النهاية.لكن المستوى الذي يتحدثون عنه ليس عملياً. ومن الجدير بالذكر أنهم كانوا يسوقون لعملهم لمدة 20 عاما ومازالوا حتى الان لايملكون نموذجاً أولياً صغيراً واحداً. وأيضا فهم يعتمدون على الموصلات الفائقة، وعليك تحميل النيتروجين السائل على الحجيرات. لن يتم ذلك دون مصاعب جمة،إن صح التعبير.


س: كم شخصاً ساعدكم مع تصميم Hyperloop؟

ج: هناك حوالي اثني عشر شخصا، بين (سبيس اكس) وتسلا، هم الذين طلبت منهم تمحيص بعض الأفكار (التي وضعتها) والتدقيق فيها والتأكد من صحة حساباتي والمساهمة في ما بوسعهم من الأفكار لهذا المزيج. احد الامور التي أشاروا اليها فورا هي أنه من الأفضل ألا تكون هنالك رياح سريعة في الأنبوب الذي هو سريع جدا. إن الطاقة التي سيستهلكها احتكاك عمود الهواء بالأنبوب ستكون مثبطة، وهذا بالضبط ما أشار اليه أشخاص آخرون. إذا كان عمود الهواء كثيفا جدا أو يتحرك بسرعة كبيرة، سينتج عنه الكثيرمن الاحتكاك.

س:هناك بعض الأفكارالتي يتم تداولها بشأن استخدام التسارع الخطي للمساعدة في وضع الصواريخ في الفضاء. هل يمكن تطبيق تكنولوجيا Hyperloop في (سبيس اكس)؟

ج : كلا . الناس الذين يقولون هذا ليس لديهم ادنى فكرة عما يتحدثون عنه. حتى لو كنت مصرا على القيام بتسريع صاروخ دفع من قاعدة أرضية (ground-based rocket booster acceleration)، فبالتأكيد لن تفعل ذلك في أنبوب بحق السماء! إن أفضل طريقة للقيام بذلك ستكون توصيل محرك حث خطي عملاق (humongous linear induction motor) إلى جانب الجرف الصخري الحاد الصلب على جبل عال يقع بالقرب من خط الاستواء. من شأنها أن تكون معقدة للغاية ومكلفة وسيكون لديك دائما مشاكل لوجستية رهيبة. أو يمكنك فقط ان تزيد حجم الدافع (booster) بنسبة 10 في المئة إلى 20 في المئة ولن تقلق بشأن كل ذلك.

انها احدى حيواناتي الأليفة التي تغيض- مع القوة الشمسية الفضائية، التي من البديهي انها فكرة غبية وما يثير جنوني أن بعض الناس الاذكياء يقترحونها. إذا كان أي شخص لديه مصلحة في القوة الشمسية الفضائية، فسيكون انا.

فيديو : السفر بسرعة 4000 ميل في الساعة على هذا الرابط.