يمكن لنوع من القطارات الذي يسير داخل نفق مخصص بسرعة 1,200 كيلومتر في الساعة أن يتيح السفر بين لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو في نصف ساعة. هذا ما توقعه مؤسس شركة SpaceX والمركبة الكهربائية Tesla، الملياردير الجنوب إفريقي Elon Musk
بقلم إليزابيث هاول، الكون اليوم
بالأمس، نشر مؤسس شركة SpaceX، الملياردير إيلون ماسك (الذي قام أيضًا بتمويل شركة تصنيع السيارات الكهربائية تيسلا)، رؤيته لنظام نقل مستقبلي يُعرف باسم الهايبرلوب. ومن المتوقع أن يكون هذا النظام أفضل من الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت لمسافات قصيرة. هذه المقالة هي تلخيص لمقال نشره ماسك.
ما هو الهايبرلوب؟
على حد تعبير ماسك، فإن الهايبرلوب هو نظام مصمم "لبناء نفق فوق أو تحت الأرض يحتوي على بيئة خاصة". سوف تتحرك السيارات داخل هذا النفق. أحد الأمثلة على ذلك هو نوع من النفق الهوائي حيث تعمل المراوح التي تعمل بسرعة عالية على ضغط الهواء ودفعه - لأن تأثيرات الاحتكاك تجعل " ماسك " يشك في نجاح هذه الطريقة. والاحتمال الآخر هو تفريغ الهواء من القناة واستخدام نظام التعليق الكهرومغناطيسي بدلاً من ذلك. ويعلق ماتوسك أنه من الصعب الحفاظ على الفراغ لأن هناك تسرباً صغيراً في نفق يبلغ طوله مئات الكيلومترات ويتم تعطيل النظام، لكن هناك حلول ضخ تجعل من الممكن التغلب على ذلك. ولذلك فهو يفضل الحل الثاني.
ما هو الدافع لبناء مثل هذا النظام؟
الصورة: إيلون ماسك/سبيس إكس/تيسلا موتورز
يبحث " ماسك " عن بدائل للطيران أو القيادة يمكن أن تكون أفضل من كليهما. وأعرب عن خيبة أمله من أن مشروع السكك الحديدية فائقة السرعة المقترح في كاليفورنيا (بين لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو) بطيء نسبيا مقارنة بغيره من القطارات فائقة السرعة في العالم وأكثر تكلفة منها، وقدر أنه لا بد من وجود طريقة أفضل. .
ما هو التحدي التقني الأكبر؟
التحدي الأكبر هو الحاجة إلى التغلب على ظاهرة تعرف باسم حد كانتاروفيتش. ويصف ماسك هذا بأنه "قانون النسبة بين السرعة القصوى في نفق معين والحجم الذي تشغله القذيفة". في حالة وجود سيارة متحركة داخل نفق مملوء بالهواء، فمن الضروري وجود مسافة لا تقل عن حدها بين جدران السيارة وجوانب النفق. وبخلاف ذلك، يكتب ماسك، فإن الكبسولة ستعمل مثل الحقنة وفي النهاية سيتعين عليها دفع عمود الهواء بأكمله في النظام. غير جيد.
ومن وجهة نظر ماسك، ستكون أنظمة الهايبرلوب أفضل من الطائرات الأسرع من الصوت التي تخطط لها العديد من الشركات حاليًا، على الأقل للمسافات القصيرة.
كيف سيتغلب ماسك على التحدي؟
الصورة: إيلون ماسك/سبيس إكس/تيسلا موتورز
الحل الذي توصل إليه ماسك هو إضافة نظام ضغط كهربائي إلى مقدمة الكبسولة بحيث يدفع الهواء تحت ضغط مرتفع من مقدمة الكبسولة إلى الجانب الخلفي. على سبيل المكافأة، وهذا سوف يقلل من الاحتكاك. ستظل هناك حاجة إلى بطاريات قادرة على تشغيل المنشأة طوال الرحلة". محدد
كيف سيتم قيادة الهايبرلوب؟
ووفقا لحسابات ماسك، فإن مجمعات الطاقة الشمسية الموضوعة على سطح النفق ستوفر طاقة كافية للحفاظ على حركة القطار.
وماذا عن الزلازل؟
ويشير المسك إلى أن النظام طويل الأمد معرض للزلازل. "من خلال بناء النظام على أعمدة، عندما لا يتم إصلاح النفق في أي نقطة، يمكن التخفيف من خطر الزلازل بشكل كبير ويمكن تجنب الحاجة إلى إضافة وصلات التمدد." كتب.
أحد أعظم إنجازات ماسك هو بناء مركبة فضائية تُعرف باسم Dragon، والتي تقوم برحلات إعادة إمداد دورية إلى محطة الفضاء الدولية. الصورة: ناسا/وكالة الفضاء الكندية/كريس هادفيلد
أين سيتم استخدام الهايبرلوب؟
في وصف ماسك، يقترح أنه سيتم استخدام الهايبرلوب بأفضل طريقة إذا تم وضعه بين مدينتين لديهما حجم كبير من حركة المرور بينهما وتبعد عن بعضهما حوالي 1,500 كيلومتر (مثل لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو). "من الأفضل استخدام رحلة أسرع من الصوت لمسافة أكبر. أما بالنسبة للمسافات القصيرة فلا جدوى من ذلك لأن الطائرة ستقضي معظم الوقت في الإقلاع أو الهبوط."
وهل الأمر مجدي من الناحية الاقتصادية؟
الصورة: إيلون ماسك/سبيس إكس/تيسلا موتورز
ويقدر ماسك أن بناء النفق سيكلف عدة مليارات من الدولارات، وهو مبلغ منخفض مقارنة بعشرات المليارات التي سيكلفها بناء القطار التقليدي فائق السرعة في كاليفورنيا. وسيصل سعر كل كبسولة أيضًا إلى عدة مئات الملايين من الدولارات. علاوة على ذلك، فإن بناء نفق بدلاً من القضبان التقليدية على الأعمدة سيوفر تكاليف باهظة في شراء الأراضي ولن تكون هناك حاجة إلى سياج.
في هذا الرابط يمكنك العثور على وصف شامل للنظامالذي يقترح المسك تأسيسه. ويطلق على النظام اسم نظام مفتوح المصدر، وهو منفتح على اقتراحات تحسينه.
* إليزابيث هاول، ماجستير في هندسة الطيران، كاتبة مستقلة حائزة على جوائز وتعيش في أوتاوا، كندا. إلى جانب Universe Today، تكتب أيضًا لموقع Space.com، وشبكة استكشاف الفضاء، وموقع All About Space.
تعليقات 12
safkan
فويل للعلم لو كان غرضه نافعاً..
متشكك. لن توافق على معادلات ماكسويل لو كانت في جيلك. إن عالم الإعلام بأكمله والقطارات المغناطيسية مبنية عليها.
شبكة الكهرباء بأكملها. محطات الطاقة النووية الهيدروديناميكية وأكثر من ذلك. البحث النظري لا يقل أهمية عن البحث التطبيقي.
متشكك:
"لست متأكداً من أنه سينجح في بناء قطار سريع بسرعة 1200 كم/ساعة، يبدو الأمر وكأنه مشروع معقد بسبب مقاومة الهواء بهذه السرعة" - جملة غبية.
أين كنت عندما جاء الأخوان رايت بالأفكار؟
ولحسن الحظ، فإن كل من يعمل في هذا المجال ويعرف ما يتحدثون عنه يفكر بشكل مختلف عنك.
أنا حقًا أقدر المسك أو أيًا كان اسمه. إنه مخترع عملاق مثل إديسون. قرأت في ذلك الوقت عن مشاريعه العظيمة لبناء السفن الفضائية. إذا لم أكن مخطئا، فإن مشروعه المسمى تيسلا هو مشروع رابح بين السيارات الكهربائية. لست متأكدا من أنه سينجح في بناء قطار سريع بسرعة 1200 كم/ساعة، فهو يبدو مشروعا معقدا بسبب مقاومة الهواء بهذه السرعة، ولكن حتى لو نجح جزئيا، فإنه سيبتكر تقنيات.
أحب أمثاله الذين يتعاملون مع المشكلات العملية بدلاً من الانشغال غير المثمر بالنماذج النظرية المعطلة وغير الموثوقة. أرى أن الانشغال المفرط بالنماذج المتطرفة للجسيمات دون الذرية (جسيم هيجز، وما إلى ذلك) ونماذج الانفجار الأعظم هو انحطاط للفيزياء؛ لن تنمو فائدة في القرون القادمة من هذا.
عوفر، في كل خطوة تخطوها.
للعصفور,
متى يمكنك تجربة تسارع معدل g؟
إلى عوفر عندي إجابة على أحد أسئلتك:
على حد علمي، فقد تم نشر أن تسارع الكبسولة لن يتجاوز 1G، أي حوالي 10 م في الثانية المربعة.
في مثل هذا التسارع، سيستغرق الأمر حوالي 35 ثانية للوصول إلى السرعة القصوى - 1200 كم / ساعة - حوالي 333 مترًا في الثانية.
نحن نشهد تسارع 1G طوال الوقت، كما تعلمون.
إنها في الحقيقة ليست مكتوبة بشكل جيد على الإطلاق، علاوة على أنها ليست فكرة لم يتم التفكير فيها من قبل. ولا تمس أياً من المسائل الأخرى، على سبيل المثال تأثير هذا النوع من البنية الكهربائية علينا (الإشعاع الكهرومغناطيسي)، تأثير المجالات الكهرومغناطيسية على المنتجات الكهربائية التي لدينا، الهواتف والساعات على سبيل المثال. قدرة الشخص العادي على تحمل هذا النوع من قوة الجاذبية. والقدرة التنافسية لهذا النوع من المشاريع مقارنة بالمشاريع التجريبية الأخرى وليس فقط ما هو موجود بالفعل.
وأشار يافي في بداية المقال إلى أن "هذا المقال هو ملخص لمقال نشره ماسك".
لكن نعم، في كل جملة ذكرت اسم موسك مرة أخرى. في كل جملة... كانت القراءة مؤلمة.
لقد ذكرت للجنة أن هذا الملياردير كتب كل شيء، فلا داعي لذكر ذلك مرارا وتكرارا...
الى جانب ذلك، كان هذا همه 🙂
رائعة ولكن التوجيه سيء للغاية بحيث يصعب فهم أقسام معينة.