هایپرلوپ، نقشی از حمل و نقل آینده

هایپرلوپ، ایده ساده اما عجیب

این ایده که سفرهای انسان و یا حمل کالا با سرعت، امنیت و یا کیفیت بسیار بالاتری انجام شود، در هر زمان یکی از دغدغه‌های انسان‌ها بوده است. طرح اولیه وسیله‌ای که با آن بتوان افراد یا کالاها را در لوله‌هایی بسته به مقصد رساند از قرن نوزدهم در میان مهندسان حمل و نقل جریان داشته است. اما هایپرلوپ (Hyperloop) اولین بار توسط رابرت گودارد در سال ۱۹۰۴ مطرح شد. این ایده بعدها توسط ایلان ماسک، بنیان‌گذار تسلاموتورز و اسپیس‌اکس، و نیز ریچارد برانسون، موسس ویریجین گروپ، مورد توجه قرار گرفته و هر کدام تا جایی این ایده را به مرحله ساخت نزدیک کرده‌اند.

هایپرلوپ را می‌توان نسل جدید وسایل نقلیه تندرو دانست که بر پایه حرکت کپسول‌هایی در درون لوله‌هایی با اصطکاک بسیار کم شکل می‌گیرد. به دلیل شرایط نزدیک به خلا و کم‌بودن اصطکاک، سرعت این کپسول‌ها در درون لوله‌ها می‌تواند تا ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت برسد. این کپسول‌ها به جای وصل شدن به ریل به صورت مغناطیسی شناور هستند و این امر باعث می‌شود که در لوله‌های کم‌فشار با بیشترین سرعت به پیش بروند. 

 تصور سفر با چنین وسیله‌ای برای ما دشوار است. اما می‌تواند به بسیاری از رویاهای بشر برای رفتن به نقاط دوردست در کم‌ترین زمان ممکن، جامه عمل بپوشاند و یا حمل بار با کشتی به نقاط دور دست دنیا زا که هم‌اکنون تا ماه‌ها طول می‌کشد، به زمانی در حدود چند ساعت برساند.

مزایای هایپرلوپ

بدون شک مولفه سرعت یکی از اولین مزایایی است که طرفداران هایپرلوپ برای این سیستم حمل و نقل قائل هستند. رسیدن به چنین سرعتی، به ویژه برای حمل بار، در دنیایی که بارها اغلب توسط کشتی‌های باری با سرعت بسیار کم حمل می‌شوند، انقلابی ایجاد خواهد کرد. سرعت زیاد علاوه بر زودتر رسیدن کالاها باعث اتلاف وقت کمتر مسافران خواهد شد و این به نوبه خود بر گردش سریع‌تر کسب‌وکارها و تجارت تاثیر خواهد گذاشت. همچنین، سرعت برای کالاهایی مانند میوه و سبزیجات، گل وبرخی غذاها که زمان محدودی دارند بسیار حیاتی است.

در شرایطی که تهیه انرژی مورد نیاز سیستم‌های حمل و نقل فعلی به یکی از دغدغه‌های مهم گردانندگان آن‌ها تبدیل شده است، طرفداران استفاده از هایپرلوپ معتقدند که این نوع از وسایل نقلیه به دلیل نبود اصطکاک، نیاز بسیار کم‌تری به انرژی دارد. بدون شک این خبر خوبی برای طرفداران پاکیزگی محیط زیست به حساب می‌آید. طرف‌داران حفظ محیط زیست به طور مدام از فناوری‌هایی که مصرف انرژی‌های تجدیدناپذیر را کم می‌کند استقبال می کنند. در عین حال سیستم‌های هایپرلوپ می‌توانند انرژی خود را از نیروی خورشید بگیرند و کمترین فشار را روی شبکه‌های برق محلی وارد کنند.

عدم تاثیرپذیری از شرایط آب وهوایی از دیگر مزایای هاپرلوپ به حساب می‌آید. در مسافرت و یا حمل بار با اتومبیل و هواپیما و کشتی مجبورید شرایط آب و هوایی را بررسی کنید و در صورت مساعد بودن شرایط، شروع به سفر کنید. اما یک تونل زبرزمینی باریک که کپسول‌های پر از بار و مسافر را در درون خود حمل می‌کند نیازی به مساعد بودن آب‌وهوا ندارد. 

معایب هایپرلوپ

شاید بزرگترین مشکل هایپرلوپ را بتوان هزینه بالای پیاده‌سازی و نگه‌داری آن دانست. این هزینه ها صرفا مالی نیستند و گاه گرفتن مجوزهایی برای عبور لوله‌ها از زمین‌ها با کاربری‌های مختلف دردسرهای بیشتری دارد. تهیه و اجرای  زیرساخت‌های لازم برای سرعت‌گیری کپسول‌ها و استحکام سازه‌ای که بتواند در برابر سرعت ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت مقاومت کند، هزینه‌های زیادی را می‌طلبد و همین امر احتمالا باعث شده است که تاکنون این ایده تنها در چند مورد معدود و آزمایشی به مرحله اجرا در بیاید و آن هم توسط افرادی مانند ایلان ماسک و چارلز برانسون. در واقع، هزینه‌های بالای تهیه چنین سیستمی و نیز تکنولوژی بالای مورد نیاز آن، تنها به افراد یا شرکت‌های ثروتمند و درگیر فناوری‌های سطح بالا اجازه ورود به این حیطه را می‌دهد. ضمن آن که که ایلان ماسک در مقاله‌ای در سال ۲۰۱۳ استدلال کرد که هایپرلوپ برای فاصل‌های کم‌تر از ۱۵۰۰ کیلومتر (۹۰۰ مایل) مناسب است و برای فاصله‌های بیشتر از آن وسایل مافوق‌صوت کارآمدتر هستند. بدیهی است که در صورتی که این پدیده رایج شود از هزینه‌های آن کاسته خواهد شد و به وسیله‌ای مقرون به صرفه تبدیل خواهد شد.

حفظ ایمنی و جلوگیری از آتش‌سوزی و پایدار ماندن هوای پاک در درون سیستمی که با سرعت بالا در زیر زمین در حال حرکت است بسیار مشکل است. حسگرهای بسیار حساس به دود و گرما و نیز ماشین‌های اطفای حریق ویژه‌ای لازم است که بتواند در صورت وقوع آتش‌سوزی به‌سرعت وارد عمل شده و از حریق جلوگیری کنند و یا حریق ایجادشده را مهار نمایند.

از آنجایی که تکنولوژی هایپرلوپ بر اساس خزیدن کپسول‌ها درون لوله‌های خلا اجرا می‌شود، طبیعتا نمی‌تواند در مسیر خود پیچ و تاب‌های تند را تحمل کند. از این رو این فناوری نیاز به مسیر مسطح دارد. به همین دلیل، تسطیح زمین در مسیر هایپرلوپ یکی از پرهزینه‌ترین و مشکل‌ترین بخش‌های اجرای هایپرلوپ به حساب می‌آید. ساخت تونل‌ها و پل‌های چند ده کیلومتری در مسیرهای کوهستانی می‌تواند هزینه‌های هنگفتی را روی دست سازندگان بگذارد.

بدون شک سیستمی با چنین سرعتی سروصدای بسیاری تولید خواهد کرد. مهار این آلودگی صوتی یکی از اولین چالش‌های زیست محیطی طراحان و سازندگان چنین سیستمی خواهد بود. 

عده‌ای معتقدند که سفر در درون محفظه‌ای بسته با سرعت سرسام‌آور می‌تواند برای بسیاری از مردم تجربه‌ای هولناک باشد؛ به‌ویژه اگر افرادی با اختلال روانی ترس از فضاهای بسته (Clausterphobia) نیز دسته‌وپنجه نرم کنند. اما می‌توان تصور کرد که مجریان این طرح برای مقابله با این ترس‌ها ایده‌هایی داشته باشند. قطعا مسافرت درون این کپسول‌ها شباهتی به سفر با کپسول‌های هوایی که محیطی کاملا بسته و ایزوله را فراهم می‌کند نخواهد داشت.

دریا بدون کشتی

آیا هایپرلوپ دریاها را از کشتی‌ها و جاده‌ها را از تریلی‌های بزرگ خالی خواهد کرد؟ آیا ظرفیت آن را دارد که آسمان‌ها را از غرش هواپیماها تهی کند؟

هنوز به‌درستی نمی‌دانیم که چه اتفاقی خواهد افتاد. هنوز هیچ سیستم هایپرلوپی به طور کامل اجرایی و کاربردی نشده است. در صورتی مجریان و دست‌اندکاران این طرح بتوانند مشکلات آن را حل کنند به نظر می‌رسد که می‌تواند به یک گزینه جدی برای جایگزینی وسایل فعلی حمل و نقل تبدیل شود و یا دست‌ کم در کنار آن قرار گرفته و بخشی از ظرفیت حمل و نقل را عهده‌دار شود.

همان‌طور که توضیح دادم، هایپرلوپ این ظرفیت را دارد که شهرهای بزرگ و یا مراکز تجارت، تولید و توزیع کالا را به هم متصل کند. اگر شبکه‌ای از مسیرهای مختلف هاپرلوپ را در سراسر دنیا تصور کنید، متوجه خواهید شد که در یک شبانه‌روز، ده‌ها و بلکه صدها میلیون نفر مسافر توسط آن جابه‌جا می‌شود. همچنین میلیون‌ها تن بار می‌تواند در این لوله‌ها جریان یابد و به مقصد برسد. رساندن این حجم عظیم از مسافر و کالا به مقصد و هدایت دقیق آن بدون فناوری‌های جدید ممکن نخواهد بود.

بی‌ هیچ تردیدی هوش مصنوعی یکی از آن فناوری‌هایی است که در مرکز پروژه‌های هایپرلوپ قرار خواهد گرفت. وقتی که هایپرلوپ را مانند یک وسیله نقلیه معمول در نظر بگیریم، مانند خطوط شبکه‌های هوایی، نقشه عظیمی از خطوط هایپرلوپ را در سراسر جهان باید ترسیم کنیم. رسیدگی به این تعداد از خط‌های زیرزمینی مستلزم بهره‌گیری از هوش مصنوعی است. حجم بسیار زیاد مسافران و مقصدهای متعدد آن‌ها ایجاب می‌کند که هوش مصنوعی نظارت عمیقی بر آن داشته باشد. همچنین تعداد و تنوع کالاهایی که می‌تواند توسط هایپرلوپ جابه‌جا شوند مستلزم استفاده از فناوری‌های RFID، زنجیره بلوکی و اینترنت اشیاء است. می‌توان تصور کرد که وقتی سفرهایی که در حالت فعلی ممکن است روزها به طول بیانجامد، با استفاده از هایپرلوپ در کمتر از یک ساعت انجام شود، تعداد این سفرها بسیار بیشتر خواهد شد. ممکن است افرادی برای رفتن به کارشان صبح در مشهد سوارهایپرلوپ شوند و ساعتی بعد در تهران یا اصفهان پیاده شوند و بعد از ساعت کاری نیز به مشهد برگردند. این احتمال وجود دارد که چند دوست، غروب یک روز تابستانی از تهران به سواحل دریای خزر در شمال بروند و صبح فردا باز در تهران در محل کارشان حاضر شوند. این جنبه از سرعت هایپرلوپ حتا بر تفریحات ما نیز اثر عمیقی  خواهد گذاشت

پی‌نویس:

۱. https://www.shabakeh-mag.com/node/21211

۲. https://www.shabakeh-mag.com/node/21238