تاریخ انتشار : ۱۳۹۴/۰۵/۲۰ ساعت ۱۲:۳۵
کد مطلب : ۸۷۴۴۴
باسرعت 1220کیلومتر در ساعت با هایپرلوپ سفرکنید
آینده حمل و نقل بین شهری چه خواهد بود؟
گروه فناوری: با رشد چشمگیر جمعیت شهری انتظار می‌رود که تا سال ۲۰۵۰ میلادی شاهد سه برابر شدن مسافت طی شده‌ی مسافران باشیم.
راه‌های ارتباطی و جاده‌های حال حاضر جوابگوی این حجم عظیم نخواهند بود. این سوال ایجاد می‌شود که راه‌های ارتباطی در آینده چه طراحی داشته و از چه فناوری‌هایی استفاده خواهند کرد.
در سال‌های آینده با افزایش جمعیت شهری شاهد ترافیک عظیمی بر روی جاده‌ها خواهیم بود؛ اما می‌توان مطمئن بود که جاده‌های کنونی توان تحمل آن ترافیک را نخواهند داشت. راه آهن با توجه به ظرفیت بالا و بازده انرژی مناسبی که دارد می‌تواند بهترین گزینه برای به دوش کشیدن این ترافیک باشد. به این دلیل تخیل مهندسان، جایگزین‌های بسیاری را برای روش قدیمی ریل آهنی بوجود آورده است که مهم‌ترین آن‌ها Maglev و Hyperloop هستند. این دو گزینه بهترین شانس را برای پیوستن به حقیقت را دارند؛ اما آیا می‌توانند آینده‌ی مسافرت ریلی را تشکیل دهند؟
Maglev
خیزش مغناطیسی یا مگلو از قدرت مغناطیسی برای معلق نگه داشتن قطار بر روی ریل‌های استفاده می کند. این ریل‌ها تا حد امکان به صورت مستقیم طراحی شده‌اند. نیروی جاذبه بین الکترومگنت‌ها در وسیله‌ی نقلیه و ریل‌های فرومغناطیس، وسیله‌ی نقلیه را به سمت بالا می کشند و آهنرباهای الکتریکی دیگری نیز قطار را بر روی ریل نگه داشته و هدایت می‌کنند. این مدل از فناوری در آلمان طراحی شده است و در حال حاضر برای مرتبط کردن فرودگاه شانگهای به مرکز شهر با سرعت ۴۳۰ کیلومتر در ساعت در حال کار است.
با این حال ژاپن بیشترین استفاده کننده از مگلو است و تمرکز بیشتری بر روی گسترش و توسعه‌ی آن دارد. به علاوه فناوری خیزش مغناطیسی ابررسانایی نیز قرن‌ها است که مورد توجه مهندسان قرار گرفته و به تازگی اجازه‌ی استفاده از آن فناوری بین دو شهر ازاکا و توکیو از سال ۲۰۲۷ میلادی داده شده است. این قطار در طی تنها یک ساعت مسافت ۵۰۰ کیلومتری بین این دو شهر را طی خواهد کرد. برخلاف سیستم استفاده شده در شانگهای، فناوری استفاده شده در این ریل‌ها از آهنرباهایی بسیار قوی‌تر ابررسانا استفاده و سیستم راهنمای آن براساس نیروهای دافعه عمل خواهد کرد.
در حالی که مگلو از لحاظ فنی قابل اجرا است، استفاده تجاری از آن در هاله‌ای از ابهام قرار دارد؛ چرا که هزینه‌ی ابتدایی راه‌اندازی چنین خطوطی بسیار سنگین است. برای مثال سیستم استفاده شده در ژاپن بیش از ۷۲ میلیارد دلار برای دولت آن کشور هزینه در بر خواهد داشت. به علاوه از معایب آن می‌توان به عدم اتصال خطوط ریلی کنونی به خطوط ریلی جدید و مصرف انرژی بسیار زیاد چه در مراحل ساخت و چه هنگام سفر اشاره کرد. این معایب شبهات زیادی در مورد عملی بودن مگلو در ذهن مهندسان و دولتمردان ایجاد کرده است.
هایپر لوپ
هایپر لوپ ایده ای بسیار جذاب است؛ چرا که بوسیله‌ی آن می‌توان با سرعتی معادل ۱۲۲۰ کیلیومتر در ساعت درون محفظه‌هایی سفر کرد. این طراحی مفهومی در واقع متشکل از لوله‌ای است که خلا جزئی در زیر آن ایجاد می‌شود. این محفظه‌ها فن کمپرسور الکتریکی در دهانه‌ی خود دارند که به صورت مداوم هوای با فشار زیاد را از جلو به عقب می‌راند. این روش لایه‌ای از هوا را در زیر محفظه در هنگام شروع به کار موتور خطی ایجاد می‌کند. همه‌ی انرژی این سیستم از باتری‌ها و انرژی خورشیدی تامین خواهد شد.
انجام طراحی ذکر شده از لحاظ فنی کار بسیار دشواری است؛ اما اگر کسی توانایی انجام آن را داشته باشد آن فرد کسی جز صاحب این ایده یعنی ایلان ماسک نیست. هایپر لوپ نوع ریلی حمل و نقل نیست و ماسک آن را نوع پنجم ارتباطات می‌داند ( پس از قطارها، خودروها، قایق‌ها و هواپیماها). این طراحی برای مرتبط کردن لس‌آنجلس به سن‌فرانسیسکو صورت گرفته است و به راحتی می‌تواند شهرهایی که صدها کیلومتر با هم فاصله دارند را به هم متصل کند. البته بدلیل نیاز به سطحی مسطح نمی‌توان این طرح را در تمام نقاط دنیا اجرایی کرد.
البته باید گفت که اگر سیستم‌های هایپر لوپ به حقیقت بپیوندند، سیستمی مستقل از راه آهن خواهند بود.
چه روش‌های دیگری وجود دارند؟
اگر به واقعیت‌ها نگاه کنیم باید گفت که در سال‌های آینده نیز بوسیله‌ی خطوط راه‌آهنی سفر خواهیم کرد که با سیستم‌های امروزی تفاوت چندانی نخواهند داشت. بریتانیا بیش از ۱۲۲ قطار را برای ایجاد ارتباطات درون کشوری خود سفارش داده است و به نظر می‌رسد در دهه‌های آینده نیز از آن‌ها استفاده کند. ممکن است حتی در سال ۲۰۵۰ نیز این خطوط ریلی با ایجاد تغییراتی کوچک، همچنان پا بر جا باشند.
فناوری‌های خودکار انتظار می‌رود در سال‌های آینده نه تنها نفوذ بیشتری در حمل و نقل ریلی، بلکه در سایر وسائل نقلیه داشته باشند. قطارهای خودکار در حال حاضر نیز برای حمل و نقل‌های درون شهری استفاده می‌شوند و باعث کاهش زمان انتظار بین رسیدن دو قطار نیز شده‌اند. به علاوه احتمال می‌رود در سال‌های آینده تمامی قطارها بتوانند با یکدیگر در ارتباط باشند و این فرصت را ایجاد کنند که قطارها با فاصله‌ی کمی نسبت به یکدیگر حرکت کنند. این اتفاق می‌تواند به معنای کاهش زمان انتظار و افزایش ظرفیت حمل و نقل باشد.
همچنین می‌توان انتظار داشت که ریل‌های الکتریکی با بازده بالا نیز جایگزین ریل‌های کنونی شوند. برای مثال ذخیره‌ی بهتر انرژی باعث جایگزینی سیستم‌های فعلی با سیستم‌های هوشمند بهتر خواهند شد. انجام پیش‌بینی در مورد آینده همواره دشوار است؛ اما با توجه به این که تمامی شاهکارهای کنونی و پیشرفت‌ها در حمل و نقل براساس ریل‌های آهنی صورت می‌گیرند، می‌توان آینده را نیز در این نوع از ریل‌ها دید. ریل‌های آهنی قدمتی ۲۰۰ ساله دارند و انتظار می‌رود در دهه‌های آینده نیز نقشی اساسی در حمل و نقل ایفا کنند.
در سال‌های آینده با افزایش جمعیت شهری شاهد ترافیک عظیمی بر روی جاده‌ها خواهیم بود؛ اما می‌توان مطمئن بود که جاده‌های کنونی توان تحمل آن ترافیک را نخواهند داشت. راه آهن با توجه به ظرفیت بالا و بازده انرژی مناسبی که دارد می‌تواند بهترین گزینه برای به دوش کشیدن این ترافیک باشد. به این دلیل تخیل مهندسان، جایگزین‌های بسیاری را برای روش قدیمی ریل آهنی بوجود آورده است که مهم‌ترین آن‌ها Maglev و Hyperloop هستند. این دو گزینه بهترین شانس را برای پیوستن به حقیقت را دارند؛ اما آیا می‌توانند آینده‌ی مسافرت ریلی را تشکیل دهند؟
Maglev
خیزش مغناطیسی یا مگلو از قدرت مغناطیسی برای معلق نگه داشتن قطار بر روی ریل‌های استفاده می کند. این ریل‌ها تا حد امکان به صورت مستقیم طراحی شده‌اند. نیروی جاذبه بین الکترومگنت‌ها در وسیله‌ی نقلیه و ریل‌های فرومغناطیس، وسیله‌ی نقلیه را به سمت بالا می کشند و آهنرباهای الکتریکی دیگری نیز قطار را بر روی ریل نگه داشته و هدایت می‌کنند. این مدل از فناوری در آلمان طراحی شده است و در حال حاضر برای مرتبط کردن فرودگاه شانگهای به مرکز شهر با سرعت ۴۳۰ کیلومتر در ساعت در حال کار است.
با این حال ژاپن بیشترین استفاده کننده از مگلو است و تمرکز بیشتری بر روی گسترش و توسعه‌ی آن دارد. به علاوه فناوری خیزش مغناطیسی ابررسانایی نیز قرن‌ها است که مورد توجه مهندسان قرار گرفته و به تازگی اجازه‌ی استفاده از آن فناوری بین دو شهر ازاکا و توکیو از سال ۲۰۲۷ میلادی داده شده است. این قطار در طی تنها یک ساعت مسافت ۵۰۰ کیلومتری بین این دو شهر را طی خواهد کرد. برخلاف سیستم استفاده شده در شانگهای، فناوری استفاده شده در این ریل‌ها از آهنرباهایی بسیار قوی‌تر ابررسانا استفاده و سیستم راهنمای آن براساس نیروهای دافعه عمل خواهد کرد.
در حالی که مگلو از لحاظ فنی قابل اجرا است، استفاده تجاری از آن در هاله‌ای از ابهام قرار دارد؛ چرا که هزینه‌ی ابتدایی راه‌اندازی چنین خطوطی بسیار سنگین است. برای مثال سیستم استفاده شده در ژاپن بیش از ۷۲ میلیارد دلار برای دولت آن کشور هزینه در بر خواهد داشت. به علاوه از معایب آن می‌توان به عدم اتصال خطوط ریلی کنونی به خطوط ریلی جدید و مصرف انرژی بسیار زیاد چه در مراحل ساخت و چه هنگام سفر اشاره کرد. این معایب شبهات زیادی در مورد عملی بودن مگلو در ذهن مهندسان و دولتمردان ایجاد کرده است.
هایپر لوپ
هایپر لوپ ایده ای بسیار جذاب است؛ چرا که بوسیله‌ی آن می‌توان با سرعتی معادل ۱۲۲۰ کیلیومتر در ساعت درون محفظه‌هایی سفر کرد. این طراحی مفهومی در واقع متشکل از لوله‌ای است که خلا جزئی در زیر آن ایجاد می‌شود. این محفظه‌ها فن کمپرسور الکتریکی در دهانه‌ی خود دارند که به صورت مداوم هوای با فشار زیاد را از جلو به عقب می‌راند. این روش لایه‌ای از هوا را در زیر محفظه در هنگام شروع به کار موتور خطی ایجاد می‌کند. همه‌ی انرژی این سیستم از باتری‌ها و انرژی خورشیدی تامین خواهد شد.
انجام طراحی ذکر شده از لحاظ فنی کار بسیار دشواری است؛ اما اگر کسی توانایی انجام آن را داشته باشد آن فرد کسی جز صاحب این ایده یعنی ایلان ماسک نیست. هایپر لوپ نوع ریلی حمل و نقل نیست و ماسک آن را نوع پنجم ارتباطات می‌داند ( پس از قطارها، خودروها، قایق‌ها و هواپیماها). این طراحی برای مرتبط کردن لس‌آنجلس به سن‌فرانسیسکو صورت گرفته است و به راحتی می‌تواند شهرهایی که صدها کیلومتر با هم فاصله دارند را به هم متصل کند. البته بدلیل نیاز به سطحی مسطح نمی‌توان این طرح را در تمام نقاط دنیا اجرایی کرد.
البته باید گفت که اگر سیستم‌های هایپر لوپ به حقیقت بپیوندند، سیستمی مستقل از راه آهن خواهند بود.
چه روش‌های دیگری وجود دارند؟
اگر به واقعیت‌ها نگاه کنیم باید گفت که در سال‌های آینده نیز بوسیله‌ی خطوط راه‌آهنی سفر خواهیم کرد که با سیستم‌های امروزی تفاوت چندانی نخواهند داشت. بریتانیا بیش از ۱۲۲ قطار را برای ایجاد ارتباطات درون کشوری خود سفارش داده است و به نظر می‌رسد در دهه‌های آینده نیز از آن‌ها استفاده کند. ممکن است حتی در سال ۲۰۵۰ نیز این خطوط ریلی با ایجاد تغییراتی کوچک، همچنان پا بر جا باشند.
فناوری‌های خودکار انتظار می‌رود در سال‌های آینده نه تنها نفوذ بیشتری در حمل و نقل ریلی، بلکه در سایر وسائل نقلیه داشته باشند. قطارهای خودکار در حال حاضر نیز برای حمل و نقل‌های درون شهری استفاده می‌شوند و باعث کاهش زمان انتظار بین رسیدن دو قطار نیز شده‌اند. به علاوه احتمال می‌رود در سال‌های آینده تمامی قطارها بتوانند با یکدیگر در ارتباط باشند و این فرصت را ایجاد کنند که قطارها با فاصله‌ی کمی نسبت به یکدیگر حرکت کنند. این اتفاق می‌تواند به معنای کاهش زمان انتظار و افزایش ظرفیت حمل و نقل باشد.
همچنین می‌توان انتظار داشت که ریل‌های الکتریکی با بازده بالا نیز جایگزین ریل‌های کنونی شوند. برای مثال ذخیره‌ی بهتر انرژی باعث جایگزینی سیستم‌های فعلی با سیستم‌های هوشمند بهتر خواهند شد. انجام پیش‌بینی در مورد آینده همواره دشوار است؛ اما با توجه به این که تمامی شاهکارهای کنونی و پیشرفت‌ها در حمل و نقل براساس ریل‌های آهنی صورت می‌گیرند، می‌توان آینده را نیز در این نوع از ریل‌ها دید. ریل‌های آهنی قدمتی ۲۰۰ ساله دارند و انتظار می‌رود در دهه‌های آینده نیز نقشی اساسی در حمل و نقل ایفا کنند.
مرجع : زومیت
