Ευχάριστα Νέα (32-2022)

Μετά από τα χερσαία, εναέρια, θαλάσσια και σιδηροδρομικά συστήματα μεταφορών σε εξέλιξη είναι οι εργασίες για την ανάπτυξη ενός πέμπτου συστήματος μεταφορών. Ελάτε να γνωρίσουμε μαζί το σύστημα μεταφοράς νέας γενιάς που ονομάζεται hyperloop και θα επιτρέπει ταξίδια με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του ήχου στην ξηρά.

Η κάψουλα ταχύτητας η οποία παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 2013 από τον ιδιοκτήτη των εταιριών SpaceX και Tesla Motor Ίλον Μασκ προσφέρει έναν νέο τρόπο μεταφορών. Το hyperloop μπορεί απλά να συγκριθεί με ένα τρένο χωρίς τροχούς ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες και την σύγκρουση. Με την τεχνολογία αυτή μπορεί να είναι δυνατό το ταξίδι σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του ήχου και στην ξηρά.

Το νέο σύστημα αυτό το οποίο θα έχει πολύ πιο υψηλή ταχύτητα από τα υπόλοιπα συστήματα μεταφορών θα μειώσει πολύ τη διάρκεια του ταξιδιού. Για παράδειγμα μια απόσταση περίπου 450 χιλιομέτρων από την Άνκαρα μέχρι την Ιστάνμπουλ θα διανύεται σε πολύ σύντομο διάστημα όπως μισή ώρα. Επίσης επειδή τα hyperloop μπορούν να κατασκευαστούν όχι σε περιοχές μακριά από την πόλη όπως αεροδρόμια αλλά σε περιοχές κοντά στο κέντρο της πόλης πιστεύεται πως θα διευκολύνει πάρα πολύ τις μεταφορές και μάλιστα θα ξεπεράσει την αεροπορική μεταφορά ακόμη και στα ταξίδια μεγάλων αποστάσεων.

 Πως λειτουργεί όμως το hyperloop και πως μπορεί να φτάσει στις υψηλές ταχύτητες;

Πρώτα από όλα για τις κάψουλες ταχύτητας που έχουν αναπτυχθεί για να μπορούν να ταξιδεύουν με ταχύτητα περίπου 1.200 χιλιομέτρων την ώρα πρέπει να κατασκευαστούν κάτω ή πάνω από τη γη ειδικοί αγωγοί με χαμηλή πίεση αερίου. Για να μπορέσει να προχωρήσει η κάψουλα που μεταφέρει τους επιβάτες με πολύ υψηλή ταχύτητα μέσα σε αυτό τον αγωγό πρέπει να μειωθεί η αεροδυναμική αντίσταση.

Η αεροδυναμική αντίσταση είναι η δύναμη της αντίστασης του αέρα που δρα αντίθετα από την κίνηση της κάψουλας και αυξάνεται ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας. Η δύναμη της αντίστασης μπορεί να μειωθεί με τη μείωση της πίεσης του αέρα μέσα στον αγωγό στο οποίο κινείται η κάψουλα. Επομένως η αντίσταση του αέρα μέσα στον αγωγό πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατό περισσότερα ώστε η κάψουλα να προχωρήσει με υψηλή ταχύτητα μειώνοντας στο ελάχιστο την κατανάλωση ενέργειας.

Επειδή με το hyperloop είναι δυνατό να ταξιδέψει κανείς περίπου 3 φορές πιο γρήγορα από μια ταχεία αμαξοστοιχία ο Ίλον Μασκ περιγράφει το ταξίδι με το hyperloop ως ένα αεροπορικό ταξίδι χωρίς τυρβώδης ροή  που πραγματοποιείται σε ένα τρένο. Αλλά η ταχύτητα δεν είναι το μοναδικό πλεονέκτημα αυτού του συστήματος. Σχεδιάζεται τα hyperloop να λειτουργούν τελείως με ηλεκτρική ενέργεια και να είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Πιστεύετε πως με τα ηλιακά πάνελ που θα τοποθετηθούν πάνω στον αγωγό μπορεί να παραχθεί ενέργεια αρκετή για την λειτουργία του hyperloop ή και περισσότερη. Η πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια που συλλέγεται θα αποθηκευτεί σε μπαταρίες και με τον τρόπο αυτό θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν δεν υπάρχει αρκετό φως για τα ηλιακά πάνελ όπως για παράδειγμα σε συννεφιασμένο καιρό ή στα νυχτερινά ταξίδια. Με τον τρόπο αυτό το σύστημα προβλέπεται να μειώσει την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων και κατά συνέπεια τη ρύπανση του περιβάλλοντος.

Πως θα κινηθεί όμως η κάψουλα μέσα στον αγωγό;

Οι κάψουλες hyperloop δεν έχουν τροχούς όπως τα τρένα. Οι κάψουλες κινούνται  μέσα σε ένα αγωγό με μειωμένη πίεση αέρος πάνω σε ένα μαξιλάρι αέρος. Με τον τρόπο αυτό εξαλείφεται η απώλεια ενέργειας που οφείλεται στην τριβή. Ή όπως συμβαίνει στα τρένα Maglev οι κάψουλες μπορούν να αιωρούνται  πάνω στις ράγες με την τεχνολογία μαγνητικής αιώρησης και να κινηθούν χωρίς να αγγίξουν τίποτα. Στην τεχνολογία Maglev οι ηλεκτρομαγνήτες που τοποθετούνται στις κάψουλες και στη ράγα κρατούν τις κάψουλες στο αέρα και τις σπρώχνουν προς τα εμπρός. Αλλά επειδή τα υλικά που χρειάζονται για αυτή την τεχνολογία είναι πολύ ακριβά η εταιρία Tesla Motor  πιστεύει πως αυτή η μέθοδος δεν είναι εφικτή. Στα hyperloop τοποθετούνται επιταχυντές σε διάφορά τμήματα κατά μήκος του αγωγού τα οποία ενισχύονται με ηλιακά πάνελ. Η μεταφορά ορμής από αυτούς τους επιταχυντές στις κάψουλες γίνεται με τους ροτόρες που τοποθετούνται πάνω στις κάψουλες. Ο ηλεκτρικός συμπιεστής αέρα που βρίσκεται μπροστά από την κάψουλα μεταφέρει τον αέρα που έχει συσσωρευτεί μπροστά στην κάψουλα στα πλαϊνά και στο πίσω μέρος της κάψουλας. Με τον τρόπο αυτό μειώνεται η τριβή μπροστά από την κάψουλα και ο αέρας μεταφέρεται στα μαξιλάρια αέρος και επιτρέπουν στη κάψουλα να αιωρείται. Επιπλέον σύμφωνα με την εταιρία Tesla Motor μπορεί να προστεθεί ένα σύστημα προσγείωσης στις κάψουλες και αυτό να αποτελέσει και γενικό σύστημα ασφαλείας και να παρέχει επίσης ευκολία κίνησης σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες.

Δεν έχει καθοριστεί ακόμη ένα πρότυπο στα συστήματα μεταφοράς που θα χρησιμοποιούνται στα hyperloop. Διάφορες εταιρίες εργάζονται για την υλοποίηση του συστήματος hyperloop. Μια από αυτές είναι η εταιρία Virgin Hyperloop, η οποία πραγματοποίησε με επιτυχία το πρώτο ταξίδι hyperloop με μια κάψουλα στην οποία επέβαιναν επιβάτες στις 8 Νοεμβρίου 2020 στην έρημο της Νεβάδα. Αλλά το έργο πρέπει ακόμα να αναπτυχθεί, να ελεγχθεί και να δοκιμαστεί. Ο Ίλον Μασκ και η ομάδα του πριν από μερικά χρόνια για την ανάπτυξη του συστήματος hyperloop διοργάνωσαν τον διαγωνισμό SpaceX Hyperloop Pod στο οποίο μπορούσαν να συμμετάσχουν μαθητές από όλο τον κόσμο. Στο διαγωνισμό αυτό εμφανίστηκαν πολλές νέες ιδέες που μπορούν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη του συστήματος. Επίσης στους διαγωνισμούς στο πλαίσιο του Φεστιβάλ Αεροπορίας, Διαστήματος και Τεχνολογίας TEKNOFEST που πραγματοποιείται στη χώρα μας φέτος συμπεριλήφθηκε και η κατηγορία «Διαγωνισμός Ανάπτυξης Hyperloop»

Το σύστημα hyperloop στοχεύει μια ασφαλής, οικονομική και υψηλής ταχύτητας μαζική μεταφορά. Επίσης μειώνοντας την κατανάλωση των ορυκτών καυσίμων συμβάλλει στην προστασία του κλίματος και του περιβάλλοντος και προσφέρει μια πιο βιώσιμη μαζική μεταφορά. Το hyperloop μπορεί επίσης να αλλάξει τον τρόπο ζωής μας. Για παράδειγμα με τον τρόπο αυτό μπορεί να αποτραπεί οι άνθρωποι να μετακομίζουν σε πολυπληθείς πόλεις για δουλειά ή σπουδές και να εμποδιστεί η αύξηση του πληθυσμού στις μεγαλουπόλεις.

  Πηγή: Περιοδικό Επιστήμη Νεολαία TÜBİTAK