高速超回路列车在火星实现更靠谱

2019-03-08 21:50:49 来源: 漯河信息港

导语:你想乘坐比高铁更快的列车吗?超回路列车有着风的速度,却有着不菲的造价,如果把其铁轨搬到火星,或许乘坐这一超级高铁的愿望会更快实现。

关键词:Hyperloop;超回路列车;真空管道列车;太阳能;火星

超回路列车现在仍在设计中。(图片来源:SpaceX, CC BY)

你有没有想过,坐着如过山车般高速的交通工具,一路尖叫着前往工作地点呢?如果你的回答是肯定的,那么这里有一个激动人心的消息!

太空探索技术公司(SpaceX)和特斯拉汽车公司(Tesla Motors)的名人Elon Musk,在近期,提出了“超回路列车”,是一种通过磁力加速,滑行在两地之间的一种高速悬浮列车。这个观念确实非常有趣,这种列车还被誉为了未来火车。Musk本人将其描述为“第五种运输方式”,并计划将它设计为通过太阳能电池板产生电流,实现大部分电力自给,来提供快速安全的运输。

Musk近宣布他将在加利福尼亚,建立一座高速试验铁轨。但是我并不认为超回路列车能在加利福尼亚很好的运作,事实上在地球的任何一个地方都不太可能。然而,我认为它在别的星球倒可以很好的运作,例如火星。不过,如果要深究其原因,我们还需要了解更多多有关该列车的详情。

在行驶的超回路列车上要系好安全带。(图片来源:SpaceX, CC BY)

超回路列车如何运作?

高速超回路列车在火星实现更靠谱

超回路列车的概念基于“真空管道列车”。它运行在一个没有空气的真空管道内,“真空管道列车”也因此得名。火车前进时气动力会产生与火车前行相逆的阻力,然而管道内没有空气意味着几乎没有阻力。所以,“真空管道列车”可能会运行得非常快,大概可以达到一小时数千英里。

这一想法已经不新鲜了,它被提出已经有数十年。然而,虽然“真空管道列车”听起来是个不错的想法,但他在现实中实现相当困难。从这个意义上讲,Musk的超回路项目不是对科学的创新实践,而是对工程技术的创新实践,即以新的方式利用现有技术,避开“真空管道列车”面对的固有挑战。

超回路列车利用小胶囊式的空间,搭载旅客、货物,当这些“小胶囊”经过真空管道时,会浮在空气垫上。有点儿像被搬在管道里的气垫船。这种配置可以列车在小的阻力下,快速运行。无需多言也可以看出,这种配置克服了很多建立“真空管道列车”可能遇到的问题。“超回路列车”的用户体验,更像是在乘坐一个运行良好的火箭。

高速铁路运行已经成为现实。(图片来源:jiadoldol, CC BY-NC-ND)

普通的高速铁路已经实现了每小时运行英里。超回路列车将会比这个速度更快,因为它运行在低压的真空环境中,其中99.9%的空气已被抽走,大多数空气没有了,大多数的阻力也就没有了。预计超回路列车的时速约为760英里。

这是一个价格高昂的进展

但是需要了解的是,如果修建从洛杉矶到旧金山的超回路列车铁轨,所需成本的保守估价为60亿美元,如果把这个项目扩展到全美国,将会斥资数千亿美元。再想想普通的飞机旅行,速度已经达到了每小时英里,即超回路列车速度的2/3,那人们或许就会质疑,这每小时快出来的200英里,是否值得千亿美元的花销。

协和式超音速喷射客机冲入傍晚的余晖。(图片来源:Elvis Payne, CC BY-NC-ND)

不过,想要在某些站点间设立更加快速的交通工具,这种市场需求还是有的。例如,协和式超音速喷射客机巡航速度为每小时1354英里,大约是超回路列车速度的两倍,乘客从纽约到伦敦用不了3个小时。但是协和式飞机项目在2003年就宣布停止了,因为没有足够的市场支撑,并且,连它都没有60亿美金的身价。

简而言之,超回路列车项目将很难在全美国启动。不过,或许部分城市会有足够的市场需求,来建立这个项目。有些乘客可能较为看重这一交通工具电力自给的环保优势。但是如果想在保证限度的碳排放情况下,快速安全抵达目的地,投资数千亿美元去开发供飞机使用的生物燃料是否更为合理呢?现今,飞机已经非常快速,并且足够安全。它们能轻易的去往任何地方,包括跨越海洋。需要克服的,是希望它们的可持续性更强,能够有多种用途。

为超回路列车提供能量的太阳能电池板,在缺乏可用能源的星球或许更有前景。(图片来源:SpaceX, CC BY)

要实现超回路列车,还任重道远?

那么为什么还要绞尽脑汁的研究超回路列车?

Elon Musk不是傻瓜,并且他也有足够的资金去雇佣一些聪明的人才来做这个项目。而他这样做有两种可能,要嘛他真的觉得,他能降低超回路列车项目的研究成本,要嘛是他有别的计划。

超回路列车项目的实现,在有空气的地方确实存在一些它固有的挑战。但是在几乎没有空气、缺乏燃料资源、无法飞行、也缺少阻力的地方,它将会非常有意义。

比如火星

在SpaceX/SolarCity/Tesla Motors等公司任职的Elon Musk喜欢用自己的资金启动他个人及他人认为对人类有价值的商业项目。Musk曾经谈及,他想把他自己的商业投资,放在将人类移居到火星的项目“火星1号”(Mars One)上,SpaceX公司(太空探索技术公司)的运载火箭被列为潜在的运载工具,成为另一个计划前往这颗红色星球的交通工具。

虽然目前,火星项目仿佛进展的不是那么顺利,但这样一场复杂的投资,必然会障碍重重。仔细想想,许多国家都想要在行星轨道上建立国际空间站,让自己所发射的火箭能在行星轨道上有一席之地,而这一火星项目汇聚了上述几乎所有国家的努力。因此无论现在情况如何,它又重新点燃了公众移居外星系的热情。仅就这一点而言,我觉得冒这个风险是值得也是有收获的。

冒险等待着你!探索火星的度假胜地。(图片来源:SpaceX Photos)

空间、太阳能系统、火星,如果人类想要继续扩张和消费,我们之后可能需要在这些地方发现更多资源和更广阔的区域。

显然,火星项目困难重重,Musk可能也已经意识到,他不能仅凭一人之力投资这一火星项目。但是,他必定会为开发和培育实现这一目标所需的技术提供帮助。当我们终抵达火星时,—一个高速、安全、电力自给的运输系统,对于连接火星定居点将至关重要,而这样的定居点很可能是数量极少,而又相距甚远。

可能,火星就是超回路列车开往的地方。

关于作者:

Leon Vanstone,德克萨斯大学奥斯汀分校的博士后研究员

(翻译:刘思辰; 审校:海带丝)

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