Prevozna sredstva budućnosti

Inovativni oblici transporta, za koje smo pre samo nekoliko godina mislili da su naučnofantastična maštanja, polako postaju deo realnosti

Moderan čovek stalno negde žuri, a mnogima je, kada ih pitate, najgori deo dana ono vreme koje su „izgubili” u putu. Zato ni malo ne čudi da se neprestano radi na novim oblicima transporta koji bi skratili vreme putovanja na podnošljivi minimum... sve dok ne otkrijemo način da napravimo mašinu za teleportovanje. Zaista, neki od prevoznih sistema koji pretenduju na stalno mesto u našoj budućoj svakodnevici deluju kao da su izašli iz pera nekog autora naučne fantastike. Vozovi koji jure poput metka, supermoderni dirižabli, magnetna levitacija svuda oko nas ili podmornice brže od aviona više nisu stvari koje se pominju kao deo SF mašte. Razvoj svih ovih futurističkih prevoznih sredstava oslanja se na najmodernije tehnologije: razvoj novih materijala, detaljne kompjuterske simulacije i neprestanu umreženost pojedinaca i timova širom sveta u zajednicu koja pomera granice mogućeg.

Hiperpetlja

Ilon Mask (Elon Musk), „tech milioner” poznat po tome što je novac stečen PayPalom iskoristio za pokretanje kompanija Tesla Motors, SpaceX i SolarCity, pre gotovo dve godine najavio je plan za izgradnju prevoznog sredstva po imenu Hyperloop. Ovaj sistem obuhvatao bi vakuumske cevi kroz koje bi brzinama iznad 1200 km/h jurile kapsule ili mini vozovi sa putnicima i teretom. Prve reakcije na najavu ovog sistema kretale su se od neverice i začuđenosti, sve do (obaveznog) ismevanja. Ipak, dovoljan broj ljudi bio je takođe zaintrigiran mogućnostima. Čim neko sa ozbiljnim kapitalom govori o nekoj ideji, mora da ima nečega u tome, odnosno: „Baš je šašav onaj Mask, ali šta ako je u pravu?” Nekoliko meseci nakon Maskove najave, stručnjaci iz korporacije Ansys, specijalizovane za softverske simulacije, objavili su da njihovi modeli pokazuju da je projekat izvodljiv čak i sa današnjim materijalima. Problema sa probijanjem zvučnog zida u cevi ne bi bilo jer bi maksimalna brzina bila 0,99 maha. Trenje i zagrevanje takođe ne predstavljaju barijeru – u cevima je ekstremno nizak pritisak, blizak vakuumu, a kapsula ne bi dodirivala zidove cevi nego bi „plivala” na vazdušnom jastuku debljine između 0,5 i 1,3 mm.

Maskov predlog bio je izgradnja staze od oko 600 km između San Franciska i Los Anđelesa za kapsule prečnika 2,2 m što bi koštalo oko 6 milijardi dolara. Trenutno se procenjuje da bi prava cena ovakvog projekta u najoptimističnijem slučaju bila bar deset puta veća. Čak i tada, Hyperloop bi ispao povoljniji od trenutnog plana Kalifornijske vlade da izgradi brzu železnicu za 68 milijardi dolara. Zapravo, najveći deo troška izgradnje u slučaju Hyperloopa bila bi kupovina zemljišta i obezbeđivanje silnih neophodnih dozvola. Sama tehnologija za pravljenje metalne cevi kroz koju bi u uslovima bliskim vakuumu ispaljivani „meci na vazdušnim jastucima u kojima su ljudi” mnogo je jeftinija.

HTT i HT

Dok je zdrava kapitalistička konkurencija jedan od dobrih pokretača inovacije, moderna nauka je već odavno u tom stadijumu kompleksnosti da je za značajan napredak saradnja još zdravija. Tokom prošle dve godine grupa od stotinak inženjera, koji rade mahom u SAD, i koji su preko interneta koordinisali svoj rad na tehničkim problemima ovog projekta polako je evoluirala u kompaniju Hyperloop Transportation Technologies (HTT) sa gotovo četiri stotine zaposlenih i dobrovoljaca. Njihov rad pomogla je i NASA izdavši OpenMDAO (Multidisciplinary Design, Analysis, and Optimization), open-source framework pisan u programskom jeziku Python. CEO HTT-a Dirk Ahlborn procenjuje da bi cena karte za Hyperloop, koji bi vas prevezao na relaciji dužine 600 km za pola sata, bila oko 30 dolara. Ova kompanija sledeće godine počinje izgradnju staze za testiranje od pet milja (8km) u Quay Valleyu u Kaliforniji, a procenjuje se da će prvi ljudi putovati njom 2018. godine. HTT nije jedina kompanija koja se bavi razvojem ove tehnologije. Tu je i slično nazvani Hyperloop Technologies, zajednički projekat Šervina Piševara, još jednog IT mogula iz Silikonske doline, i Brogana BamBrogana, bivšeg inženjera IT kompanije SpaceX.

Razlike između kompanija HTT i HT mnogo su veće od jednog slova. HTT se oslanja na crowdsourcing, rad stotina dobrovoljaca i spoljne investitore, dok HT ima tridesetak stalno zaposlenih i postojeći početni budžet od 10 miliona dolara. Piševar, koji je svoje bogatstvo stekao ulaganjem u kompanije Uber i AirBnB, uložiće do kraja godine još 40 miliona dolara u HT, a tu su i veze sa Obaminom administracijom i Maskovim prijateljima iz vrha PayPala. Ipak, predstavnici obe kompanije jednako su ubeđeni da će njihov rad dovesti do prve komercijalne Hyperloop pruge. Uostalom, ako vam ljudi iz HTT zvuče kao besposleni inženjeri koji se igraju budućnosti iz svojih podruma, razmislite ponovo. Stotine ljudi koji svoje vreme i znanje doniraju projektu HTT-a stalno su zaposleni stručnjaci u kompanijama kao što su AirBus, Northrop Grumman ili Cisco, odnosno profesori i studenti univerziteta poput Harvarda i Stenforda. Sem toga, Dirku Ahlbornu je već neko vreme jedna od glavnih poslovnih stanica Dubai, gde ne radi samo na obezbeđivanju sredstava za svoj projekat. Naime, u 2020. godini, Dubai će biti domaćin sajma World Expo i mnogi veruju da će Emiraćani dati sve od sebe da upravo na ovoj manifestaciji bude svetska javna premijera funkcionalnog Hyperloopa.

Ilon Mask je sredinom juna ponovo bio u vestima, naravno u vezi sa Hyperloopom. SpaceX će takođe napraviti stazu za testiranje ove tehnologije (dugačku oko 1,6 km) i to sa specifičnim ciljem – 2016. godine, SpaceX će održati otvoreni nagradni konkurs za dizajn kapsula koje će prenositi putnike i teret kroz vakuumske cevi. Zapravo, Mask ni ne planira da bilo koja njegova kompanija bude deo „trke za Hyperloopom”, on, navodno, samo koristi svoja sredstva da ubrza razvoj ove tehnologije za koju smatra da je preko potrebna.

Vekovni san

Interesantno, ideja za transportni sistem kroz vakuumske cevi nije nova stvar, već predstavlja najnoviju iteraciju u evoluciji ideje koja greje srca inženjera duže od jednog veka. Američki fizičar Robert Godard, poznat kao tvorac prve rakete sa tečnim gorivom, još je na prvoj godini studija na Politehničkom institutu u Vorčesteru, davne 1904. godine, napravio plan za vakuumski voz sa „zastrašujućim mogućnostima”. Danas su stručnjaci iz kompanija HT i HTT suočeni sa pretvaranjem Godardove skice stare jedanaest decenija u stvarnost. Razmišljaju o materijalima za pilone koji će da nose vakuumske cevi, prave kompjuterske modele kretanja kapsula kroz cevi, ali i kretanja putnika kroz njihove železničke stanice.

Iako pominju vakuumske cevi, aktuelno rešenje za Hyperloop zapravo ne bi pokušalo da napravi vakuum u cevima, ali bi pritisak bio oko hiljadu puta manji od atmosferskog, tek oko 100 paskala. U tako retkoj atmosferi, trenje je gotovo zanemarivo i vozilo može veoma brzo da dostigne ogromnu brzinu i to uz veoma malo utrošene energije. Upravo je to san dizajnera ovog sistema: ne samo što će putovanje biti brže, nego će biti i energetski efikasnije. U poređenju sa trenutno popularnim transportnim sistemima, Hyperloop bi bio preko devet puta ekonomičniji od aviona, a više nego duplo brži. U poređenju sa konvencionalnom železnicom Hyperloop je tri puta ekonomičniji, a čak dvanaest puta brži, dok je u odnosu na automobilski saobraćaj brži četiri, a ekonomičniji skoro sedam puta.

Kako bi se Hyperloop napajao? Svaka putnička kapsula imala bi u sebi elektromotor sa izmenjivim akumulatorima kapaciteta oko pet puta većim od onih u elektro-automobilu Tesla Model S. Krov vakuumskih cevi bi celom dužinom staze bio pokriven solarnim panelima, koji bi lako obezbeđivali struju za punjenje baterija na krajnjim stanicama. Zapravo, po trenutnim proračunima, čak i sa dodatnim vremenom za zamenu baterija, put od oko 600 km bio bi obavljen za manje od 35 minuta, ali bi korisnici Hyperloopa morali u ukupno vreme putovanja da računaju bar još po trideset minuta provedenih na svakom „Hiperdromu”. Ipak, to vreme je i dalje osetno manje od više sati koje ovih dana provodimo na aerodromima pre letova.

U pomenutoj kompaniji Ansys, inženjer Sandeep Sovani još uvek radi, nezavisno od kompanija HTT i HT, na simulacijama dinamike fluida pri kretanju kapsule kroz cev u potrazi za rešenjem jednog bitnog problema koji direktno utiče na dizajn cevi Hyperloopa. Naime, iako u cevima ima veoma malo vazduha, on i dalje mora da se kreće oko kapsule. Ukoliko se ide na opciju da vazduh pasivno klizi oko kapsule, kada se ona kreće brzinom od 0,99 maha, onda promer cevi mora da bude znatno veći od promera kapsule. Po starim procenama sa kojima je Mask raspolagao kada je najavio Hyperloop pominjao se dva puta veći promer, ali prema procenama Ansysa i NASA, promer mora da je veći bar četiri puta. Ta opcija očigledno povećava cenu izgradnje cevi, ali kompanija HT zasniva svoj dizajn upravo na tom modelu. Ako se, pak, ide na opciju sa užom cevi, neophodno je da kapsula sadrži ekstremno jak kompresor koji aktivno usisava vazduh ispred kapsule i ispumpava ga ispod i iza kapsule. Tada cev može da ima manji promer, ali kapsula mora da bude veća i njena brzina ne sme da premaši 0,8 maha. Dok se druga opcija manje sviđa onima koji su gladni brzine, ovaj sistem aktivno rešava i drugi problem – takozvanog „vazdušnog ležaja” na kom kapsula pluta u cevi i neophodan je za funkcionisanje ovog sistema. Sem pravljenja vazdušnog ležaja kompresorom, sam oblik kapsule mogao bi da pomogne u usmeravanju strujanja vazduha na potreban način ispod dna kapsule.

• • •

Najbitnija stvar u celoj priči su ljudi zbog kojih se i pravi sam Hyperloop. Klaustrofobija osobe u skučenoj kapsuli bez prozora može da se reši LCD panelima na zidovima koji bi stvarali iluziju većeg prostora. Što se tiče kretanja, ubrzavanje i usporavanje kapsule mora da bude postepeno kako bi se izbegli nelagodnost i mučnina. Naravno, ljubitelji velike brzine moraće da isprobaju ovo čudo kada bude dostupno, kao da se radi o vožnji u luna-parku.

Pre samo dve godine, ovaj projekat je zvučao kao naučna fantastika. Danas je razvoj Hyperloopa deo stvarnosti, a svi su izgledi da će u bliskoj budućnosti postati samo još jedna stavka na sajtovima za planiranje putovanja.

Dragan KOSOVAC