沒有最快,只有更快。這句話用來形容高速發(fā)展的交通運(yùn)輸系統(tǒng)再合適不過了。1804年世界上第一輛火車誕生的時(shí)候,其時(shí)速只有8公里。而在今天高鐵時(shí)速達(dá)到300公里時(shí),人們早已習(xí)以為常。而在不遠(yuǎn)的將來,很有可能誕生“超級(jí)高鐵”,這種提法更讓人覺得瘋狂。因?yàn)槌?jí)高鐵將遠(yuǎn)遠(yuǎn)打破現(xiàn)在這種速度極限,打個(gè)比方來說,按照超級(jí)高鐵的運(yùn)行速度,從北京到上海,一個(gè)小時(shí)就可達(dá)到。而設(shè)計(jì)這個(gè)超級(jí)高鐵的人,就是眾所周知的“科技狂人”艾倫·馬斯克。
超級(jí)高鐵的設(shè)計(jì)圖
艾倫·馬斯克,42歲,美國億萬富豪。身穿飛行盔甲的鋼鐵俠的原型就是這哥們。2013年8月12日,馬斯克召開了一個(gè)媒體電話會(huì)議,并在其公司網(wǎng)站上正式對外公布了“超級(jí)高鐵”項(xiàng)目的初始設(shè)計(jì)方案,馬斯克將其命名為“超級(jí)回路”。根據(jù)方案,超級(jí)回路管道中的運(yùn)輸倉將以1200公里的時(shí)速高速穿行于城市間。
按照馬斯克的想法,現(xiàn)在的火車太厚重了,而超級(jí)回路里面的車廂非常輕。根據(jù)馬斯克的設(shè)計(jì),超級(jí)回路將連接1500公里以內(nèi)、人口流動(dòng)量較大的城市。在此距離以內(nèi),超級(jí)回路,不需要較長的起落時(shí)間,比飛機(jī)更具優(yōu)勢。如果里程超過1500公里,管道的建設(shè)成本將會(huì)過高,超級(jí)回路將不具優(yōu)勢。
簡單來講,馬斯克設(shè)計(jì)的這個(gè)超級(jí)回路實(shí)質(zhì)就是一個(gè)低氣壓高速管道運(yùn)輸系統(tǒng)。在這個(gè)管道里,由于這樣一個(gè)低氣壓的環(huán)境,摩擦力會(huì)減小,列車運(yùn)行時(shí)受到的空氣阻力會(huì)減小,從而能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)中所設(shè)想的高速度。被送入管道的車廂被稱為“膠囊”,因?yàn)樗膫€(gè)頭確實(shí)不大。每一個(gè)這樣的膠囊車廂前面都配有一個(gè)電動(dòng)的渦輪壓縮機(jī),這個(gè)壓縮機(jī)可以吸入空氣進(jìn)行壓縮,再通過電子脈沖給每一個(gè)膠囊車提供推動(dòng)力。除此之外,在管道上方會(huì)有很多塊太陽能板,這些太陽能板可以把太陽能轉(zhuǎn)化為電能,進(jìn)而為整個(gè)管道提供所需要的電力。
說完管道,我們看看車廂。作為小個(gè)頭車廂,“膠囊”的高度為1.1米,寬度是1.35米,在設(shè)計(jì)方案里,每一個(gè)車廂可以坐28人。整個(gè)車廂是一種流線型設(shè)計(jì)。列車運(yùn)行期間,其前方的電動(dòng)壓縮風(fēng)機(jī)可以將前部擠壓的空氣傳送到車尾和車底,這樣既減少阻力,同時(shí)還可以在膠囊的底部制造出一種“氣墊”的效應(yīng),可以將這個(gè)倉體懸浮在管道中間。這樣,車廂在管道里如同一顆炮彈一樣被高速打出。
那么對于乘客來說,車廂的設(shè)計(jì)充滿人性化。首先是門的打開方式,因?yàn)檐噹母叨葍H有1.1米,所以任何一個(gè)正常身高的人如果按照現(xiàn)在車廂車門的設(shè)計(jì)來看,都必須得彎下腰才能進(jìn)入車內(nèi)。因此,車廂門被設(shè)計(jì)為向上打開的模式。而且雖然運(yùn)行時(shí)間大大縮短,但是考慮到為使旅客在途中不寂寞,所以在每一個(gè)座位上都配備了娛樂設(shè)施。
而對于廣大乘客來說,交通運(yùn)輸工具最令人關(guān)注的還是其安全性。在馬斯克的設(shè)計(jì)當(dāng)中,由于整個(gè)管道是密閉的,因此超級(jí)回路會(huì)很少受到天氣的影響。當(dāng)然,沒有任何一款交通工具可以拍著胸脯保證自己是100%的安全。除了天氣,還有其他的自然災(zāi)害的影響。比如,萬一地震了怎么辦?超級(jí)回路也有這方面的考慮。在設(shè)計(jì)方案中,管道被安置在一個(gè)一個(gè)橋塔之上,每一個(gè)橋塔上都有一個(gè)可以調(diào)節(jié)的橫向減震器。發(fā)生地震之后,這個(gè)減震器可以吸收地面的震動(dòng),從而保證整個(gè)管道不會(huì)受到大的損壞。
一旦付諸實(shí)施,那么每天在這個(gè)膠囊管道中就會(huì)有很多車廂運(yùn)行,萬一其中一輛車出現(xiàn)問題,發(fā)生事故又該怎么辦呢?這一點(diǎn)也不怕。每一輛膠囊車在設(shè)計(jì)中會(huì)有一個(gè)緊急剎車的裝置,同時(shí)還有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輪,換言之,在這個(gè)管道當(dāng)中每天運(yùn)行的那么多車?yán)铮坏┯幸惠v車發(fā)生了問題,那么其他膠囊車會(huì)自動(dòng)緊急剎車;同時(shí),整個(gè)管道里會(huì)迅速增壓,就使得整個(gè)管道變成正常壓力環(huán)境,那么之后這個(gè)膠囊就會(huì)用自身攜帶的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪,運(yùn)行到安全地帶。所有的膠囊車?yán)锒紩?huì)儲(chǔ)備空氣,這樣能夠足夠保證在最壞的情況下,車廂里的乘客可以更加安全。
問題還是不少
2013年8月15日,馬斯克創(chuàng)辦的Space-X公司公布了驚人的“草蜢”火箭測試視頻。視頻中,火箭在空中停留一段時(shí)間后,又順利返回原點(diǎn)。這表明了馬斯克團(tuán)隊(duì)已初步掌握了可重復(fù)利用的火箭技術(shù)。目前,陸地上最快的無人交通工具是2003年4月在美國霍洛曼空軍基地試驗(yàn)的火箭滑車,時(shí)速為10430公里。但是處于燒烤模式下的火箭車明顯不適合人類搭乘。那么融合了類似火箭發(fā)射和膠囊技術(shù)的超級(jí)回路是否能成為安全的交通工具呢?
盡管馬斯克發(fā)布的設(shè)計(jì)圖紙足夠詳盡,但隨之而來的質(zhì)疑聲也不絕于耳。理論上的可行性距真正的實(shí)踐到底有多遠(yuǎn)?首先還是安全問題,有人認(rèn)為超級(jí)回路應(yīng)對恐怖襲擊能力較差。盡管超級(jí)回路囊括完善的系統(tǒng),可一旦系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)力故障,如何解決將不得而知。另外,如果超級(jí)回路系統(tǒng)遭到恐怖分子控制,或者對管道系統(tǒng)發(fā)射攻擊型遠(yuǎn)程火箭,其殺傷力和破壞力遠(yuǎn)超過其他幾種交通方式。
第二個(gè)問題涉及散熱。能量分析專家指出,乘客艙壓縮空氣,向下或者逆向排出,都會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量,這將導(dǎo)致乘客艙和相應(yīng)的儀器設(shè)備遭受損壞。馬斯克的解決方案是在每一個(gè)車廂里添加一個(gè)水箱,用水箱來吸收熱量,并轉(zhuǎn)化為水蒸氣。但是,乘客艙僅有幾立方米的空間,具體運(yùn)行時(shí),熱量轉(zhuǎn)換率不高,這意味著必須增大水箱容量,但是馬斯克并沒有考慮到這些因素。
管道高速運(yùn)輸?shù)母拍钤诤萌R塢電影中已經(jīng)被完美詮釋出來。2012年上映的電影《全面回憶》講述了在21世紀(jì)末期全球爆發(fā)化學(xué)武器戰(zhàn)爭,造成人類只剩下部分區(qū)域可以居住,其中兩個(gè)最大的地區(qū)相隔地球兩端。當(dāng)時(shí),往復(fù)兩端的飛機(jī)已不復(fù)存在。兩地之間靠穿過地心的天梯相連接,而這種高速管道運(yùn)輸是兩地來往的主要交通工具。乘客在管道內(nèi)高速下降至地心處,開始經(jīng)歷重力調(diào)轉(zhuǎn),隨即進(jìn)一步上升到地球另一端的目的地。
讓超級(jí)高鐵照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
不僅是馬斯克的超級(jí)回路,其他一些管道研究的科學(xué)家也無限接近將理念照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。位于美國科羅拉多州的ET-3公司已經(jīng)在管道高速運(yùn)輸領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。ET-3公司網(wǎng)站首頁上的話可以完美解釋管道運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)后的完美效果:“在地球上實(shí)現(xiàn)太空穿梭”。這家公司正在建造一個(gè)5公里長,時(shí)速高達(dá)6500公里的實(shí)驗(yàn)性真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)。項(xiàng)目工程師戴?!W斯特解釋說:“ET-3項(xiàng)目是將太空飛行帶到地球,消除交通工具行進(jìn)中的摩擦,讓每位乘客都可以隨時(shí)享受高速而高效的交通運(yùn)輸,而不僅僅是過去幾個(gè)宇航員才能體驗(yàn)的項(xiàng)目?!?/p>
根據(jù)奧斯特的介紹,這種高空管道運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ呦褚粋€(gè)膠囊,每一個(gè)膠囊被放置于一個(gè)管道中,像炮彈一樣被發(fā)射出去,整個(gè)線路處于一個(gè)幾乎沒有摩擦力的磁懸浮環(huán)境當(dāng)中。膠囊就像《阿凡達(dá)》電影里靠磁懸浮飄在空中的哈利路亞山。
列車通過某種彈射裝置發(fā)射出去,不間斷地駛往目的地。如果膠囊高鐵真的可以實(shí)現(xiàn),那么分處地球兩端的中國北京和美國紐約的人完全可以在24小時(shí)內(nèi)穿梭、工作和生活。當(dāng)然,ET-3公司的膠囊高鐵項(xiàng)目也面臨巨大的實(shí)際困難。如何保證列車在短時(shí)間內(nèi)從靜止加速到高速運(yùn)行,同時(shí)避免乘客因速度過快而感到身體不適也是科學(xué)家考慮的關(guān)鍵。
超級(jí)高鐵另一個(gè)誘人的賣點(diǎn)就是票價(jià)比現(xiàn)有的方式便宜得多。奧斯特表示,真空管道運(yùn)輸是一種無空氣、無摩擦的運(yùn)輸方式。因此比火車飛機(jī)更安全,也更便宜,消耗的能源也要少得多。馬斯克的超級(jí)回路方案中,只是將運(yùn)輸管道環(huán)境設(shè)置為低壓環(huán)境,而ET-3則更大膽地將管道設(shè)計(jì)為真空狀態(tài),無限降低阻力,行駛速度也就更快。
但如此苛刻理想化的建造條件想要在全球范圍內(nèi)的大城市之間實(shí)現(xiàn)也絕非易事。實(shí)現(xiàn)ET-3系統(tǒng)最關(guān)鍵的是每個(gè)國家建造的管道都要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),只有這樣才能把整個(gè)交通網(wǎng)連接起來。不過從幻想到夢想,也許就差一步。
從歷史的角度來看,每一個(gè)帶來巨大改變的發(fā)明創(chuàng)造最初都是從夢想開始的,而夢想最初也都是從幻想開始的。而在實(shí)踐之前,也一定伴隨著各種質(zhì)疑。超級(jí)高鐵的確還停留在設(shè)計(jì)圖紙上,但是我們絲毫不懷疑它的可行性。從夢想到現(xiàn)實(shí),也只差一步。而人類的進(jìn)步,正是一次又一次地邁出了這一步。