ศัพท์ซอยวิทย์
ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์ namchai4sci@gmail.com
การเดินทางที่ใช้กันอยู่โดยหลักแล้วมีสี่แบบ คือ รถวิ่งบนถนน รถไฟเคลื่อนที่บนราง เรือแล่นในน้ำ และเครื่องบินบินในอากาศ ปัญหาก็คือ รถ รถไฟ และเรือวิ่งช้าไปหน่อยสำหรับหลายคนโดยเฉพาะในประเทศที่ยังไม่มีรถไฟความเร็วสูง ส่วนเครื่องบินแม้จะค่อนข้างเร็ว แต่ราคาก็แพงกว่ามาก
ไม่มีใครคิดออกเลยหรือว่า จะเดินทางกันอย่างไรให้ไวและไม่แพงไปพร้อมๆ กัน
แบบร่างไฮเพอร์ลูปของอีลอน มัสก์ (ที่มา: https://www.thezebra.com/insurance-news/1989/what-will-the-future-of-public-transportation-look-like/)
คำตอบคือ มีคนผลักดันรูปแบบการเดินทางใหม่ที่น่าจะทั้งไวมากๆ ปลอดภัย และที่สำคัญคือราคาถูกกว่าระบบที่ใช้กันอยู่ตอนนี้อีกด้วย ฟังดูเหลือเชื่อใช่ไหมครับ
อีลอน มัสก์ (Elon Musk) คนดังผู้สร้างสเปซเอกซ์ (SpaceX) บริษัทที่ตั้งเป้าจะทำให้การไปอวกาศมีราคาถูกลงด้วยจรวดยุคใหม่ที่นำกลับมาใช้ได้ และมีแผนจะไปตั้งรกรากที่ดาวอังคารให้ได้ เท่านั้นยังไม่พอ เขายังร่วมก่อตั้งเทสลาอิงก์ (Tesla, Inc.) ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าสุดเริ่ดนำสมัยและร่วมก่อตั้งเพย์พอล (PayPal) ที่คนทำธุรกรรมออนไลน์อาจเคยใช้มาแล้ว ก่อตั้งบริษัทไฮเทคอีกหลายบริษัท แน่นอนว่ารวมทั้งโครงการไฮเพอร์ลูปวัน (Hyperloop One) ที่ตั้งเป้าจะขนส่งคนเดินทางระยะไกลได้แบบเดียวกับเครื่องบิน แต่ในราคาที่ถูกกว่ามาก
ไฮเพอร์ลูปทำงานยังไงกันแน่
ถ้าใครเคยดูหนังสายลับเก่าๆ หน่อย คงเคยเห็นระบบส่งจดหมายหรือพัสดุภายในตึกที่ใส่กล่องพัสดุลงในท่อก่อนกดปุ่มส่งถึงปลายทางได้อย่างรวดเร็ว ระบบดังกล่าวทำงานโดยอาศัยใบพัดทรงพลังเป็นตัวสร้างแรงดันอากาศที่ผลักกระบอกพัสดุให้เคลื่อนไปตามท่อที่แทบปราศจากอากาศด้วยความเร็วสูง
หลักการไฮเพอร์ลูปเป็นระบบที่ให้คนเข้าไปใน “ขบวนรถ” เทียบเท่ากับ “กล่องพัสดุ” ข้างต้น แล้วหาทางส่งด้วยความเร็วสูง มัสก์กับทีมงานคำนวณว่าระบบดังกล่าวน่าจะทำความเร็วได้สูงถึง ๑,๑๒๖ กิโลเมตร/ชั่วโมง แปลว่า สามารถเดินทางจากลอสแอนเจลิสไปซานฟรานซิสโก (ราว ๖๑๓ กิโลเมตร) ด้วยเวลาเพียง ๓๕ นาทีเท่านั้น !
“รถ (ไฟ)” ที่ไหนจะวิ่งได้เร็วขนาดนั้น ทำได้ยังไง
ปัญหาใหญ่ที่ทำให้พาหนะเคลื่อนที่เร็วมากไม่ได้ก็คือ แรงเสียดทานจากอากาศ ยิ่งเคลื่อนที่เร็วมากเท่าใดแรงต้านทานก็เพิ่มมากขึ้นเท่านั้น วิธีแก้ของระบบแบบนี้ก็คือ ขบวนรถจะแล่นในท่อหรืออุโมงค์ปิดสนิทที่สูบอากาศออกจนเหลือน้อยมาก เท่านั้นยังไม่พอ ตัวรถยังต้อง “ลอย” เหนือรางด้วยระบบแม่เหล็กแบบเดียวกับที่รถไฟความเร็วสูงหรือรถไฟแม่เหล็กไฟฟ้าแม็กเลฟ (Maglev) ใช้กัน ทำให้ลดแรงเสียดทานจากสัมผัสของรถกับรางไปได้ สุดท้าย แทนที่จะใช้แรงอัดอากาศเป็นตัวผลัก ในระบบของไฮเพอร์ลูปจะใช้คอมเพรสเซอร์สร้างแรงดึงทางด้านหัวขบวนแทน
เมื่อประกอบกันสามอย่างคือ (๑) ท่อเกือบจะเป็นสุญญากาศ (๒) ตัวขบวนรถที่ลอยเหนือราง และ (๓) ระบบสร้างแรงดึงด้วยตัวอัดความดันทางหัวขบวน จึงทำให้เร่งความเร็วสูงสุดขึ้นไปได้ถึงกว่า ๑,๑๐๐ กิโลเมตร/ชั่วโมง
นี่มันความเร็วระดับเครื่องบินโดยสารชัดๆ ครับ เกือบเท่าๆ กับความเร็วเสียง (๑,๒๓๕ กิโลเมตร/ชั่วโมง) แน่ะ!
อ้อ ความเจ๋งอีกอย่างหนึ่งของระบบนี้ก็คือ พลังงานที่ได้จากตอนจะเบรกเข้าสถานีปลายทางยังนำมารีชาร์จกลับเข้าไปในแบตเตอรี่ได้อีกด้วย ส่วนมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้เร่งความเร็วก็ไม่ต้องติดตั้งตลอดเส้นทาง ติดตั้งแค่เป็นจุดๆ ทุกๆ ๑๑๐ กิโลเมตรก็พอ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มาก
ระบบแบบนี้ราคาของขบวนรถและระบบมอเตอร์ตกอยู่ที่หลายร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งถือว่าค่อนข้างถูกเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายที่ใช้ทำตัวท่อซึ่งน่าจะอยู่ที่หลายพันล้านดอลลาร์สหรัฐ นอกจากนี้ ยังสร้างบนเสาหรือตอม่อได้ ไม่ต้องเวนคืนที่ดินให้ยุ่งยาก ที่สำคัญคือ ทางผู้สร้างมั่นใจมากว่าระบบนี้ไม่หวั่นไหวไปกับแผ่นดินไหว (ระดับเบาะๆ) ที่อาจเกิดขึ้นได้
อ้อ เทคโนโลยีแบบไฮเพอร์ลูปทดสอบเบื้องต้นแล้วในวันที่ ๑๑ พฤษภาคม ๒๕๕๙ ซึ่งก็ผ่านฉลุย ระบบมอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้นสามารถเร่งความเร็วจาก ๐ เป็น ๑๗๗ กิโลเมตร/ชั่วโมงได้ในเวลา ๑ วินาทีเท่านั้น หลังจากนั้นก็ยังมีการทดสอบอีกหลายครั้ง
อีกไม่นานเราจะได้รู้ว่าไฮเพอร์ลูปเป็นระบบในฝัน เป็นระบบที่ทำไม่ได้จริง หรือเป็นแค่ความฝันเฟื่องที่ไม่คุ้มค่าการลงทุน !
เครดิตภาพ cover
https://asia.nikkei.com/Business/Business-trends/Richard-Branson-plans-Virgin-Hyperloop-for-India
