【The Wired Guide】馬斯克的超迴路列車(Hyperloop)指南

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Photo Credit: Tubes are shown in a storage area at Hyperloop One in North Las Vegas, Nevada, U.S. May 11, 2016.  REUTERS/Steve Marcus - RTX2DWEP
Photo Credit: Tubes are shown in a storage area at Hyperloop One in North Las Vegas, Nevada, U.S. May 11, 2016. REUTERS/Steve Marcus - RTX2DWEP
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作者:ALEX DAVIES,譯者彭于庭,原文為THE WIRED GUIDE TO HYPERLOOP,INSIDE獲台灣康泰納仕提供授權翻譯。

關於伊隆・馬斯克(Elon Musk)的奇思妙想,你想知道的超迴路列車(Hyperloop)知識都收錄在這篇文章中。

超迴路列車的概念首先由伊隆・馬斯克提出。在理論上,在鋼管中行駛的交通艙可長途載送人或貨物。磁浮作用和大型真空幫浦可消除摩擦力和空氣阻力,因此如公車大小的交通艙可以達到一馬赫的速度,也就是相當於音速。支持者表示:超迴路列車不只是快,它還更省錢,甚至比現今的飛機、火車、汽車更加環保。

但超迴路列車跟其他聲稱可解決一切問題的萬靈之計一樣,表面上看起來很簡單,其實不然。雖然管路和交通艙不難建造,但是將之從理論應用到實際生活上,需要的不僅是專業的工程師和一筆龐大資金。法律謀略、監管斡旋、政治意願、人民支持等,每項都是一場硬戰要打,每項基礎建設都不容易。

這種比飛機快一倍、由太陽能發電的全新運輸概念由特斯拉(Tesla)和SpaceX 首席執行長伊隆・馬斯克提出後,超迴路列車的熱潮便開始了。一開始馬斯克並沒有提到任何技術細節,但是在他於2013年8月寫的一份長達57頁的白皮書中大致解釋了超迴路列車可能的運作方式。

為什麼超迴路列車只是一個普通名詞,而不是專有名詞?

《連線》雜誌(WIRED)很久以前會把超迴路列車當成一個專有名詞處理,英文首字母大寫,前面加定冠詞the,讀者可以參考一下《連線》雜誌早期的報導就知道了。

《連線》雜誌副主任布萊恩・達斯卓(Brian Dustrud)表示:「伊隆提出這個點子並把它取名為超迴路列車,這時候它是一個專有名詞。最後,這個概念從一項計畫變成一般概念,而且我認為這個轉變發生得很快。」

 所以,英文首字母不大寫了,定冠詞也不加了,超迴路列車變成一個普通名詞。我們開始把超迴路列車視為一種科技,而非一項特定的物品。對我們而言,超迴路列車就像超聲波、雷達、高速鐵路一樣,可以用多種形式存在。但是目前沒有任何一個實際運作的超迴路列車,但如果未來有的話,可以重新考慮再把它當作一個專有名詞。

第一台超迴路列車

超迴路列車厲害之處在於消除摩擦力和空氣阻力,這兩項就是讓車子跑不快的原因。消除摩擦力的方法就是讓交通艙在管路內懸空前進,磁浮是方法之一。馬斯克最初的想法是利用空氣軸承,也就是在交通艙底下噴出氣流,把交通艙浮起來。

你可以想像一下我們在電子遊樂場玩的空氣曲棍球,只是空氣不是從桌子噴出,而是曲棍球本身。

但目前大部分的超迴路列車工程師都希望靠被動磁浮原理把交通艙抬起來。一般的磁浮系統耗電量大且造價昂貴,而超迴路列車使用的則是整排的永久磁鐵。永久磁鐵在導電軌上前進時無須電流,就會產生把交通艙提起來的磁場。

在近乎零摩擦力和空氣阻力的情況下不需要恆定的推進系統,因此異極的磁浮系統(想像一下相斥的兩個磁鐵)每隔幾公里給交通艙一個推力即可。

至於空氣阻力就得靠管路的設計了(聽起來好像也很遙不可及,不過這不是重點)。交通艙在密閉的隧道中前進,因此可以將隧道中的空氣抽到近乎真空的狀態,如同在離地六十公里的高空環境中。

因為空氣阻力較小,超迴路列車跟航行中的飛機一樣,只需要一點點的動力就可以維持在一定的速度。速度更快、耗能更少,代表著更有效率、更環保的交通方式,若考量到能源成本,還可能更省錢。

但是馬克斯解釋完技術面後又說,他太忙了,沒空搞這些。同時身為特斯拉和SpaceX的執行長,他已經沒時間經營另一項事業,所以他鼓勵任何有興趣的人去試試看。他說要有超迴路列車,於是就有了超迴路列車,不對,是一整個超迴路列車產業誕生了。

馬斯克的白皮書傳到網路後,許多公司紛紛成立,並找來工程師和備好風險投資基金,希望可以打造真正的超迴路列車。

Tubes are shown in a storage area at Hyperloop One in North Las Vegas
Hyperloop One,Credit: 路透社

總部位於洛杉磯的Virgin Hyperloop One顯然是最認真的公司。他們有一筆創業投資基金和完整的銀行帳戶,雇用了好幾百個員工,且在美國內華達州的沙漠建了一個測試軌道。在2017年12月的測試,交通艙的時速達到386公里。

相較之下,超級高鐵運輸科技公司(Hyperloop Transportation Technologies,以下簡稱HTT)沒有採取那麼多大動作。幾乎所有該公司的工程師都在別的地方(例如波音、美國大空總署或是SpaceX)有正職工作。這些工程師有空的時候才會合作,通常是用線上或是遠端的方式一起解決技術上的困難,希望拉近人類和超迴路列車之間的距離。HTT計畫在中歐、南韓和印度建立超迴路列車的網絡。

另一間超迴路列車公司rLoop在Reddit網站上作業,員工研究各種工程問題,最終目的是要達到「去集中化、下放高科技」。

然後,伊隆・馬斯克又重回賽局了。這位超迴路列車始祖在SpaceX總部製作了一條小隧道,然後邀請工程學生來參與比賽。接著,2018年夏天,他宣布要自己建一個超迴路列車。他的計畫非常模糊,不過他認為波音公司的軌道系統很適合用來打造他想要的超迴路列車管路。

雖然大部分的公司都使用相同的科技(被動磁浮、大型真空幫浦),但很快地這個新興產業開始分裂了。前SpaceX工程師柏肯・邦柏肯(Brogan BamBrogan)協助啟動Hyperloop One的超迴速列車一號,但因為和該公司及公司共同創辦人雪文・皮許瓦(Shervin Pishevar)扯入莫名奇妙的法律爭議醜聞後便退出了(皮許瓦被好幾位女性控告性騷擾後,於2017年12月向公司請求留職停薪)。

邦柏肯(這是他的真名)接著創立了自己的公司——Arrivo,不過他說公司的產品是以超迴路列車為靈感的新系統,他還說不想要用管路系統,因為太貴了。他表示:「如果我想要在低壓的金屬空間快速到達另一個地方,我會選擇飛機。」 這確實提醒了我們「超迴路列車」並不是一項全新的發明,它只是將不同的科技巧妙地結合起來後把一個既有的事物變得更快更有趣。

超迴路列車的未來

如果你很希望超迴路列車成真,那麼一定要有人動手把它建出來。許多公司已採取行動並做出承諾:目前在美國的加州、科羅拉多州和東岸、印度、斯洛維尼亞、杜拜和達比都有計畫興建超迴路列車,Hyperloop One希望在2020年完成整條產品線。

在接下來的幾年裡,我們就會明白超迴路列車真正的問題不是「做不做得出來」,畢竟我們都知道就技術面是可以克服的,正如邦柏肯所說:「它符合物理定律,但困難的程度又能給我們帶來樂趣。」

所以問題來了,如田納西大學交通研究中心主任大衛・克拉克(David Clarke)所說:「從資本、營運、安全性角度來看,超迴路列車有競爭力嗎?」超迴路列車的服務、費用、安全性必須要夠吸引人,人們才會放棄原本的交通方式,例如飛機、火車(但美國的火車比較不盛行)還有自用車。

目前的交通工具有各自的缺點,但都已經有了一定的乘客基礎,多少都有賺錢且安全性滿足乘客和政府的要求。這些交通工具可以配合政策規範,我們也知道如何建設相關的基礎建設,並獲得認證和補助款。

因此第一架超迴路列車可能會針對已有目標乘客和政治阻礙小的特定用途來打造。超迴路列車可以連接機場到市中心或轉運站,或是把貨物從港口載送到內陸配送中心,這樣就可以減緩交通壅塞的問題,但是跨市區的長途路線就困難的多。

超迴路列車若要變得更有競爭力,就必須想辦法閃過重重的政策限制,畢竟批准或否決建設項目的是政府。不過企業主認為根本就沒那麼困難,而且他們也已經開始和跟感興趣的政府合作打造超迴路列車。

為了方便起見,Hyperloop One舉辦了一場競賽讓各城市爭取和他們的合作機會。想當然爾,可以確保建設過程順利(如法律較為寬鬆)的地區最後脫穎而出。獲選地區包含加拿大(已有連接多倫多、渥太華和蒙特利爾的的路線)、美國佛羅里達州(已有連接奧蘭多市和邁阿密市的路線)、以及印度(已有連接孟買和清奈的路線),不過Hyperloop One還沒宣布任何建設計畫。

同樣可想而知的是,當地居民會抗議、土地難以取得、建設成本增加,到底這些建設承諾是否能兌現,我們得拭目以待。

超迴路列車的挑戰

別忘了還有其他的挑戰等著我們:這些公司還得證明在超迴路列車管道內行駛安全無虞。萬一管道被殞石撞開或是支撐塔在地震中倒榻怎麼辦?工程師表示,如果空氣阻力突然增加,列車只會降速,但是快速減速作用力跟碰撞是一樣的。

且如果交通艙行經破裂的管道飛出去又該怎麼辦?監管機構是否會要求交通艙要如汽車一樣符合碰撞規定,或是每位乘客全程都要繫安全帶?不論如何,第一架超迴路列車比較可能載送貨物,而不是有機生命體。

再思考一下:讓交通艙達近音速的速度需要多少能量?使用再生能源當然很好,但是我們是否有辦法在任何時候、任何地方收集到足夠的太陽來驅動交通艙?

下一個問題是資金。Hyperloop One首席執行長羅布・洛伊德(Rob Lloyd)表示建造一條一英哩(約1.6公里)長的雙向軌道要價一千萬美元,而加州只願為這個懸而未決的高速系統支付三百多萬美元。

馬斯克原本估計從洛杉磯到舊金山的管路系統造價約60億美元,將票價設定在20美元就可以回收投資和營運成本了。不過這是馬斯克五年前做的估算,且現在許多公司採用不同的技術,花費也不同,更別提全世界都知道馬斯克總是低報成本(和時間)。

超迴路列車要正常行駛,好幾百公里的管路都必須保持在真空狀態。老實說,維運的成本多少尚未知,且一直到真正啟用之前我們都無法確定。

如果你想知道原本應該串連加州和舊金山的超迴路列車為什麼最後不蓋了?或是好奇為什麼原本試營運的幾架列車最後停運了?你得知道當地政治和維修成本都是交通創新的絆腳石。

不過這也許沒我們想的那麼糟。火車、超迴路列車、飛機、輕軌——這些都是造價不貲且影響廣大的交通方式,我們必須清楚地了解一項事物,才能按下開關。

那麼超迴路列車的下一步該怎麼走?首先是提升技術,接著是實際應用,到時候我們就知道超迴路列車是否能改變世界,或至少減少交通問題。

如果你真的很想坐坐看超迴路列車,但你又是一個活生生的人不是貨物,你可以考慮到杜拜去。假設世界上有個地方可以完全排除政治障礙和大幅壓低能源成本,那就是這個打著「看起來閃閃動人又不切實際——那就做吧!」口號的城市。

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