超級(jí)高鐵 Hyperloop 明日測(cè)試，變革人類交通方式指日可待

ID:119948 · 發(fā)表于 2016-5-11 23:03

機(jī)器之心原創(chuàng)
作者：吳攀、亞洲、微胖

我們都曾在科幻小說(shuō)里看到這樣一個(gè)未來(lái)的場(chǎng)景：人們經(jīng)由一條格局交錯(cuò)的管道列車，從一個(gè)地方疾馳向另一個(gè)地方，這也是兩年前埃隆·馬斯克的另一個(gè)瘋狂項(xiàng)目。最近，Hyperloop Technology（HT）宣布，本周三，公司將對(duì)超級(jí)高鐵推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行首次公開戶外測(cè)試，地點(diǎn)位于內(nèi)華達(dá)州北拉斯維加斯，目標(biāo)每小時(shí)400英里。第五種交通工具——超級(jí)高鐵距離現(xiàn)實(shí)邁出重要一步。

2013年：概念的誕生

Hyperloop（中文譯作超級(jí)高鐵），是一種高速城際交通系統(tǒng)，將乘客和貨物置入運(yùn)行在減壓管道系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)輸艙內(nèi)，運(yùn)輸時(shí)速可達(dá)每小時(shí) 1300 公里，年運(yùn)輸能力將達(dá) 1500 萬(wàn)名乘客。為了減少運(yùn)輸艙與軌道和空氣的摩擦，Hyperloop 可能會(huì)使用磁懸浮技術(shù)讓運(yùn)輸艙懸浮在減壓管道中，只需很少的能量就能驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸艙高速前進(jìn)。

Musk 最先提出這個(gè)概念。

2013年8月，他在自己 SpaceX 的官網(wǎng)上公布了一份長(zhǎng)達(dá)五十八頁(yè)的白皮書 Hyperloop Alpha，將 Hyperloop 列為人類第五種交通方式（其他四種分別為，飛機(jī)、火車、汽車、船只）。

后來(lái)，加州正在進(jìn)行的高鐵項(xiàng)目遇到不少問(wèn)題，比如造價(jià)高而且建造速度慢等，事實(shí)再次觸動(dòng)馬斯克對(duì)超級(jí)高鐵的憧憬：打造一個(gè)部分抽真空的管道，密封艙將懸浮在管道中，扇葉推動(dòng)密封艙前進(jìn)，并從管道壁中的電磁體獲取額外推力。馬斯克談到，從舊金山到洛杉磯只需 35 分鐘，每隔兩分鐘，每一端的匝道都會(huì)載入或取出帶有 28 個(gè)座位的座艙。

不過(guò)，Musk 一直忙于顛覆傳統(tǒng)航天工業(yè)（SpaceX 公司的 CEO）、汽車行業(yè)（特斯拉的 CEO）和能源行業(yè)（ SolarCity 董事長(zhǎng)），以至于沒(méi)有任何時(shí)間可以投入到 Hyperloop 上。發(fā)布完白皮書后，他將 Hyperloop 變成了一個(gè)開源項(xiàng)目，誠(chéng)邀廣大思想家、科學(xué)家、發(fā)明人——不計(jì)年齡——幫助這項(xiàng)革命性的概念走向現(xiàn)實(shí)。

2015年：概念走向現(xiàn)實(shí)

超級(jí)高鐵之夢(mèng)點(diǎn)燃了不少人的創(chuàng)業(yè)熱情。其中，最大的兩個(gè)玩家就是 Hyperloop Transportation Technologies （HTT）和 Hyperloop Technology（目前已更名為 Hyperloop One）

Hyperloop Alpha 公布后的3個(gè)月，德國(guó)出生的企業(yè)家 Dirk Ahlborn 建立了 Hyperloop Transportation Technologies （HTT）。HTT 采用了類似 JumpStart Fund 的眾包模式，一個(gè)不到五百人的組織，盡管雜亂卻能夠快速成長(zhǎng)，員工最初只需要每周最少工作 10小時(shí)，其余時(shí)間自由支配以縮減日常的工作。HTT 被人們形容為超級(jí)高鐵運(yùn)動(dòng)中的「小熊隊(duì)」（寓意夢(mèng)想與奇跡）。

HTT
不過(guò)，HTT 可不是玩票。

2013 年，HTT 和引擎軟件開發(fā)商 Ansys達(dá)成合作，他們經(jīng)營(yíng)超級(jí)高鐵的流體動(dòng)力學(xué)仿真模型。

2014 年，HTT 和 UCLA（加州大學(xué)洛杉磯分校）的 Suprastudio 實(shí)驗(yàn)室組隊(duì)做一個(gè)建筑項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了 HTT 用戶體驗(yàn)中的「人性化因素」，包括車廂和發(fā)車售票的車站建筑。

2015年8月，HTT 宣布和國(guó)際工業(yè)巨頭艾奕康科技和奧利康達(dá)成合作，他們擁有世界上資歷最老的真空技術(shù)。

HTT 成立后八個(gè)月，Sherpa Ventures的 Shervin Pishevar（馬斯克的好友，也是Uber的早期投資人之一）創(chuàng)立了 Hyperloop Technology 。他的合作者、工程師 Brogan BanBrogan 此前曾供職于SpaceX，目前是公司的首席技術(shù)官。Rob Lloyd 在從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司思科的聯(lián)席總裁位置上退休后加入了 Hyperloop Tech，擔(dān)任公司 CEO。

公司董事會(huì)的構(gòu)成可以稱得上硅谷夢(mèng)之隊(duì)，其中包括名聲在外David Sacks、Jim Messina、Peter Diamandis、Joe Lonsdale，以及最近的 Emily White。后者是 Snapchat
前首席運(yùn)營(yíng)官。

Hyperloop Tech 的成長(zhǎng)非常驚人。一年半之前， Hyperloop Tech 公司還呆在洛杉磯市洛斯費(fèi)利茲區(qū)的一個(gè)車庫(kù)里。該車庫(kù)歸 Hyperloop 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Brogan BamBrogan 所有。

不久后，HT 就籌集到了3700萬(wàn)美元，用來(lái)支持公司運(yùn)作和測(cè)試軌道（內(nèi)華達(dá)洲沙漠地帶），測(cè)試超級(jí)高鐵運(yùn)輸倉(cāng)的輕便原型，公司表示，希望2020年能夠提供完全可行的超級(jí)高鐵系統(tǒng)服務(wù)。

2015年秋，公司又開始了8000萬(wàn)美元的融資，用于下一輪擴(kuò)張。

這是公司自行設(shè)計(jì)并擁有的幾個(gè)硬件。

用于測(cè)試全套 Hyperloop 組件的更大的真空管，也叫「大管（Big Tube）」

測(cè)試超音速的設(shè)備，名為 Blade Runner

該設(shè)備用于測(cè)試懸浮系統(tǒng)，懸浮系統(tǒng)支撐著 Hyperloop 的密封艙

2016年：競(jìng)爭(zhēng)升溫，夢(mèng)想更近

雖然沒(méi)有親自成立公司將超級(jí)高鐵概念付諸現(xiàn)實(shí)，但是，馬斯克也作了不少背書工作。2016年1月，SpaceX 贊助了超級(jí)高鐵的設(shè)計(jì)比賽。來(lái)自116所大學(xué)的318個(gè)團(tuán)隊(duì)參加了這次角逐。

麻省理工團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)作品

2016年1月15日，馬斯克公布了一條震驚世界的計(jì)劃，他將在加州開建 Hyperloop 測(cè)試軌道，設(shè)計(jì)比賽獲勝選手將有機(jī)會(huì)在測(cè)試軌道上測(cè)試自己的作品。另外，馬斯克也打算于2016年夏季，在 SpaceX 總部舉辦一個(gè)關(guān)于 Hyperloop 的科技競(jìng)賽。就連美國(guó)交通部部長(zhǎng)  Anthony Fox 也對(duì)此深感興趣，并表示交通部可以為研究提供資金上的支持。

2016年，兩大玩家競(jìng)爭(zhēng)也日益升溫。

目前，HTT 正在加州修建5英里測(cè)試軌道。今年3月，該公司也與與斯洛伐克達(dá)成協(xié)議，可能在該國(guó)建立超級(jí)高鐵項(xiàng)目。

Hyperloop Tech 同樣不甘示弱。

到2016年1月，它們已經(jīng)獲得50英畝的土地（內(nèi)華達(dá)沙漠地帶），建造了長(zhǎng)度約為1公里的測(cè)試軌道。公司表示，首次測(cè)試會(huì)探測(cè)公司線性發(fā)動(dòng)機(jī)的功能，是否能將測(cè)試交通工具的速度加快至每小時(shí)335英里，并希望2016年年底，時(shí)速達(dá)到每小時(shí)700英里。然后，公司計(jì)劃建造全長(zhǎng)3公里的測(cè)試軌道。

2016年4月中旬，公司在測(cè)試軌道上進(jìn)行了首次測(cè)試。

本周三，他們將在測(cè)試軌道上測(cè)試超過(guò)每小時(shí) 400 英里的速度。

2016年年底，他們希望突破每小時(shí)700英里。

不過(guò)，讓競(jìng)爭(zhēng)升溫的一個(gè)重要因素，當(dāng)屬懸浮技術(shù)。因?yàn)椋?Hyperloop 一個(gè)最重要難題之一是如何讓這些運(yùn)輸倉(cāng)懸浮起來(lái)。

傳統(tǒng)的懸浮技術(shù)是主動(dòng)磁懸浮技術(shù)（active magnetic levitation）。這也是日本、中國(guó)以及德國(guó)高鐵采用的技術(shù)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)零摩擦、安靜、高速的運(yùn)輸服務(wù)，在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)輸倉(cāng)并不是沿著軌道前行，而是懸浮在軌道上。不過(guò)，這套系統(tǒng)也有缺陷，比如，需要持續(xù)不斷地為火車上的變冷的、超導(dǎo)、電磁鐵提供能量。另外，它也非常昂貴和復(fù)雜，這也是這種系統(tǒng)沒(méi)有在全球普及開來(lái)的最大因素。

就在 Hyperloop Tech 宣布將進(jìn)行首次公開的推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試的前一天，HTT 宣布，它們剛剛簽訂了一個(gè)協(xié)議，使用少為人知的「被動(dòng)磁懸浮（passive magnetic levitation）」系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)懸浮。這一技術(shù)由 20 世紀(jì) 90 年代，勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已故物理學(xué)家 Richard Post 研發(fā)。如何它能成功應(yīng)用于此的話，這將是一個(gè)非常上等的解決方案。最大的優(yōu)勢(shì)就是更安全、更便宜、更簡(jiǎn)單。

只要運(yùn)輸倉(cāng)在移動(dòng)，被動(dòng)磁懸浮系統(tǒng)就會(huì)起作用。這種技術(shù)需要在運(yùn)輸倉(cāng)上安置一排永久性磁體。隨著運(yùn)輸倉(cāng)在軌道的傳導(dǎo)陣列上運(yùn)行，它們就會(huì)產(chǎn)生電，進(jìn)而產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)可以推進(jìn)運(yùn)輸倉(cāng)升離軌道。這是一個(gè)可以自我穩(wěn)定的系統(tǒng)：如果運(yùn)輸倉(cāng)升的太高了，力量會(huì)減弱，這樣，運(yùn)輸倉(cāng)就可以回復(fù)到舒適位置。由于懸浮是通過(guò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，因此，能量的好損只會(huì)讓運(yùn)輸倉(cāng)速度變慢，當(dāng)速度為零時(shí)，就會(huì)落回軌道。運(yùn)輸倉(cāng)是需要輪子的，特別是在進(jìn)出站時(shí)，需要輪子來(lái)掌控低速運(yùn)動(dòng)。

這個(gè)技術(shù)似乎是解決懸浮問(wèn)題的理想方案，很難想象其他玩家不采用這種技術(shù)（或其不同版本）。

Hyperloop Tech 的 BamBrogan 也表示，六個(gè)月來(lái)，他們也在一直在以不同的形狀系數(shù)（form factors) 運(yùn)行被動(dòng)磁懸浮技術(shù)，但未透露更多細(xì)節(jié)。

另外，值得一提的是，除了懸浮技術(shù)問(wèn)題之外，Hyperloop Tech 的工程師也在調(diào)整 Musk 的原計(jì)劃。

根據(jù)馬斯克的原初設(shè)想，通過(guò)管道上的太陽(yáng)能電池為每 40 或 50 英里配置一個(gè)的加速點(diǎn)提供能源。在這些加速點(diǎn)處，密封艙會(huì)獲得額外的電磁加速。而在加速點(diǎn)之間，密封艙可以慣性滑行而不會(huì)太多減速，因?yàn)楣艿乐械膽腋『偷蜌鈮簻p少了摩擦（一個(gè)精心設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)還可以在減速時(shí)回收能量）。但是，依靠太陽(yáng)能為加速磁體提供爆發(fā)式地功率并不能在任何地方和所有天氣條件下都適用。公司正在設(shè)計(jì)能使用任何電力能源的 Hyperloop。

成功還是瘋狂？

即使 HT 和 HTT 在 Hyperloop 上展開了轟轟烈烈的競(jìng)爭(zhēng)，但依然存在著一種擔(dān)心，我們有多種理由相信，未來(lái)可能不存在 Hyperloop 這種東西。

其中成本將會(huì)是最大的難題。南加州大學(xué)交通運(yùn)輸教授 Genevieve Giuliano 曾提到，「HT 鋪設(shè)光前的花費(fèi)并不大，但鋪設(shè) Hyperloop 管道則將很昂貴。」另外，哈佛大學(xué)城市規(guī)劃和公共政策教授 Jose Gomez-Ibanez  也表示，「我不理解他們自認(rèn)為可以在什么地方節(jié)約成本？他們?cè)诤秃娇展靖?jìng)爭(zhēng)，可航空公司不需要安裝數(shù)百英里的軌道。」

雖然 HT 表達(dá)了他們不只是想要運(yùn)輸人，更想要建立一個(gè)全運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的意愿，Hyperloop 究竟有多大的經(jīng)濟(jì)意義依然難說(shuō)。

哈佛商學(xué)院城市化和房地產(chǎn)方面的講師 John Macomber 說(shuō)，大型交通項(xiàng)目必須平衡三方面的資金：建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和價(jià)值創(chuàng)造。前兩個(gè)不難估算，第三個(gè)卻異常困難。計(jì)算可用的 Hyperloop 的經(jīng)濟(jì)回報(bào)是非常困難的，尤其是前期還必須籌集大量必需的建設(shè)資金。這就是大型交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目通常由政府，而非私營(yíng)企業(yè)實(shí)施或支持的原因，盡管事實(shí)上私營(yíng)企業(yè)也能從中獲得巨大的好處。

即使如此，HT 依然持樂(lè)觀態(tài)度。因?yàn)樗麄冋J(rèn)為自己可以公共集資的方式解決問(wèn)題。他們相信 HT 可以從得益于 Hyperloop 的企業(yè)那里得到幫助，比如亞馬遜這樣的希望快速物流的公司。

Hyperloop Tech 的愿景比馬斯克的預(yù)想還要寬廣。公司 CEO  Rob Lloyd 說(shuō)，可以將超級(jí)高鐵看作是一個(gè)可以運(yùn)輸各種事物的管道、交換點(diǎn)和匝道的網(wǎng)絡(luò)，就像互聯(lián)網(wǎng)。「交通是新的寬帶。」「有史以來(lái)第一次，原子和比特被融合到了一起。」「只要我愿意，我可以拿出我的手機(jī)移動(dòng)在北京的一輛車。Hyperloop 也一樣，但是在城市之間。」

Hyperloop 最終夢(mèng)想成真，還是一場(chǎng)游戲，我們無(wú)法下一定論。這正如 HT 設(shè)計(jì)分析部門副總裁 Josh Giegel 接受 MIT 科技評(píng)論采訪時(shí)所說(shuō)的那樣：直到它存在的時(shí)候，Hyperloop 才算成真。

本文由機(jī)器之心原創(chuàng)

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