秒杀磁悬浮的交通方式超级高铁要来了
2015-06-18
从北京到上海，1200多公里，坐高铁得5个多小时，飞机得2个小时，然而有一种交通工具有望一小时连接这两个城市——超级高铁。
风靡一时的电动车品牌特斯拉创始人埃隆·马斯克（ElonMusk）从来不缺乏想象力和执行力，从SpaceX进行太空探索，到家庭电池改变世界，这位“现实版钢铁侠”一次又一次推进着世界对于科技想象的边界，Hyperloop超级高铁就是其从想象逐渐走向现实的一个绝佳案例。
自从马斯克提出Hyperloop超级高铁之后，这一概念获得了全世界的关注，近几年开始飞速发展。目前有多家公司参与研究开发，且都已经开始进行测试轨道的搭建工作，最快在2016年左右就有全尺寸的测试轨道搭建完成。
Hyperloop超级高铁是马斯克在2013年提出的“第五种交通方式”。它有望成为比飞机、火车、汽车和轮船更快、更廉价、更节能的交通方式。
按照设想，超级高铁的速度能秒杀飞机，对各种复杂天气免疫，可以在地面、地下甚至海底行进，它还能够借助太阳能自己补充能量。
一旦技术可行，造价将非常低廉，可以说集合了目前所有交通方式的优点。若真实现，可以说是人类交通史上的一大里程碑。那么问题是，它是如何实现的？
超级高铁的技术原理
超级高铁的技术原理解释起来并不难懂，其核心是将列车舱体置于一段几近真空的管道之中，并通过磁铁来提供动力加速。因为管道中接近真空，因而空气阻力——高速列车加速的最大障碍——将不复存在，进而借助空气压缩机提供升力、磁铁提供推力的超级高铁列车理论上能接近音速（1200+km/h）。
超级高铁的速度远超当下最快的磁悬浮列车，后者的速度极限仅为500km/h左右。因为磁悬浮列车的磁铁动力除了需要提供推力还要提供升力，而超级高铁列车的磁铁动力全部用于推进，加上接近零的空气阻力，使得超级高铁的速度是磁悬浮两倍有余。
百家争鸣的竞争局面
超级高铁这种极具想象力的项目在提出后，并不是由马斯克及其旗下的SpaceX一家主导，而是有多家公司都在参与研究，彼此之间呈现着竞争的关系。各家的具体研究方向和进度也不完全一样，目前大致都已处于开始铺设测试轨道的阶段。
►SpaceX
自从2013年提出超级高铁的概念之后，马斯克就一直没闲着。近日SpaceX对外宣布，已经开始建造一条Hyperloop的测试轨道，这条将近2公里长的测试轨道坐落于加利福尼亚霍桑市外——SpaceX的总部附近，用以对Hyperloop的各项前沿技术进行测试。
除此之外，SpaceX还举办了一项Hyperloop设计竞赛，面向所有人开放，鼓励高校大学生和独立工程团队参加。由于这还是一个崭新的工程领域，发起竞赛有助于推动解决超级高铁各方面的技术难题。
►HyperloopTransportationTechnologies
受到马斯克的号召，不少公司都开始了超级高铁的研发工程，其中最突出的一家是HyperloopTransportationTechnologies（HTT）公司，他们正在搭建的轨道最快明年就可以投入测试。
这条轨道长达8公里，位于加利福尼亚地区的Quay山谷地区。轨道一旦搭建成功，将成为第一个全尺寸的Hyperloop模型，能够对这项交通方式的系统和所有技术进行全局的测试和考量。
然而由于轨道长度还比较有限，毕竟只有8公里长，HTT到时候进行测试的超级高铁列车最高只能以320km/h的速度进行测试。
不过HTT的首席执行官DirkAhlborn指出:“测试的速度其实并不是最重要的，更重要的是这套系统方方面面的细节能够得以弄清。”
这家通过JumpStartFund众筹组建的公司吸引了上百名来自波音、思科以及SpaceX的专业工程师投入研究。
比较新颖的是，这些人才都散落在美国各地，通过兼职的方式为HTT做贡献，每个人只要每个星期为HTT工作至少十个小时，就可以获得该公司的股票期权，团队成员通过每周一次的电话会议以及GoogleDocs进行沟通联系。
►HyperloopTechnologies
除了HTT以外，还有另外一家公司HyperloopTech也在进行着相关的研究，这两家公司名字极其相似，很容易让人混淆，但是两者的研究重点十分不同。
与HTT着重于人员运输不一样，HyperloopTech专注于货物的运输，它正计划在洛杉矶和拉斯维加斯之间搭建一条货物运输轨道。
HyperloopTech的人才储备堪称”梦之队“，团队里有来自硅谷和华盛顿的大量高级人才，这个团队此前十分低调，但如今他们却握有850万美元的投资基金，还计划在今年后半年启动新一轮8000万美元融资。这850万美元将用于承担初期工程和设计费用，而预计将融得8000万美元将用来建造并运行试验轨道。
目前看来针对超级高铁的研究，多家公司正处于一种类似”太空竞赛“一般的竞争关系中，且这个竞争团体随时可能有新成员的加入，也显示出这一可能改变世界的交通技术的重要性。
面临的难题和挑战
虽然目前看来形势一片大好，实际上并没有这么容易。超级高铁所凭借的技术现在基本都还处于理论想象的阶段，存在很多有待攻关的难题。虽然上文所述的几家公司都已经开始搭建测试轨道，但实际能否成功还有待观察。
超级高铁还存在一系列的技术难题。一方面真空管道必须很直，不容出现任何误差。
退休物理学家、超导磁悬浮概念的联合提出者詹姆士·鲍威尔（JamesPowell）说：“轨道的误差必须非常小，因为如果墙壁的位置差之毫厘，都可能导致灾难。”
另一方面，这么长的管道要维持低压甚至接近真空的状态是极其困难的，列车前段的空气压缩机也不能出一点儿问题，否则乘客舱就会撞到管壁上。
鲍威尔说：“整套系统非常脆弱，哪怕一个点失败，都有可能引发灾难。”
举例来说，有人可能在管壁上穿个孔，或地震导致管道稍微移位，这都可能导致乘客舱崩溃。与之相比，在超导磁悬浮中，磁铁非常稳定，运行也可靠，它不需要持续控制以确保悬福
此外，针对超级高铁的成本计算也引发了不少质疑，HTT正在搭建的8公里长测试轨道估计需要耗资1亿美元，按照这一标准计算，从洛杉矶到旧金山644公里长的轨道则仅需80亿美元，远低于现在加州欲建设的高铁项目的676亿美元的成本。
然而理论上看似容易，现实则是骨感的，超级高铁实际上不可能如此便宜。一方面”8公里1亿美元“只是最初期的测试轨道的铺设花费，和最终测试完全、解决所有技术难题后的轨道不是一回事儿。
另一方面，研发成本并没有计算在内，而对于这项极为前沿科技的项目，其研发成本毫无疑问是巨大的，为解决技术难题而投入的人力、物力、财力等目前都难以估量。
可以肯定的是，Hyperloop超级高铁目前还仅仅处于起步阶段，它其中所包含的技术难题远超我们的想象，可能需要集结全世界最顶尖的工程师和学者一同协作才有可能完成，是一项任重道远的大工程。
不过一旦研发成功，制造出可以投入使用的产品，其影响必然是改变世界的。想象一下，未来也许人们能够在两三个小时内就能环游世界，那将是多么美好！
