管道中的超級高鐵

沒有最快，只有更快。這句話用來形容高速發展的交通運輸系統再合適不過了。1804年世界上第一輛火車誕生的時候，其時速只有8公里。而在今天高鐵時速達到300公里時，人們早已習以為常。而在不遠的將來，很有可能誕生“超級高鐵”，這種提法更讓人覺得瘋狂。因為超級高鐵將遠遠打破現在這種速度極限，打個比方來說，按照超級高鐵的運行速度，從北京到上海，一個小時就可達到。而設計這個超級高鐵的人，就是眾所周知的“科技狂人”艾倫·馬斯克。

超級高鐵的設計圖

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，馬斯克召開了一個媒體電話會議，并在其公司網站上正式對外公布了“超級高鐵”項目的初始設計方案，馬斯克將其命名為“超級回路”。根據方案，超級回路管道中的運輸倉將以1200公里的時速高速穿行于城市間。

按照馬斯克的想法，現在的火車太厚重了，而超級回路里面的車廂非常輕。根據馬斯克的設計，超級回路將連接1500公里以內、人口流動量較大的城市。在此距離以內，超級回路，不需要較長的起落時間，比飛機更具優勢。如果里程超過1500公里，管道的建設成本將會過高，超級回路將不具優勢。

簡單來講，馬斯克設計的這個超級回路實質就是一個低氣壓高速管道運輸系統。在這個管道里，由于這樣一個低氣壓的環境，摩擦力會減小，列車運行時受到的空氣阻力會減小，從而能夠實現設計中所設想的高速度。被送入管道的車廂被稱為“膠囊”，因為它的個頭確實不大。每一個這樣的膠囊車廂前面都配有一個電動的渦輪壓縮機，這個壓縮機可以吸入空氣進行壓縮，再通過電子脈沖給每一個膠囊車提供推動力。除此之外，在管道上方會有很多塊太陽能板，這些太陽能板可以把太陽能轉化為電能，進而為整個管道提供所需要的電力。

說完管道，我們看看車廂。作為小個頭車廂，“膠囊”的高度為1.1米，寬度是1.35米，在設計方案里，每一個車廂可以坐28人。整個車廂是一種流線型設計。列車運行期間，其前方的電動壓縮風機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，同時還可以在膠囊的底部制造出一種“氣墊”的效應，可以將這個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，車廂的設計充滿人性化。首先是門的打開方式，因為車廂的高度僅有1.1米，所以任何一個正常身高的人如果按照現在車廂車門的設計來看，都必須得彎下腰才能進入車內。因此，車廂門被設計為向上打開的模式。而且雖然運行時間大大縮短，但是考慮到為使旅客在途中不寂寞，所以在每一個座位上都配備了娛樂設施。

而對于廣大乘客來說，交通運輸工具最令人關注的還是其安全性。在馬斯克的設計當中，由于整個管道是密閉的，因此超級回路會很少受到天氣的影響。當然，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，還有其他的自然災害的影響。比如，萬一地震了怎么辦？超級回路也有這方面的考慮。在設計方案中，管道被安置在一個一個橋塔之上，每一個橋塔上都有一個可以調節的橫向減震器。發生地震之后，這個減震器可以吸收地面的震動，從而保證整個管道不會受到大的損壞。

一旦付諸實施，那么每天在這個膠囊管道中就會有很多車廂運行，萬一其中一輛車出現問題，發生事故又該怎么辦呢？這一點也不怕。每一輛膠囊車在設計中會有一個緊急剎車的裝置，同時還有發動機驅動的車輪，換言之，在這個管道當中每天運行的那么多車里，一旦有一輛車發生了問題，那么其他膠囊車會自動緊急剎車；同時，整個管道里會迅速增壓，就使得整個管道變成正常壓力環境，那么之后這個膠囊就會用自身攜帶的發動機驅動車輪，運行到安全地帶。所有的膠囊車里都會儲備空氣，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間后，又順利返回原點。這表明了馬斯克團隊已初步掌握了可重復利用的火箭技術。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的火箭滑車，時速為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射和膠囊技術的超級回路是否能成為安全的交通工具呢？

盡管馬斯克發布的設計圖紙足夠詳盡，但隨之而來的質疑聲也不絕于耳。理論上的可行性距真正的實踐到底有多遠？首先還是安全問題，有人認為超級回路應對恐怖襲擊能力較差。盡管超級回路囊括完善的系統，可一旦系統發生動力故障，如何解決將不得而知。另外，如果超級回路系統遭到恐怖分子控制，或者對管道系統發射攻擊型遠程火箭，其殺傷力和破壞力遠超過其他幾種交通方式。

第二個問題涉及散熱。能量分析專家指出，乘客艙壓縮空氣，向下或者逆向排出，都會產生巨大的熱量，這將導致乘客艙和相應的儀器設備遭受損壞。馬斯克的解決方案是在每一個車廂里添加一個水箱，用水箱來吸收熱量，并轉化為水蒸氣。但是，乘客艙僅有幾立方米的空間，具體運行時，熱量轉換率不高，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。

管道高速運輸的概念在好萊塢電影中已經被完美詮釋出來。2012年上映的電影《全面回憶》講述了在21世紀末期全球爆發化學武器戰爭，造成人類只剩下部分區域可以居住，其中兩個最大的地區相隔地球兩端。當時，往復兩端的飛機已不復存在。兩地之間靠穿過地心的天梯相連接，而這種高速管道運輸是兩地來往的主要交通工具。乘客在管道內高速下降至地心處，開始經歷重力調轉，隨即進一步上升到地球另一端的目的地。

讓超級高鐵照進現實

不僅是馬斯克的超級回路，其他一些管道研究的科學家也無限接近將理念照進現實。位于美國科羅拉多州的ET-3公司已經在管道高速運輸領域取得了實質性的進展。ET-3公司網站首頁上的話可以完美解釋管道運輸實現后的完美效果：“在地球上實現太空穿梭”。這家公司正在建造一個5公里長，時速高達6500公里的實驗性真空管道運輸系統。項目工程師戴睿·奧斯特解釋說：“ET-3項目是將太空飛行帶到地球，消除交通工具行進中的摩擦，讓每位乘客都可以隨時享受高速而高效的交通運輸，而不僅僅是過去幾個宇航員才能體驗的項目。”

根據奧斯特的介紹，這種高空管道運輸的交通工具像一個膠囊，每一個膠囊被放置于一個管道中，像炮彈一樣被發射出去，整個線路處于一個幾乎沒有摩擦力的磁懸浮環境當中。膠囊就像《阿凡達》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射出去，不間斷地駛往目的地。如果膠囊高鐵真的可以實現，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小時內穿梭、工作和生活。當然，ET-3公司的膠囊高鐵項目也面臨巨大的實際困難。如何保證列車在短時間內從靜止加速到高速運行，同時避免乘客因速度過快而感到身體不適也是科學家考慮的關鍵。

超級高鐵另一個誘人的賣點就是票價比現有的方式便宜得多。奧斯特表示，真空管道運輸是一種無空氣、無摩擦的運輸方式。因此比火車飛機更安全，也更便宜，消耗的能源也要少得多。馬斯克的超級回路方案中，只是將運輸管道環境設置為低壓環境，而ET-3則更大膽地將管道設計為真空狀態，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的大城市之間實現也絕非易事。實現ET-3系統最關鍵的是每個國家建造的管道都要統一標準，只有這樣才能把整個交通網連接起來。不過從幻想到夢想，也許就差一步。

從歷史的角度來看，每一個帶來巨大改變的發明創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。而在實踐之前，也一定伴隨著各種質疑。超級高鐵的確還停留在設計圖紙上，但是我們絲毫不懷疑它的可行性。從夢想到現實，也只差一步。而人類的進步，正是一次又一次地邁出了這一步。