เทคโนโลยีแบบไฮเพอร์ลูป (Hyperloop)

เทคโนโลยีแบบไฮเพอร์ลูป (Hyperloop)

โดย ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์


          การเดินทางที่ใช้กันอยู่โดยหลักแล้วก็มีอยู่ 4 แบบคือ รถไฟเคลื่อนที่ไปบนราง รถวิ่งบนถนน เรือแล่นไปในน้ำ และเครื่องบินบินไปในอากาศ ปัญหาก็คือรถ รถไฟกับเรือวิ่งช้าไปหน่อยสำหรับหลายคน โดยเฉพาะที่อยู่ในประเทศที่ยังไม่มีรถไฟความเร็วสูง ส่วนเครื่องบินแม้จะค่อนข้างเร็ว แต่ราคาก็แพงกว่ามากเช่นกัน

          ไม่มีใครคิดออกเลยหรือว่า จะเดินทำงกันอย่างไรให้ไวและไม่แพงด้วยไปพร้อมๆ กัน

          คำตอบคือ มีคนผลักดันรูปแบบการเดินทำงใหม่ที่น่าจะทั้งไวมากๆ ปลอดภัย และที่สำคัญคือ ราคาถูกกว่าระบบที่ใช้กันอยู่ตอนนี้อีกด้วย ฟังดูเหลือเชื่อใช่ไหมครับ อีลอน มัสก์ (Elon Musk) คนดังที่สร้างสเปซเอกซ์ (SpaceX) บริษัทที่ตั้งเป้าจะทำให้กำรไปอวกาศมีราคาถูกลง ด้วยจรวดยุคใหม่ที่นำกลับมาใช้ได้ และมีแผนจะไปตั้งรกรากที่ดาวอังคารให้ได้ เท่านั้นยังไม่พอ เขายังร่วมก่อตั้งเทสลาอิงก์ (Tesla, Inc.) ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าสุดเริ่ดนำสมัย และร่วมก่อตั้งเพย์พอล (PayPal) ที่ใครที่ทำธุรกรรมออนไลน์อาจต้องเคยใช้มาแล้ว

          เขายังก่อตั้งบริษัทไฮเทคอีกหลำยบริษัท ซึ่งแน่นอนว่ารวมทั้งโครงการ ไฮเพอร์ลูปวัน (Hyperloop One) ที่ตั้งเป้าจะขนส่งคนเดินทางไปเป็นระยะไกลได้แบบเดียวกับเครื่องบิน แต่ในราคาที่ถูกกว่ามาก

ไฮเพอร์ลูปทำงานยังไงกันแน่

          ถ้าใครเคยดูหนังสายลับเก่าๆ หน่อย อาจจะเคยเห็นระบบส่งจดหมายหรือพัสุดภายในตึก ที่ใส่พัสุดลงในกล่องพิเศษแล้วใส่เข้าไปในท่อ ก่อนกดปุ่มส่งไปปลายทางได้อย่างรวดเร็ว ระบบดังกล่าวทำงานโดยอาศัยใบพัดทรงพลัง เป็นตัวสร้างแรงดันอากาศที่ผลักกระบอกพัสดุให้เคลื่อนที่ไปตามท่อที่แทบปราศจากอากาศด้วยความเร็วสูง

          หลักการไฮเพอร์ลูปก็คล้ายๆ กับแบบนี้ กล่าวคือ มันเป็นระบบที่เอาคนไปใส่ใน “ขบวนรถ” ที่เทียบกับเท่ากับ “กล่องพัสุด” ข้างต้น แล้วหาทางส่งไปด้วยความเร็วสูง มัสก์กับทีมงานคำนวณว่าระบบดังกล่าวน่าจะทำความเร็วได้สูงถึง 1,126 กิโลเมตร/ ชั่วโมง แปลว่า สามารถเดินทางจากกรุงเทพมหานคร ไปยังจังหวัดเชียงใหม่ (คิดที่ระยะเฉลี่ยราว 650 กิโลเมตร) ด้วยเวลาเพียงไม่เกิน 35 นาทีเท่านั้น

          รถไฟความเร็วสูงโดนทิ้งไม่เห็นฝุ่นกันเลยทีเดียว นี่มันความเร็วระดับเครื่องบินโดยสารชัดๆ อันที่จริงแล้ว เกือบเท่าๆ กับความเร็วเสียงในอากาศแน่ะครับ (1,235 กิโลเมตร/ ชั่วโมง) !

          ปัญหาใหญ่ที่ทำให้พาหนะเคลื่อนที่เร็วมากไม่ได้ก็คือ แรงเสียดทานจากอากาศและพื้น ยิ่งเคลื่อนที่เร็วมากเท่าใด แรงต้านทานก็เพิ่มมากขึ้นเท่านั้น วิธีแก้ของระบบแบบนี้ก็คือ

          (1) ขบวนรถจะแล่นไปในท่อหรืออุโมงค์ปิดสนิทที่สูบอากาศออกจนเหลือน้อยมาก เท่านั้นยังไม่พอ
          (2) ตัวรถยังต้อง “ลอย” เหนือรางด้วยระบบแม่เหล็กแบบเดียวกับที่รถไฟความเร็วสูงหรือรถแม่เหล็กไฟฟ้าแม็กเลฟ (Maglev) ใช้กัน ทำให้ลดแรงเสียดทานจากสัมผัสของรถกับรางไปได้ และสุดท้าย
          (3) แทนที่จะใช้แรงอัดอากาศเป็นตัวผลัก ในระบบของไฮเพอร์ลูปจะใช้คอมเพรสเซอร์ในกำรสร้างแรงดึงทางด้านหัวขบวนแทน เมื่อประกอบกันเข้า 3 อย่าง จึงทำให้เร่งความเร็วสูงสุดได้กว่า 1,100 กิโลเมตร/ ชั่วโมงดังกล่าวข้างต้น

          ความเจ๋งอีกอย่างหนึ่งของระบบนี้ก็คือ พลังงานที่ได้จากตอนช่วงเบรคเพื่อเข้าสถานีปลายทาง ยังนำกลับมำรีชาร์จแบตเตอรีได้อีกด้วย สำหรับมอร์เตอร์ไฟฟ้าที่ใช้เร่งความเร็วก็ติดตั้งแค่เป็นจุดๆ ไม่ต้องติดตลอดเส้นทาง คือติดทุกๆ 110 กิโลเมตรก็พอ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายไปได้มาก

          เมื่อคำนวณราคาของขบวนรถ และระบบมอเตอร์ที่ใช้ก็ตกอยู่ที่หลายร้อยล้านดอลลาร์ ซึ่งถือว่าค่อนข้างถูก เมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายที่ใช้ทำตัวท่อซึ่งน่าจะอยู่ที่หลายพันล้านดอลลาร์

          นอกจากนี้ ยังสร้างบนเสาหรือตอม่อได้ทำให้ไม่ต้องเวนคืนที่ดินให้ยุ่งยาก ที่สำคัญที่สุดคือ ทางผู้สร้างมั่นใจมากว่าตัวระบบไม่หวั่นไหวไปกับแผ่นดินไหวระดับเบาะๆ ที่เคยพบเจอในเส้นทางที่เลือกไว้

          อีกไม่นานเราจะได้รู้ว่า ไฮเพอร์ลูปเป็นระบบในฝัน หรือเป็นได้แค่ความฝันเฟื่องที่ไม่คุ้มค่าการลงทุน !