ไฮเปอร์ลูปนวัตกรรมการเดินทางเพื่ออนาคต

          เมื่อ2-3ปีที่ผ่านมา ทุกคนอาจจะได้ยินหรือคุ้นหูมาบ้างเกี่ยวกับ การขนส่งที่รวดเร็วและไวยิ่งกว่ารถไฟธรรมดา หรือ รถไฟความเร็วสูง ซึ่งสิ่งนั้นมีชื่อว่า ไฮเปอร์ลูป บริษัทที่คิดค้นเทคโนโลยีไฮเปอร์ลูปก็ไม่ใช่บริษัทใครที่ไหน นั่นก็คือ เทสล่า มอเตอร์ และ สเปสเอ็กซ์ ที่ก่อตั้งโดยชายที่มีชื่อว่า อีลอน มัสก์ ผู้ที่ซึ่งออกแบบแนวความคิดร่วมกับวิศวกรในบริษัท ค้นคว้าวิจัยสิ่งที่ไวกว่ารวดเร็วกว่ารถไฟความเร็วสูง ซึ่งก็คือ ไฮเปอร์ลูปนั่นเอง แล้วอะไรละ คือไฮเปอร์ลูป มันทำงานยังไง เราไปร่วมกันหาคำตอบได้ตอนนี้กันเลย           ไฮเปอร์ลูป(Hyperloop) คือ เป็นการเดินทางโดยรถไฟ แต่จะมีสิ่งที่พิเศษกว่ารถไฟนั่นก็คือ ขบวนที่ใช้ในการขนส่งนั่นจะมีรูปร่างที่เรียกว่า พอต(Pod) เดินทางผ่านท่อสุญญากาศ หรือ ใกล้เคียงสุญญากาศ เพื่อลดแรงต้านทางระหว่างตัวพอตกับอากาศนั้นน้อยมาก ทำให้เกิดการเคลื่อนที่รวดเร็วยิ่งกว่ารถไฟความเร็วสูง หรือ รถไฟปกติ อีกทั้ง ไฮเปอร์ลูปนั้น มีสิ่งที่พิเศษและน่าอัศจรรย์ยิ่งกว่ารถไฟปกติ  ซึ่งก็คือในระหว่างที่ตัวพอตนั้นเกิดการเคลื่อนที่ภายในท่อสุญญากาศจะลอยอยู่เหนือแม่เหล็กที่เรียกว่า แรงแม่เหล็ก(Magnetic Levitation) โดยที่ตัวพอตนั้นจะไม่สัมผัสกับส่วนใดๆภายในท่อเลย ซึ่งสิ่งนี้เป็นอีกประการนึงที่ทำให้ไฮเปอร์ลูปนั้น เกิดการเคลื่อนที่ไปได้อย่างรวดเร็วซึ่งความเร็วที่ประมาณได้ 1200กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วกว่าเครื่องบินในปัจจุบันอีก ถ้าเทียบได้ว่านั่งจาก กรุงเทพมหานคร ไปยัง เชียงใหม่ อาจจะใช้เวลาประมาณ 30-40นาที โดยประมาณก็จะสามารถเดินทางถึงเชียงใหม่ได้แล้ว           ก่อนที่จะไปพูดถึงตัวท่อที่ใช้ในการเดินทางของไฮเปอร์ลูป บางคนอาจจะสงสัยว่า ไฮเปอร์ลูปทำไมถึงลอย และ เคลื่อนที่ได้ เพราะอะไร แล้วเกี่ยวกับMagnetic Levitation พื้นฐานเบื้องต้นของMagnetic Levitation หรือเรียกสั้นๆว่า Maglev(แม็กเรฟ) คือ รถไฟความเร็วสูงที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เกิดการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นระหว่างรางกับขบวนโดยสาร ซึ่งจะมีขั้วแม่เหล็กติดไว้ที่ราง และ ตัวรถไฟโดยสารทำให้ตัวรถไฟโดยสารนั้นเกิดการลอยขึ้นอยู่เหนือราง อีกทั้งการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กระหว่างรางกับตัวรถไฟนั้น นอกจากจะทำให้ตัวรถนั้นยกสามารถเคลื่อนที่ไปได้แล้ว อีกทั้งยังสามารถหยุดขบวนรถไฟพร้อมกันได้อีกด้วย โดยในการทดสอบนั้นรถไฟที่ใช้แม็กเรฟนั้นจะเดินทางด้วยความเร็วที่มากกว่า500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง อีกด้วย           แล้วทำไมถึงไฮเปอร์ลูปพอตสามรถวิ่งและเคลื่อนที่ภายในท่อสุญญากาศได้ละ นั่นเกิดมาจากแรงลอยตัวของแม่เหล็กที่ทำกระทำแรงดูดหรือแรงผลักในระบบร่วมกัน โดยที่ทำให้แม่เหล็กนั้นสลับขั้วเหนือใต้กันอย่างรวดเร็ว จนทำให้เกิดแรงดึงหรือ Drag Force ไปข้างหน้า และ แรงผลักจากข้างหลังจึงส่งผลให้ตัวขบวนรถไฟนั้นสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้อย่างรวดเร็ว และยังสามารถเบรคตัวพอตนั้นได้โดยที่จะไม่มีวัสดุตัวพอตใดๆนั้นสัมผัสกับผิวรางเลย           เราพูดถึงพื้นฐานเบื้องต้นของการเคลื่อนตัว และ ลอยตัวของตัวพอตไฮเปอร์ลูปกันแล้ว ท่อที่สร้างสำหรับการเคลื่อนตัวของพอตไฮเปอร์ลูปนั้นเป็นยังไง เหมือนกันกับที่เราเห็นรถไฟฟ้าBTS MRT ในบ้านเราหรือเปล่า ซึ่งท่อที่นำมาสร้างไฮเปอร์ลูปนั้นจะสามารถสร้างได้ทั้งอยู่เหนือพื้นดินและอยู่ใต้ดิน โดยที่ท่อนั้นมีเส้นผ่านศนูย์กลางที่เล็กมากประมาณ3เมตร อีกทั้งอากาศภายในท่อนั้น แทบจะไม่มีอยู่เลย หรือ ยังมีอากาศปนเหลืออยู่บ้างแต่น้อย ทำให้เกิดแรงต้านระหว่างอากาศกับตัวพอตนั้น เกิดขึ้นน้อยมากจึงเลยทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของตัวพอตนั้นทำได้รวดเร็วและไวมากขึ้น แตกต่างจากรถไฟฟ้าBTS และ MRT บ้านเราที่ยังมีอากาศลอยปะปนอยู่ทำให้เกิดแรงต้านทางระหว่างอากาศกับตัวรถไฟฟ้าBTS และ MRT ที่มากเลยจึงส่งผลให้ความเร็วที่ได้นั้นค่อนข้างน้อยกว่า เมื่อเทียบกับ เทคโนโลยีของไฮเปอร์ลูปนั้นแล้ว           ซึ่งเมื่อปี2019 ปีที่แล้ว การแข่ง hyperloop pod competition ที่เป็นการแข่งขันไฮเปอร์ลูปที่จัดขึ้นโดย บริษัท สเปสเอ็กซ์ เพื่อค้นหาทีมมหาลัยจากทั่วโลกมาทำการแข่งขันว่า พอตไฮเปอร์ลูปของทีมใด สามารถวิ่งเร็วที่สุด ภายในท่อสุญญากาศ2เมตร ที่ทางสเปสเอ็กซ์ได้จัดเตรียมไว้ ปรากฏว่า ทีมจากTechnical university of Munich หรือ ทีม TUM hyperloop สาทารถคว้าชัยไปได้ที่ความเร็ว 463.5 km/hr ซึ่งถือว่าเป็นตัวพอตที่เร็วที่สุดในงานการแข่งขัน ซึ่งจุดประสงค์ที่สเปสเอ็กซ์จัดงานแข่งขันนี้ขึ้น เพื่อหาแนวคิดสร้างสรรค์ในการพัฒนาทดลอง และ ปรับปรุง ไฮเปอร์ลูปให้มีประสิทธิภาพและสามารถนำไปใช้งานได้ในอนาคตให้เกิดประโยชน์           ในท้ายที่สุดแล้ว เทคโนโลยีไฮเปอร์ลูปก็เป็นการเดินทางเพื่ออนาคตอย่างนึง ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตข้างหน้าซึ่งตอนนี้ยังอยู่ในช่วงระหว่างการทำศึกษาและวิจัยคิดค้น รวมถึงเริ่มต้นการสร้างเส้นทางโดยที่ บริษัทเวอร์จิ้น คอร์เปเรชั่น ได้เริ่มสร้างไฮเปอร์ลูปวัน ที่แคลิฟอร์เนียร์เป็นที่แรกคาดแล้วเสร็จน่าจะภายใน4-5ปีข้างหน้า รวมทดสอบใช้กับคน อีกทั้งยังมีอุปสรรค์บ้างในการสร้างท่อขนส่งทางเดินไม่ว่าจะเป็น ทางโค้งหรือบางเส้นทางมีอุปสรรค์ภูเขาบดบัง ทำให้ต้องเจาะภูเขาทะลุบ้าง ซึ่งอยู่ในช่วงทดลองและศึกษา ในอนาคตข้างหน้าการเดินทางเราอาจจะสะดวกสบายรวดเร็วมากยิ่งขึ้น โดยที่ไม่ต้องนั่งรถบัส หรือ เครื่องบินให้เสียค่าเดินทางที่สูง หรือ ใช้เวลาในการเดินทางนาน ไฮเปอร์ลูปคือเทคโนโลยีที่จะนำมาซึ่งความสะดวกสบายในการเดินทางเพื่อลดเวลาและแถมค่าใช้จ่ายยังถูกลงอีกด้วย

 

ที่มา

• https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/maglev-train.htm
• https://www.arch2o.com/hyperloop-transportation-means-architecture/
• http://web.mit.edu/people/mopg/papers/OpgenoordCaplan_2018_Aerodynamics_Hyperloop_Journal.pdf
• https://www.wired.com/story/guide-hyperloop/
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590198220300038