5 月 29 日消息，據(jù)外媒報(bào)道，從物理學(xué)角度來看，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆?馬斯克（Elon Musk）暢想的“超級(jí)高鐵”（Hyperloop）是可行的，但在實(shí)際建造過程中卻面臨著三個(gè)巨大的工程挑戰(zhàn)，分別是重力問題、真空管道鋪設(shè)以及如何預(yù)防災(zāi)難事件。
在大氣層中，幾乎每種交通工具的速度都受到空氣阻力的限制，而降低氣壓可以讓它們以更快的速度前進(jìn)。將高速列車放入真空管道中，它則可以以接近音速的速度行駛，這就是馬斯克暢想的“超級(jí)高鐵”概念。
事實(shí)上，這個(gè)想法并不新鮮，幾個(gè)世紀(jì)前就有人提出過類似的建議。物理學(xué)家認(rèn)為這個(gè)想法是可行的，但工程師指出在實(shí)際建造時(shí)存在許多棘手問題。不過值得慶幸的是，或許有辦法解決這類工程問題。
目前，馬斯克的超級(jí)高鐵主要面臨三類挑戰(zhàn)：
1、重力問題
人類對(duì)加速度的耐受性有限，也就是所謂的重力。加速不僅僅是踩油門，它還包括保持不變的速度前行以及轉(zhuǎn)彎。那么，能在不讓人感到惡心或眩暈的情況下實(shí)現(xiàn)加速嗎？絕對(duì)可以。商用噴氣式飛機(jī)的時(shí)速超過 800 公里。它們的高度不斷攀升或下降，有時(shí)候甚至需要倒轉(zhuǎn)機(jī)身，并受到氣流擠壓。它們從飛行速度減速到滑行狀態(tài)只需幾秒鐘。然而，大多數(shù)時(shí)候，人們并未感到惡心或恐懼。整個(gè)系統(tǒng)的效率驚人，或許超級(jí)高鐵可以效仿。
但兩者也有很大的不同，畢竟飛機(jī)飛在空中，而超級(jí)高鐵則在地面上運(yùn)行。要鋪設(shè)平坦、筆直的真空管道有大量的工作要做，但工程師以前做過這樣的事情，比如修建艾森豪威爾州際公路系統(tǒng)，即通過挖掘隧道穿過山峰，可以通過架橋或海底隧道穿過海灣，并將崎嶇的地形鏟平。這些工程挑戰(zhàn)都可以克服。
2、真空管道
超級(jí)高鐵本質(zhì)上是個(gè)長長的、真空密封的管道。里面幾乎沒有任何空氣，當(dāng)然也不會(huì)產(chǎn)生阻力，這就是為什么高速列車可以在里面行駛?cè)绱酥斓脑颍瑫r(shí)速可能突破 1223 公里。不過，在龐大空間中保持這種真空將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，里面的空氣壓力大約是地球大氣層氣壓的千分之一。
每當(dāng)乘客進(jìn)入或離開系統(tǒng)時(shí)，超級(jí)高鐵都必須短暫打開。因此，車站將需要聯(lián)鎖。一旦乘客上車，真空管道就會(huì)進(jìn)入聯(lián)鎖狀態(tài)，周圍的空氣就會(huì)被抽出來。當(dāng)里面變成真空時(shí)，它在另一邊打開，允許列車入軌。
為了確保結(jié)構(gòu)的完整性，這個(gè)巨大管道很可能是鋼制的，而不是宣傳材料中看到的幻想材料。如果將鋼材焊接起來，它將極大地防止空氣泄漏，但它也會(huì)像巨大鐵塊那樣，隨著熱力變化而膨脹和收縮。此外，這將需要大量的工程設(shè)計(jì)，才能使該結(jié)構(gòu)自由移動(dòng)。相反，如果該系統(tǒng)是由大量通過接頭連接的小鋼管組成的，這些接頭必須能夠保持真空的完整性。工程必須是完美的，因?yàn)槿绻硞€(gè)接頭發(fā)生故障，后果將是災(zāi)難性的。
3、預(yù)防災(zāi)難
至少有兩種方式可能導(dǎo)致超級(jí)高鐵的旅行以災(zāi)難告終。
第一，出于很多原因，列車可能停下來。隨著空氣供應(yīng)減少，乘客可能會(huì)被困在荒無人煙的地方。也許超級(jí)高鐵的設(shè)計(jì)中可以加入一種機(jī)制，打破某些部分的真空，允許乘客下車和逃生。但是，這并不容易，因?yàn)檫@可能引發(fā)第二種災(zāi)難情景。
如果密封件破裂，開口立即會(huì)以令人難以置信的速度吸入空氣，填補(bǔ)里面的真空。這將產(chǎn)生一種空氣沖擊波，以相當(dāng)于音速的速度沿著管道傳播。如果管道在后面爆裂，列車將受到巨大的、可能致命的加速?zèng)_擊，然后在沒有剎車的情況下超過 1000 公里的速度向前推進(jìn)。如果管道在前方發(fā)生故障，列車也同樣將受到空氣波的沖擊，列車及其內(nèi)部的所有人都會(huì)立即被毀滅。更糟糕的是，任何事故都不只影響單列列車。沖擊波會(huì)毀掉整個(gè)超級(jí)高鐵內(nèi)部的所有人與物體。
工程學(xué)或許能夠幫助解決這個(gè)問題，但這又會(huì)涉及到成本和實(shí)用性。真空管道會(huì)不會(huì)有許多特殊的部分，能夠迅速部署巨大的閥門來保持真空？這些特殊的部分能抵擋住即將到來的沖擊波？或者，這些特殊部分會(huì)不會(huì)成為避免更大災(zāi)難的“犧牲品”？
最后，列車撞上管道可能足以把后者炸開，哪怕是一顆小口徑的子彈也可能摧毀整個(gè)超級(jí)高鐵系統(tǒng)，并殺死里面的所有人。因此，超級(jí)高鐵將需要大量的監(jiān)控和安全措施，無論是真空管道內(nèi)部還是外部都是如此。
超級(jí)高鐵的利弊
超級(jí)高鐵有很多優(yōu)勢。這將是一種更快的出行方式，將極大地減少與交通相關(guān)的溫室氣體排放，并幫助對(duì)抗氣候變暖。但其缺點(diǎn)也相當(dāng)多，其中如何確保安全和獲得足夠建設(shè)成本最為緊迫。
建設(shè)超級(jí)高鐵是可能的。但是，就像在火星上建立定居點(diǎn)一樣，最大的問題可能是人們到底有多需要它？
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