יום ראשון, 15 באוקטובר 2017

הייפרלופ - התהיי או אחלום לי חלום?

מה זה הייפרלופ?

לכל אלה שלא מקשיבים לחדשות הטכנלוגיה, להלן הסבר קטן:

הייפר-לופ הוא רעיון שהגה אלון מאסק, יזם סדרתי שעשה את הונו בתחילת שנות ה-2000 בזכות שירות התשלומים המקוון פייפאל שהוא היה שותף בפיתוחו, ומאז נטל חלק והוביל מיזמים רבים. המפורסמים בהם הם חברת הרכב החשמלי "טסלה" וחברת החלל "spaceX".

ב-12 באוגוסט 2013, שחרר מאסק לאויר מסמך בן 57 עמודים שמתאר מהו ההיפרלופ. להלן ציטוט מהערך בויקיפדיה


מדובר בקפסולה שמכילה 28 נוסעים אשר תנוע בתוך צינור בו נשמר לחץ אוויר נמוך. המנוע ישאב אוויר מחלקו הקדמי של הרכב וישחרר אותו דחוס, דרך חלקו התחתון. כתוצאה מכך, לרכב זה לא יהיה חיכוך עם דפנות הצינור ומעט מאוד חיכוך-צמיגות עם האוויר. זניחות החיכוך אמורה, לפי מאסק, לאפשר נסיעה מהירה של הקרוניות בלי בזבוז אנרגיה. בדומה לרכבת, הוא לא ידרוש נהיגה בעזרת הגה, ובשל הסתגרותו בצינור הנהג לא יצטרך להתחשב כמעט בשום הפרעה בדרך[2].

על פי התכנון הראשוני, הייפרלופ יאפשר לעבור מרחק של 570 ק"מ בין לוס אנג'לס לבין סן פרנסיסקו ב-35 דקות (במהירות ממוצעת של 962 קמ"ש, ומהירות מרבית של 1,220 קמ"ש). 
מאסק תיאר את הרעיון באופן ציורי כשילוב בין "מטוס קונקורד, רובה אלקטרומגנטי ושולחן הוקי אוויר"[3][4].

אני אוהב את אלון מאסק, הוא כבר הוכיח שהוא יודע לספק את הסחורה, גם אם הוא לא בהכרח מצליח לעמוד בלוח הזמנים השאפתני שהוא מציב לעצמו. הוא גם נוקט בגישות לא קובנציונליות לקידום רעיונותיו, את ההיפרלופ הוא"תרם למדע", ואת הפטנטים שאסף (באמצעות הצוות של spaceX) הוא שחרר לכל דיכפין, עודד תחרות, הציע פרסים ובנה על חשבונו גם מתקן ניסוי (test-track) כדי שהחברות הצעירות שקפצו על החזון שלו יוכלו לנסות ולהתקדם.

זה באמת רעיון חדש?
לא באמת, אבל הוא ארוז באריזה מאד יפה. כמו שהטלפון החכם שלנו הוא שילוב של טכנולוגיות ותיקות (טלפון, מחשב, מסך מגע וכו') שסטיב ג'ובס ארז באופן יפה ביחד לכדי מוצר חדש, כך גם רעיון ההיפרלופ נשען על שילוב של רעיונות קודמים כ"רכבת הנעה בואקום", "רכבת הנעה באמצעות אויר דחוס ו"רכבת אלקטרומגנטית" (maglev). למה מגלב קשור לזה? כי הרעיון המקורי של מאסק דיבר על הנעה באמצעות אויר דחוס אך הצוותים שעובדים על כך בוחנים גם אפשרות הנעה חלקית או מלאה באמצעות אלקטרו-מגנטים.

הרעיון של רכבת הנעה בואקום קיים כבר יותר ממאה שנה, אך מעולם לא הגיע לכדי יישום מסחרי, הוא נועד לפתור את בעיית החיכוך הרב עם האויר שחווה הרכבת המהירה. זו לא רק בעיית אנרגיה - ביפן התושבים מתלוננים על הרעש הרב של הרכבות המהירות שמפיקות בום על קולי כל פעם כשהן חולפות במנהרה ולכן רשות הרכבות של יפן מגבילה את המהירות שלהן. 
במנהרות ללא אויר הבעיות האלה פשוט לא קיימות ולכן ניתן להגדיל את מהירות הרכבת תוך כדי חסכון באנרגיה. לרוע המזל הרעיון הזה מביא איתו בעיות רבות אחרות, לדוגמה הוא לא מאפשר בעצם לרכבת להיכנס ולצאת מפני השטח ודורש צינור לכל אורכו, דבר שכמובן מגדיל מאד את העלויות. הוא דורש חיבורים מאד מסובכים בתחנות שימנעו את פריצת הואקום ועוד לא דיברנו על בעיות בטיחות שונות.

הרעיון של רכבת שנעה באמצעות אויר דחוס קיים פחות יותר מאז המצאת הרכבת, היא אפילו מותגה כ"רכבת אטמוספרית" והיא אפילו עבדה בין 1844 ל-1854 כשלוחה של קו הרכבת דבלין-קינגסטאון (במקום שנקרא דלקי שהיה כבר אז פרבר של דבלין) היו עוד כמה נסיונות לרכבת אטמוספרית או פניאומטית במאה ה-19, בעיקר באזור האי הבריטי וגם בניו יורק ובפריז אבל אף שירות לא נשאר פתוח יותר מכמה שנים.

גם הרעיון של המגלב, רכבת מרחפת הנעה באמצעות אלקטרו מגנטים שנדלקים וכבים ודוחפים אותה קדימה, לא חדש. הוא נהגה כבר ב-1907 ופותח בשנות ה-60 על ידי חברה גרמנית שחיפשה לו בית מסחרי במשך 40 שנה עד שמצאה אותו בסין, בקו קצר המחבר בין שנגחאי לשדה התעופה שלה. זהו למעשה סוג של מונורייל מאד משודרג.
הטכנולוגיה הוכחה כיעילה ועובדת אך עלויות ההקמה היו מאד גבוהות וגם עלויות התפעול והתחזוקה הוכחו כגבוהות מהמצופה.  סין החליטה שלא להמשיך עם הרחבת הפרויקט. במקום זה הרכבות המהירות שסין בונה מתבססות על טכנולוגיה פשוטה יותר, הדומה הרבה יותר לרכבות קלאסיות ומאפשרות לרכבת המהירה להמשיך בסוף הקטע המהיר גם למסילות רגילות בלי בעיה (כמובן במהירות רגילה). זהו גם העקרון המנחה את הרכבות המהירות האירופאיות והוא למעשה מאפשר לשדרג את הרשת קטעים קטעים במקום לבנות הכל מאפס. תזכרו את הנקודה הזאת.
המגלב עוד לא אמר את המילה האחרונה, יפן משלבת אותו במסגרת פרויקט השינקאנסן שלה. (שינקאנסן מתורגם ל"רכבת קליע" ולרוב מדובר ברכבות מהירות כמו באירופה, אך ישנם שני קווים קצרים ברשת היפנית בטכנולוגיית מגלב וקו נוסף אמור להיחנך ב-2027. טכנולוגיית המגלב משמשת לא רק לתחבורה אלא גם לפיתוח תותחים חדשים בהם המגלב יחליף את אבק השריפה, ונאס"א אף בוחנת אותו כמסילה לשיגור חלליות שתפעל במהירות גבוהה שתאפשר בריחה מכוח המשיכה של כדור הארץ. למעשה אין ספק שאלון מאסק וצוות spaceX נתקלו בכך וזה גירה את דמיונם, אך העובדה שהם בחרו להתמקד דווקא בפיתוח טיל רגיל שניתן להנחית אותו ולהשתמש בו מחדש מראה שהטכנולוגיה עוד רחוקה מיישום לצורך זה.

אפילו הרעיון של חיבור בין רכבת הואקום עם הרכבת האלקטרו מגנטית לא חדש. היו כמה רעיונות במהלך השנים והמפורסם בהם הוא של שווייץ, שרצתה לחבר בין הערים הגדולות שלה באמצעות מנהרות ואקום ורכבות אלקטרומגנטיות. הרעיון כמעט קרם עור וגידים במהלך שנות ה-80, אך נזנח בשל העלויות הגדולות וחוסר הודאות התפעולית.

אז יש לרעיון הזה סיכוי?
נתחיל במבט הפסימי ונקנח עם האופטימי.
מההיבט הפסימי, ניתן לומר שהעולם כבר השקיע בארבעה סוגים עיקריים של תשתיות תחבורה:
1. דרכים (שבילי עפר, רחובות, כבישים ואוטסטראדות)
2. מסילות רכבת (מסילות במכרות, שלוחות קצרות, רכבות עירוניות קלות/תחתיות/עיליות, רכבות רגילות רכבות מהירות)
3. שדות תעופה (מנחתי מסוקים, שדות קטנים ושדות ענקיים)
4. נמלים (מזחים, נמלי דיג, מעגנות ומרינות ונמלי ים ענקיים)

אלה הם אבני הבניין של תשתיות התחבורה, ולא מדובר רק בתשתיות אלא בכל התעשייה שמתלווה אליהם, חברות שמייצרות ומוכרות ציוד, רגולציה, מתודולוגיות תכנון ובנייה ועוד. כל המצאה חדשה שיודעת להשתמש בתשתית הקיימת עשויה להצליח ולהפוך לגלובלית וכל המצאה שדורשת תשתית מיוחדת רק בשבילה נתקלת במחסום גדול הרבה יותר וגם אם היא הופכת למסחרית פה ושם, היא לא מצליחה להתפשט באופן גלובלי.
דיברנו כבר על הרכבות המהירות האירופאיות כדוגמת ה-TGV הצרפתית, אשר דורשת תשתית מיוחדת כדי לפתח מהירות, אך יכולה לעזוב את התשתית המיוחדת שלה ולהמשיך לתשתית רגילה. כך קו היורוסטאר המחבר בין פריז ללונדון יכול לפעול למרות שבקטע של בריטניה הוא נאלץ לנסוע לאט. אם הוא היה נדרש לתשתית מיוחדת לכל אורכו הוא פשוט לא היה מוקם עד היום.
המגלב שדורש תשתית מיוחדת נשאר כקוריוז, וכך גם המונוריילים המעטים שפועלים בעולם.
בתחום הרכב אנו רואים שיוזמות ה-PRT השונות (רכב אוטונומי טיפש שחייב כביש מיוחד מופרד מתנועה אחרת),  לא מצליח להתרומם מעבר לכמה פרויקטים נקודתיים כבר כמעט 50 שנה, בעוד שהמכונית האוטונומית החכמה, שתיסע על כבישים רגילים קרובה לפריצה גלובלית יותר מתמיד.
גם בתחום התעופה חברת אירבוס נתקלה בבעיה לא פשוטה של שיווק המטוס הכי גדול שלה (A380) כשהסתבר שמסלולי הנחיתה הסטנדרטים קצרים מדי בשבילו. נדרשו גופים עם כיסים עמוקים במיוחד כגון הנסיכים של איחוד האמירויות כדי לקדם את ההתאמה של שדות תעופה למטוס החדש. לעומת זאת אם יומצא בעתיד מטוס חדש שלא דורש שום התאמה מצד שדות התעופה (נניח מטוס חשמלי יעיל להפליא בגודל רגיל), הוא יוכל להיכנס בקלות ולכבוש נתח שוק יפה.

לכן לרעיון של אלון מאסק יש מגרעת אחת בולטת - התשתית הייחודית שהוא נדרש אליה. לא דין צינור ניסוי במדבר באורך  1.6 ק"מ כדין צינור באורך כמה מאות קילומטרים בין סן פרנסיסקו ללוס אנג'לס,  יש אדמות פרטיות, שמורות טבע, הרים, נהרות, שברים גיאולוגיים, גבולות בין מדינות ובעיות רבות נוספות, אם חוליה אחת באמצע מעכבת אותך אז שום דבר לא יכול לעבוד. אין שום סיבה בעולם שזה יהיה קל יותר מאשר הנחת מסילת הרכבת המהירה לאורך קליפורניה שמתמהמהת כבר זמן רב, ולא רק בגלל בעיות תקציב.
מהירות גבוהה מחייבת תוואי כמה שיותר ישר, כך שכל פשרה שתושג בתוואי תביא בהכרח להקטנת האטרקטיביות, ואם הוא רוצה לצאת ממרכז סן פרנסיסקו ולסיים במרכז לוס אנג'לס כדי לנצח את המטוסים אז צפוי לו כאב ראש לא קטן בדמות חפירה מתחת לאזורים בנויים. בהדמיות זה קל הרבה יותר מאשר במציאות.


גם העלויות שהוא מנופף בהם לא נכונות בכלל, עלות הצינור אולי זולה יותר מעלות המסילה, אך עלות הפקעת השטחים הפרטיים לא שונה. כך גם עלות החפירה והגישור היכן שנדרש. 
גם עלות האנרגיה אולי זניחה לעומת האנרגיה שרכבת מהירה דורשת, אבל עלות תחזוקת הואקום באופן בטיחותי (פייל-סייף), עשויה להרקיע שחקים. זה פשוט לא קל כמו שזה נשמע.

ויש גם צד אופטימי?
כמו שאמרתי, אני אוהב את אלון מאסק, הוא עושה דברים נכון והוא רץ למרחקים ארוכים למרות שהיעדים שהוא מציב לעצמו נשמעים מטורפים. הוא שם את ההייפ בהייפרלופ כאשר הוא החליט לפתוח אותו לציבור ולתת לכל מי שרוצה לגשת ולהתחרות על הפיתוח. זה לא הופך את הרעיון לפחות מורכב, רק מתניע מירוץ תחרותי שאחרת לא היה מותנע. הוא למעשה בונה את "תעשיית ההייפרלופ" שלפי דף זה כבר מונה לפחות שבע חברות שמפתחות את הטכנולוגיה כדי לזכות במירוץ החימוש המלאכותי הזה.

אחד הדברים היפים הוא דווקא חוסר ההתמקדות רק בתעבורת נוסעים. הייפרלופ יכול להעביר גם סחורות ומכולות, ויכול להעביר אותך על גבי מכוניתך. פוד עם 28 מושבים הוא רק צורה אחת של פוד ויכולות להיות לו צורות רבות נוספות. למעשה השימושים הראשונים עשויים להיות בכלל למשאות, ואולי בכלל למרחקים קצרים. 

כדי להגביר עניין אלון מאסק גם יזם את תחרות תכנון פוד הנוסעים, יותר מ-700 צוותים (בעיקר סטודנטים) נרשמו לתחרות וכנראה כ-22 יגיעו לתחרות עצמה ויזכו להשתתף בניסוי שייערך על מסילת הניסוי בנוואדה.

יש גם תחרות יזמית לראשונים שיהפכו את ההייפרלופ למשהו מסחרי, החברות שמתחרות בינהן על בניית ההיפרלופ מנסות לסגור חוזים עם מדינות שונות, כשבידן עדיין רק רעיון בוסרי שסבא שלי היה קורה לו "לופט-געשעפט" (עסקי אויר, כלומר רעיון ריק מתוכן ממשי). חברת "הייפרלופ ואן" הציגה תוכנית עסקית לקו הלסינקי-סטוקהולם (מתחת לים הבלטי) וכן מציגה כמה רעיונות נוספים לקווים עקרוניים שנבחנים לעומק. היא עובדת ביחד עם חברת "נמלי דובאי" על רעיון להובלת מכולות מהנמל בדובאי למתחם עורפי, ועל קו נוסעים במוסקווה וקו משא מהונצ'ון בצפון מזרח סין לחוף הים הצפוני של סין (לנמל שקרוב לגבול עם רוסיה). בנובמבר 2016 חברת הייפר-לופ וואן יזמה תחרות בינלאומית לבחינת היתכנות לקווים נוספים, קיבלה 35 הצעות ומתוכן בחרה עשר תוכניות עם סיכויי מימוש גדולים במיוחד, בקנדה, ארה"ב, מקסיקו, בריטניה והודו. לא רק הייפרלופ וואן מקדמת מסילות כאלה, גם אוניברסיטת וורשה הציעה מסלול בפולין וחברת טראנספוד מציע מסלולים נוספים בקנדה ובבריטניה.

ויש גם נקודה ישראלית, שלושה יזמים ישראלים ניגשו לתחרות של הייפרלופ-ואן עם קו תל אביב-אילת, ולטענתם גם הגיעו לאחד מארבעת המקומות הראשונים. הם אומרים שכבר ב-2025 תוכל לנסוע בצינור הזה ב-20 דקות לאילת. כמובן שהם עוד לא נתקלו בביורוקרטיה הישראלית ובלי קשר אליה, אני בספק אם הטכנולוגיה תהיה זמינה כבר ב-2025. כמו שאמרתי אלון מאסק טוב בהשגת היעדים שלו, אבל לוחות הזמנים הם די גמישים לעומת ההצהרות הראשוניות.


אפשר לומר שמאסק מנסה לגרום לנו להאמין שההייפרלופ, בדומה לרכב החשמלי והרכב האוטונומי, למעשה כבר כאן כעובדה מוגמרת שרק מחכה לפרוץ. הוא גרם למאות ואולי אלפי אנשים ברחבי העולם לעבוד על האתגר הגדול שהציב - יצירת סוג תחבורה חדש, חמישי במספר, שיהפוך לגלובלי בדיוק כמו הרכב הפרטי, הרכבות, המטוסים והאוניות. אני מניח שכל הבעיות הטכנולוגיות פתירות באופן זה או אחר, ולכן אני מאמין שההייפר לופ הראשון ייבנה במהרה בימינו. השאלה הגדולה היא האם הוא יצטרף לרשימת הקוריוזים התחבורתיים שלא נמצאים בפריסה רחבה, או שהוא באמת יהפוך למשהו גלובלי? נחכה ונראה.

לקינוח קבלו המלצה על ערוץ יוטיוב בשם coldfusion TV  שסוקר נושאים טכנולוגיים שונים (לא רק תחבורה) שהקדיש פרק להייפרלופ לפני שנה.
תהנו



7 תגובות:

  1. בנוגע למעבר בשטחים פרטיים, אני מעריך שמאסק בונה (כמו ברוב המיזמים שלו) על עזרה ממשלתית נרחבת שתפקיע עבורות את הקרקעות מהבעלים הפרטיים בתואנות של תועלת הציבור ושמירה על כדו''א ירוק.

    השבמחק
    תשובות
    1. בארה"ב זה לא ממש עובד כך, ההתערבות הממשלתית נתפסת כמעט כמילה גסה. אמנם כל מערך האינטרסטייט בשנות ה-50 נבנה כך, אבל היום זה כמעט בלתי אפשרי.
      לכן סביר שעם כל הנתיבים המוצעים בארצות הברית, נראה את ההיפרלופ לראשונה דווקא במדינות המפרץ או בסין, ובשלב מאוחר יותר באירופה ואולי בקנדה. בארה"ב נראה רק יוזמות פרטיות לחלוטין כמו בתוך נמלי ים גדולים להובלת מכולות.

      מחק
    2. לצערי בארה"ב זה אפשרי גם אפשרי. טראמפ הוא אחד המיליארדרים שנהנה מהכלי שנקרא Eminent domain, כך שלא נראה לי שנראה הנגדות להפעלת השיטה מכיוונו. בנוסף, השמאל השולט בקליפורניה תמיד ישמח להשתמש בטיעונים ירוקים להצדקת ההפקעה ל"טובת הכלל".

      מחק
    3. לא נראה לי שטראמפ מתעניין בתחבורה ציבורית, הרפובליקנים באופן מסורתי מתנגדים להשקעה ממשלתית לטובת הציבור וטראמפ מוביל בהקשרים אלה צד רפובליקני מאד ניצי.
      כך שמצד הממשל הפדרלי לא צפויה כל תמיכה, לעומת זאת מצד מדינת קליפורניה ייתכן שכן, אך הם יצטרכו למצוא את המקור התקציבי בדמות מס ייעודי שהתושבים יצביעו עליו, בקליפורניה אפילו ייתכן שהם יצביעו בעד, אבל בהיעדר תמיכה פדרלית זה יהיה מס גבוה יחסית וזה עשוי לטרפד את התמיכה הציבורית.

      מחק
  2. בכל הרעיון הזה יש יותר סימני שאלה מסימני קריאה, ורוב החברות הרלוונטיות נראות יותר כמו הונאות מחברות הנדסה רציניות. מאסק מציב לוחות זמנים שאפתניים- אבל לא בלתי אפשריים: במקרה של טסלה לדוגמה עברו 6 שנים מהקמת החברה ועד שהיא התחילה למסור מכוניות- אעפ"י שטכנולוגיה של מכונית חשמלית היא לא עניין פורץ דרך בפני עצמו ולא נתקלה במגבלות בטיחותיות או רגולטוריות משמעותיות, ועוד 8 שנים עד שהתחיל להתממש חלומו של מאסק למסור מכונית חשמלית להמונית (=טסלה מודל 3), כלומר עברו 14 שנים מהקמת החברה עד התממשות החזון הראשוני.
    במקרה של רוב החברות שקשורות להייפרלופ, הן מציגות לוחות זמנים שהם פשוט בלתי אפשריים (נניח 3 שנים להוצאת אב טיפוס עובד בקנה מידה מלא ועוד שנתיים עד להקמה של המערכת הראשונה). בחיפוש קצר ב-youtube אפשר לראות חברות שכבר מעצבות וממתגות את טרמינל הנוסעים לפני שיש להן אפילו אב טיפוס בסיסי כלשהו או POC של הטכנולוגיה. לדעתי כל העניין מזכיר הרבה יותר את ההתנהלות של faraday future, ה"מתחרה" של טסלה, מאשר את ההתנהלות של טסלה.

    השבמחק
    תשובות
    1. תודה, לא הכרתי את פאראדיי.
      לגבי מה שאתה אומר זה נכון, לא מדובר בפרויקט "של" אלון מאסק מאחר וכפי שהוא ציין, אין לו את הזמן להתעסק עם זה פול טיים ולכן הוא מתפקד בעיקר כמתמרץ של חברות אחרות. כל חברה קובעת לה את האסטרטגיה שלה וחלק מהעניין הוא לשמר את ההייפ ההתחלתי שאלון מאסק יצר, לכן חשוב להם לייצר כותרות גם כשאים מאחורי זה שום דבר מוצק. מצד שני, השלב של הקמת מסלול ניסוי הוא שלב קשה ובעייתי ובמקרים של טכנולוגיות חדשות חברות רבות נופלות עוד לפני שהן הקימו מסלול ניסוי. מסלול הניסוי שאלון מאסק הקים גורם לשני דברים.
      א. הוא מעביר באופן אוטומטי את כל החברות הרצינייות יחסית לשלב הבא.
      ב. הוא מייצר מראש סטנדטרטיזציה של המערכת כי כל אבות הטיפוס צריכים להתאים למסלול הניסוי שלו. אם נשווה זאת ל-PRT, שם לא היה גורם כמו אלון מאסק, נגלה שלא מדובר רק בעשרות חברות עם חזון עתידני, אלא גם באינספור פרשנויות לטכנולוגיה. חלק יצרו רכב עם גלגלים על מסילה, חלקן רכב דמוי מונורייל שרוכב על מסילה, וחלקן רכב תלוי ממסילה, חלקן משתמשות בחשמל רגיל, חלקן בבטריות, חלקן באנרגיה סולארית שמוטמעת במסילה וחלקן באלקטרומגנטים, חלקן מכוונות לרכבים קטנים של 2 אנשים וחלקן מאפשרות מגוון גדלים 2-12 אנשים (דבר שמשפיע כמובן גם על מבנה המסילה) ועוד ועוד הבדלים. בקיצור, אין להמעיט בחשיבות הדחיפה שאלון מאסק מעניק לפרויקטים אלה בדרך למימוש החזון.

      מחק
  3. הי, איך יוצרים איתך קשר? אשמח לכתובת אימייל או משהו. אתה יכול לכתוב לי ל-mayapollak8@gmail.com

    השבמחק

אולי תתעניין גם באלה

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...