Hyperloop – Mars’ta Bile Kullanılabilecek Bir Teknoloji

Teknolojinin gelişmesiyle ve ulaştırma alanındaki şartların ve talebin farklılaşmasıyla bu alanda yeni arayışlar içine girildi. Artık çok daha hızlı, güvenli, çevreye daha az zarar veren, hava şartlarına ve depreme karşı daha dayanıklı, daha az enerji tüketen teknolojiler geliştiriliyor. Bu doğrultuda geliştirilmiş sistemlerden birisi olan Maglev teknolojisini daha önceki bir yazımızda incelemiştik (Maglev Teknolojisi). Bu yazımızda ise Maglev teknolojisine göre çok daha yeni olan Hyperloop teknolojisine bir göz atacağız.

Hyperloop Teknolojisi

2012 yılında Elon Musk tarafından geliştirilen ve karayolu, havayolu, demiryolu ve suyolundan sonra beşinci ulaştırma türü olarak literatüre giren bir ulaştırma sistemidir. Teknoloji hava direncini mümkün olduğunca düşürerek minimum enerji kullanımıyla maksimum hıza ulaşabilmeyi hedefliyor. Bunu başarabilmek için de sistemin tasarımında üç ana prensip bulunuyor: ray-tren sürtünmesini ortadan kaldırmak için pasif manyetik kaldırma, trenin ileri doğru gitmesini sağlayabilmek için lineer asenkron motor ve çevresel basınç kuvvetini ve direnci azaltmak için vakumlu tüp sistemi.

Teknolojiyi daha detaylı inceleyecek olursak sistemin düşük basınçlı tüp, kapsül, hava kilidi sistemi, elektromanyetizma, eksenel kompresör ve süspansiyondan oluştuğunu söyleyebiliriz. Ayrıca teknolojinin azami tasarım hızı da 1223 km/sa.

1. Düşük Basınçlı Tüp

Düşük basınçlı tüp, çelik ya da cam-lif karışımı elastiklik değeri düşük bir malzemeden üretilir. Tüpün içindeki basınç 100 Pascal civarındadır. Tüpün havada kalmasını sağlayan sütunlar ise her 30 metrede bir bulunmaktadır.

2. Kapsül

Taşıtın ana parçasını oluşturan kapsüller yaklaşık 30 yolcuyu taşıyabilecek şekilde tasarlanmıştır. Her kapsül sıkıştırılmış hava deposu içerir ve aerodinamik kaldırma prensibiyle çalışır.

3. Hava Kilidi Sistemi

Tüp basıncı Hyperloop istasyonlarında bulunan basınçtan daha düşük olduğu için bu basıncı koruyabilmek amacıyla teknolojide bir de hava kilidi sistemi bulunur. Yolcu alımı da yine hava kilidi sistemlerine bağlı olarak gerçekleştirilir.

4. Elektromanyetizma

Her Hyperloop sistemi, 65 MVA değerinde doğru akımı alternatif akıma çeviren bir cihaz (inverter/redresör) içerir. Bu cihaz da Hyperloop için ilk hareketi sağlayan elemandır.

5. Eksenel Kompresör

Sistemde hava sıkıştırılır ve bu havanın bir kısmı yolcular ve kapsül için kullanılır. Yerleştirilmiş olan su tankları havayı soğutmakla görevlidir. Ayrıca sıkıştırılmış olan hava taşıtın yavaşlatma sisteminde de kullanılır.

6. Süspansiyon

Teknolojide bulunan hava sistemi taşıtın stabil kalmasını ve sürtünmenin oldukça düşük olmasını sağlarken mekanik süspansiyon sistemi de yolculuğun sarsıntısız geçmesini sağlar. Ayrıca aerodinamik kaldırma da bu mekanik süspansiyon sistemi sayesinde gerçekleşir.

Hyperloop teknolojisinin genel olarak avantajlarına bakacak olursak da ilk olarak sistemin 100% yenilenebilir enerjiyle çalıştığını söyleyelim. Bunu da tüplerin üst kısmına yerleştirilen güneş panelleri sayesinde yapıyor. Ayrıca taşıtın yavaşlaması sırasında ortaya çıkan kinetik enerji depolanıyor ve bu enerji aküyü tekrar doldurmak için kullanılıyor. Sistemin hızlı ve efektif olması da teknolojinin bir diğer avantajı. Bunlar dışında sistem vakumlu tüplere sahip olduğu için hava şartlarına, kuşlara ve tren yolu üzerine gelebilecek herhangi bir nesneye karşı maksimum seviyede korunmuş oluyor. Taşıtın otomatik olarak, şoförsüz kullanıldığını da ekleyelim. Bu da insandan kaynaklanan hataları ortadan kaldırıyor. Son olarak işletme masrafının da düşük olduğunu söyleyebiliriz.

Test Uygulamaları

Fakat bütün bu avantajlara rağmen böyle bir sistemin inşaatı çok yüksek bütçe gerektiriyor. Ayrıca teknoloji çok yüksek hızlara ulaştığı için taşıtın sarsılma oranı da aynı oranda yüksek. Kapsüllerde basıncın bir anda düşme potansiyeli de oldukça fazla ve bu da yolcular üzerinde zararlı etkiler yaratabilir.  Bunların hepsinin yanında en büyük dezavantaj ise bu sistemin henüz ispatlanmamış olması yani henüz sadece teoride mevcut olması. Pratikte sadece 2 ayrı test uygulaması olarak Chicago ve Nevada’da bulunuyor. Dolayısıyla bu teknoloji, üzerinde çok fazla araştırma-geliştirme çalışması yapılması gereken bir teknoloji.

Bu sistemle ilgili en ilginç olan kısım ise teknolojinin Mars için çok uygun bulunması. Mars’ta hava direnci Dünya’ya göre çok daha az olduğu için bu teknoloji için Mars’ta vakumlu tüplere gerek kalmayacak. Böylece sistemin inşaat maliyeti de bu açıdan azaltılmış olacak. Elon Musk’ın yaptığı çalışmaya göre Hyperloop vakumlu tüp olmadan da Mars’ta kullanılabilecek olmasına rağmen yine de sistemin işleyişi sırasında bazı aerodinamik problemler ortaya çıkabilir. Bu da üzerinde daha fazla araştırma yapılması gereken bir diğer konu.

Kaynakça

Musk E, 2013, “Hyperloop Alpha”

Nalam S, Medepalli V, Motukuri R.S, 2018, “Overview of Hyperloop: Transportation 5.0”

Washington State Department of Transportation, 2018, “Ultra High-Speed Ground Transportation Study”