超级高铁 Hyperloop 明日测试，变革人类交通方式指日可待

机器之心原创
作者：吴攀、亚洲、微胖


我们都曾在科幻小说里看到这样一个未来的场景：人们经由一条格局交错的管道列车，从一个地方疾驰向另一个地方，这也是两年前埃隆·马斯克的另一个疯狂项目。最近，Hyperloop Technology（HT）宣布，本周三，公司将对超级高铁推进系统进行首次公开户外测试，地点位于内华达州北拉斯维加斯，目标每小时400英里。第五种交通工具——超级高铁距离现实迈出重要一步。




2013年：概念的诞生

Hyperloop（中文译作超级高铁），是一种高速城际交通系统，将乘客和货物置入运行在减压管道系统内的运输舱内，运输时速可达每小时 1300 公里，年运输能力将达 1500 万名乘客。为了减少运输舱与轨道和空气的摩擦，Hyperloop 可能会使用磁悬浮技术让运输舱悬浮在减压管道中，只需很少的能量就能驱动运输舱高速前进。



Musk 最先提出这个概念。

2013年8月，他在自己 SpaceX 的官网上公布了一份长达五十八页的白皮书 Hyperloop Alpha，将 Hyperloop 列为人类第五种交通方式（其他四种分别为，飞机、火车、汽车、船只）。

后来，加州正在进行的高铁项目遇到不少问题，比如造价高而且建造速度慢等，事实再次触动马斯克对超级高铁的憧憬：打造一个部分抽真空的管道，密封舱将悬浮在管道中，扇叶推动密封舱前进，并从管道壁中的电磁体获取额外推力。马斯克谈到，从旧金山到洛杉矶只需 35 分钟，每隔两分钟，每一端的匝道都会载入或取出带有 28 个座位的座舱。



不过，Musk 一直忙于颠覆传统航天工业（SpaceX 公司的 CEO）、汽车行业（特斯拉的 CEO）和能源行业（ SolarCity 董事长），以至于没有任何时间可以投入到 Hyperloop 上。发布完白皮书后，他将 Hyperloop 变成了一个开源项目，诚邀广大思想家、科学家、发明人——不计年龄——帮助这项革命性的概念走向现实。

2015年：概念走向现实

超级高铁之梦点燃了不少人的创业热情。其中，最大的两个玩家就是 Hyperloop Transportation Technologies （HTT）和 Hyperloop Technology（目前已更名为 Hyperloop One）

Hyperloop Alpha 公布后的3个月，德国出生的企业家 Dirk Ahlborn 建立了 Hyperloop Transportation Technologies （HTT） 。HTT 采用了类似 JumpStart Fund 的众包模式，一个不到五百人的组织，尽管杂乱却能够快速成长，员工最初只需要每周最少工作 10小时，其余时间自由支配以缩减日常的工作。HTT 被人们形容为超级高铁运动中的「小熊队」（寓意梦想与奇迹）。


HTT
不过，HTT 可不是玩票。

2013 年，HTT 和引擎软件开发商 Ansys达成合作，他们经营超级高铁的流体动力学仿真模型。

2014 年，HTT 和 UCLA（加州大学洛杉矶分校）的 Suprastudio 实验室组队做一个建筑项目，设计了 HTT 用户体验中的「人性化因素」，包括车厢和发车售票的车站建筑。

2015年8月，HTT 宣布和国际工业巨头艾奕康科技和奥利康达成合作，他们拥有世界上资历最老的真空技术。

HTT 成立后八个月，Sherpa Ventures的 Shervin Pishevar（马斯克的好友，也是Uber的早期投资人之一）创立了 Hyperloop Technology 。他的合作者、工程师 Brogan BanBrogan 此前曾供职于SpaceX，目前是公司的首席技术官。Rob Lloyd 在从网络设备公司思科的联席总裁位置上退休后加入了 Hyperloop Tech，担任公司 CEO。



公司董事会的构成可以称得上硅谷梦之队，其中包括名声在外David Sacks、Jim Messina、Peter Diamandis、Joe Lonsdale，以及最近的 Emily White。后者是 Snapchat
前首席运营官。

Hyperloop Tech 的成长非常惊人。一年半之前， Hyperloop Tech 公司还呆在洛杉矶市洛斯费利兹区的一个车库里。该车库归 Hyperloop 的联合创始人 Brogan BamBrogan 所有。



不久后，HT 就筹集到了3700万美元，用来支持公司运作和测试轨道（内华达洲沙漠地带），测试超级高铁运输仓的轻便原型，公司表示，希望2020年能够提供完全可行的超级高铁系统服务。

2015年秋，公司又开始了8000万美元的融资，用于下一轮扩张。

这是公司自行设计并拥有的几个硬件。


用于测试全套 Hyperloop 组件的更大的真空管，也叫「大管（Big Tube）」


测试超音速的设备，名为 Blade Runner

该设备用于测试悬浮系统，悬浮系统支撑着 Hyperloop 的密封舱

2016年：竞争升温，梦想更近

虽然没有亲自成立公司将超级高铁概念付诸现实，但是，马斯克也作了不少背书工作。2016年1月，SpaceX 赞助了超级高铁的设计比赛。来自116所大学的318个团队参加了这次角逐。

麻省理工团队的设计作品

2016年1月15日，马斯克公布了一条震惊世界的计划，他将在加州开建 Hyperloop 测试轨道，设计比赛获胜选手将有机会在测试轨道上测试自己的作品。另外，马斯克也打算于2016年夏季，在 SpaceX 总部举办一个关于 Hyperloop 的科技竞赛。就连美国交通部部长  Anthony Fox 也对此深感兴趣，并表示交通部可以为研究提供资金上的支持。

2016年，两大玩家竞争也日益升温。

目前，HTT 正在加州修建5英里测试轨道。今年3月，该公司也与与斯洛伐克达成协议，可能在该国建立超级高铁项目。

Hyperloop Tech 同样不甘示弱。

到2016年1月，它们已经获得50英亩的土地（内华达沙漠地带），建造了长度约为1公里的测试轨道。公司表示，首次测试会探测公司线性发动机的功能，是否能将测试交通工具的速度加快至每小时335英里，并希望2016年年底，时速达到每小时700英里。然后，公司计划建造全长3公里的测试轨道。

2016年4月中旬，公司在测试轨道上进行了首次测试。

本周三，他们将在测试轨道上测试超过每小时 400 英里的速度。

2016年年底，他们希望突破每小时700英里。

不过，让竞争升温的一个重要因素，当属悬浮技术。因为， Hyperloop 一个最重要难题之一是如何让这些运输仓悬浮起来。

传统的悬浮技术是主动磁悬浮技术（active magnetic levitation）。这也是日本、中国以及德国高铁采用的技术，用来实现零摩擦、安静、高速的运输服务，在这个过程中，运输仓并不是沿着轨道前行，而是悬浮在轨道上。不过，这套系统也有缺陷，比如，需要持续不断地为火车上的变冷的、超导、电磁铁提供能量。另外，它也非常昂贵和复杂，这也是这种系统没有在全球普及开来的最大因素。

就在 Hyperloop Tech 宣布将进行首次公开的推进系统测试的前一天，HTT 宣布，它们刚刚签订了一个协议，使用少为人知的「被动磁悬浮（passive magnetic levitation）」系统实现舱内悬浮。这一技术由 20 世纪 90 年代，劳伦斯利弗莫尔国家实验室已故物理学家 Richard Post 研发。如何它能成功应用于此的话，这将是一个非常上等的解决方案。最大的优势就是更安全、更便宜、更简单。

只要运输仓在移动，被动磁悬浮系统就会起作用。这种技术需要在运输仓上安置一排永久性磁体。随着运输仓在轨道的传导阵列上运行，它们就会产生电，进而产生磁场。磁场可以推进运输仓升离轨道。这是一个可以自我稳定的系统：如果运输仓升的太高了，力量会减弱，这样，运输仓就可以回复到舒适位置。由于悬浮是通过运动实现的，因此，能量的好损只会让运输仓速度变慢，当速度为零时，就会落回轨道。运输仓是需要轮子的，特别是在进出站时，需要轮子来掌控低速运动。



这个技术似乎是解决悬浮问题的理想方案，很难想象其他玩家不采用这种技术（或其不同版本）。

Hyperloop Tech 的 BamBrogan 也表示，六个月来， 他们也在一直在以不同的形状系数（form factors) 运行被动磁悬浮技术，但未透露更多细节。

另外，值得一提的是，除了悬浮技术问题之外，Hyperloop Tech 的工程师也在调整 Musk 的原计划。

根据马斯克的原初设想，通过管道上的太阳能电池为每 40 或 50 英里配置一个的加速点提供能源。在这些加速点处，密封舱会获得额外的电磁加速。而在加速点之间，密封舱可以惯性滑行而不会太多减速，因为管道中的悬浮和低气压减少了摩擦（一个精心设计的制动系统还可以在减速时回收能量）。但是，依靠太阳能为加速磁体提供爆发式地功率并不能在任何地方和所有天气条件下都适用。公司正在设计能使用任何电力能源的 Hyperloop。

成功还是疯狂？

即使 HT 和 HTT 在 Hyperloop 上展开了轰轰烈烈的竞争，但依然存在着一种担心，我们有多种理由相信，未来可能不存在 Hyperloop 这种东西。

其中成本将会是最大的难题。南加州大学交通运输教授 Genevieve Giuliano 曾提到，「HT 铺设光前的花费并不大，但铺设 Hyperloop 管道则将很昂贵。」另外，哈佛大学城市规划和公共政策教授 Jose Gomez-Ibanez  也表示，「我不理解他们自认为可以在什么地方节约成本？他们在和航空公司竞争，可航空公司不需要安装数百英里的轨道。」

虽然 HT 表达了他们不只是想要运输人，更想要建立一个全运输网络的意愿，Hyperloop 究竟有多大的经济意义依然难说。

哈佛商学院城市化和房地产方面的讲师 John Macomber 说，大型交通项目必须平衡三方面的资金：建设、运营和价值创造。前两个不难估算，第三个却异常困难。计算可用的 Hyperloop 的经济回报是非常困难的，尤其是前期还必须筹集大量必需的建设资金。这就是大型交通基础设施项目通常由政府，而非私营企业实施或支持的原因，尽管事实上私营企业也能从中获得巨大的好处。

即使如此，HT 依然持乐观态度。因为他们认为自己可以公共集资的方式解决问题。他们相信 HT 可以从得益于 Hyperloop 的企业那里得到帮助，比如亚马逊这样的希望快速物流的公司。

Hyperloop Tech 的愿景比马斯克的预想还要宽广。公司 CEO  Rob Lloyd 说，可以将超级高铁看作是一个可以运输各种事物的管道、交换点和匝道的网络，就像互联网。「交通是新的宽带。」「有史以来第一次，原子和比特被融合到了一起。」「只要我愿意，我可以拿出我的手机移动在北京的一辆车。Hyperloop 也一样，但是在城市之间。」

Hyperloop 最终梦想成真，还是一场游戏，我们无法下一定论。这正如 HT 设计分析部门副总裁 Josh Giegel 接受 MIT 科技评论采访时所说的那样：直到它存在的时候，Hyperloop 才算成真。



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