Выдержит ли ваше тело поездку на Hyperloop?

На днях в согретой солнцем пустыне к северу от Лас-Вегаса технологическая фирма провела демонстрацию самой современной системы передвижения. Эта фирма является одной из немногих компаний и университетов, пытающихся построить самый первый ‘hyperloop’. В английском языке это слово давно стало нарицательным и обозначает то, что должно обозначать: «гиперлуп», «гиперпетлю», впервые предложенную Элоном Маском. Hyperloop — это футуристическая транспортная система, напоминающая увеличенную версию пневматической трубы. Как она должна работать? Люди садятся в боб, который будет двигаться на скорости 1200 км/ч внутри трубы. Это практически преодоление звукового барьера.


Во второй половине дня трехметровые сани разогнались от нуля до сотни километров в час за одну секунду. Никакой трубы пока нет, но компания говорит, что 60-метровая труба собирается в настоящий момент для полномасштабных испытаний в конце этого года. Hyperloop One, основанная одним из первых инвесторов Uber Шервином Пишеваром и бывшим инженером SpaceX Броганом Бамброганом, привлекла 100 миллионов долларов инвестиций и должна соединить Лос-Анджелес и Лас-Вегас системой Hyperloop к 2018 году.

Звучит круто, но остается вопрос: безопасен ли hyperloop?
Две минуты блеватрона (простите)

Когда Элон Маск, основатель и CEO SpaceX и Tesla Motors, предложил эту идею в 2013 году как альтернативу всем возможным способам передвижения между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом за 35 минут, его предложение было встречено с одинаковыми восторгом и скепсисом. Wired писал:

«Hyperloop — это полностью вымышленное устройство транспортировки, которое захватило предпринимателя Элона Маска, который продолжает о нем говорить. Представленное впервые не меньше 100 лет назад, выглядит оно как версия зеленой трубы из «Футурамы».

Теперь оно уже не кажется вымышленным. Если все пойдет по плану, бобы Hyperloop One будут перевозить грузы и людей на скорости 1200 км/ч — на 30% быстрее самолета 747.

«Мы дружелюбны к бабулям, собачкам и не вызываем рвоты, — говорит Джош Гигель, старший вице-президент по разработкам Hyperloop One. — Опыт пользования не будет сильно отличаться от того, что получают на обычном самолете».

Но высокая скорость не превращает аттракцион в блеватрон. Именно ускорение — эти волнительные моменты, когда ваше тело разгоняется до 1 Маха — вызывает тошноту.

Представьте взлетающий самолет. Реактивные двигатели взрываются, прижимая вас к сиденью и сдавливая ваши мышцы и кости. Это ускорение обычно описывается G-силой или силой тяжести. Технически ее обозначают как g, но для удобства чтения мы оставим G.

Если вы сидите за столом или идете куда-нибудь в данный момент, вы испытываете 1 G. В коммерческих рейсах пассажиры испытывают дополнительные 0,1-0,3 G во время взлета и посадки. Но как только самолет набирает свою постоянную крейсерскую скорость, все снова начинают ощущать 1 G.

«Если вы летите на скорости 1000 км/ч, вы можете попивать колу и делать что хотите, — говорит психолог NASA Ли Стоун, не имеющий отношения ни к одной из команд Hyperloop. — Вы будто в автобусе».

Hyperloop хочет имитировать опыт авиалайнера, просто подключив дополнительные 0,1–0,3 G в моменты остановки и старта боба. Необходимое ускорение продлится порядка двух минут.

Выходит, пассажир будет испытывать чувство как при взлете или посадке самолета в течение двух минут. И вроде бы ничего. Только если hyperloop не будет поворачивать.

«Любой, кто выкручивал руль на резком повороте на скорости 80 км/ч, знает, что в этот момент тебя выбрасывает из кресла центробежной силой, — говорит Стоун. — Суть в том, что траектория трассы также будет генерировать G-силы, которые нельзя будет сбрасывать со счетов».
Пределы нагрузки

Стоун знает, о чем говорит. Исследовательский центр Эймса в NASA изучает G-силы с начала 1960-х годов. Сначала они работали с военными и изучали опыт пилотов и первых американских астронавтов программы «Меркурий». Со временем центр Эймса построил ряд гигантских центрифуг для испытания того, как люди и оборудование реагируют на сильное ускорение. Центрифуги раскручивали людей как на дикой карусели. Инженерам Эймса удалось раскрутить человека до 20 G — он испытывал силу притяжения, в 20 раз превышающую обычную, которую мы ощущаем на Земле.

Обученные люди могут справляться с экстремальным ускорением. Первые астронавты, которые ездили на ракетах «Сатурн-5» в космос, испытывали перегрузки до 4 G, говорит Стоун. Спускаемая капсула «Союз» российского производства может набирать головокружительные 9 G. (Некоторые птицы могут достигать 7,8 G, это больше, чем набирают одни из самых умопомрачительных американских горок на планете в Йоханнесбурге, Южная Африка).

«Астронавты шаттлов испытывали на старте перегрузки меньше 2 G. Это было частью конструкции шаттлов, поскольку мы хотели отправлять в космос обычных людей, — говорит Стоун. — Такие перегрузки никак вам не повредят, но все меняется при перегрузках в 4-5 G».

Астронавты плотно прижимают спины и задницы во время запуска, так что все ускорение приходится непосредственно им на грудь.

«Угол сиденья во время старта и приземления — горячая тема для обсуждений. G-сила будет давить вам на грудь, это максимально безопасное направление, — говорит Строун. — Потому что лучшее, что можно сделать, это направить кровь вам к спине, если вы здоровы и не беременны».

Дело в том, что даже с оптимальным углом посадки, избыток G от поворотов может приводить к тому, что кровь будет плескаться внутри артерий и вен. По мере взлета у астронавтов кровь приливает из передней части тела к задней. При сильном ускорении тяжело дышать и доставать всякие вещи. Астронавты находятся в лучшей физической форме, сталкиваясь с таким испытанием, а пилоты истребителей надевают костюмы, защищающие их от инсультов или потери сознания.



Hyperloop One и их главный конкурент Hyperloop Transportations Technologies говорят, что их финальные варианты бобов будут замедляться при резких поворотах, но как сильно — неизвестно. Бобы будут двигаться за счет магнитной левитации — эта же технология используется в поездах-маглевах. Скорость самого быстрого шанхайского маглева достигает 500 км/ч. Но на такой скорости поезду нужен путь по кривой с радиусом в 4400 метров, чтобы пассажиры не получили на руки свой завтрак или обед. Так что если только hyperloop не планирует выстраивать гигантские кривые или специально замедляться при поворотах, его путь будет относительно прямым.

Аварийные остановки имеют похожие проблемы, учитывая то, что быстрое замедление воздействует на организм так же, как и ускорение. Если боб использует магнитную левитацию, внезапное отключение электроэнергии будет означать замедление движения до нуля километров в час. Hyperloop Transportation Technologies предлагает обратную тягу для снижения скорости. Но внезапная остановка будет в 10 раз хуже автомобильной аварии на скорости 120 км/ч.

Если не считать повороты и аварийные остановки, последствия для здоровья людей в среднем будут несущественными при условии максимальной перегрузки в 0,1–0,3 G, говорит Стоун. Он также сказал, что нет никаких исследований, говорящих о том, что кратковременное воздействие высоких уровней G вызывает проблемы со здоровьем.