“قد تستقل #تاكسي يطير من فوق سطح بنايتك دون أن تشعر زوجتك بمغادرتك للمنزل، وفي أقل من ستين دقيقة قد تصل إلى أقصى مكان بالعالم”، هذا قد يكون شكل #وسائل_النقل_المستقبلية بحلول عام 2050 وحتى أقرب من ذلك.
وكثير من #التقنيات المتوقع استخدامها في وسائل النقل المستقبلية موجودة في الوقت الحالي سواء في مرحلة تجريبية، أو ينقصها فقط عمليات تنظيمية وتجارية لتصبح واقعاً أو تحتاج للتعديل لكي تكون صديقة للبيئة.
فالسرعة ليست المعيار الأساسي الوحيد في عملية تطوير وسائل النقل المستقبلية، وخلال تطلع مخططي المدن إلى المستقبل، يركز الكثير منهم على المرونة والاستدامة، ومنها التحول بعيداً عن المركبات التقليدية العاملة بالوقود الأحفوري.
عرضت أليسين مالك، خبيرة التنقل الحضري في تقرير نشرته شبكة CNN الأمريكية أشكال وسائل النقل المستقبلية المتوقعة بحلول عام 2050.
وأليسين مالك هي أحد سكان مدينة ديترويت بولاية ميشيغان الأمريكية، وتعمل ضمن فريق يجمع الخبرات المختلفة بهدف إنشاء حلول أفضل للنقل، بصفتها المدير الإداري لشركة Newlab Detroit، وهي مركز عالمي للابتكار في مجال التنقل.
بعض وسائل النقل المستقبلية موجود في حاضرنا
تقول أليسين مالك: بعض الركائز الأساسية التي تعتبر ضرورية حقاً لنجاح حلول التنقل هي قابلية الوصول. ما مدى سهولة الوصول إلى حلول التنقل؟ ما مدى تكرار تشغيل الخدمات؟ ما هي المناطق التي تغطيها؟ هل يمكن للناس حقاً الوصول إلى حيث يحتاجون أو طلب توصيل بضائع إليهم بسهولة؟
الأمر يتعلق حقيقةً بضمان إتاحة مجموعة من الخيارات لكل شخص. وبينما نتطلع إلى المستقبل، نحتاج أيضاً إلى التفكير في النقل المستدام.
السيارات الكهربائية سوف يزداد انتشارها في المستقبل/GettyImages
فبحلول عام 2050، سيظل الناس يركبون الدراجات ويستقلون الحافلات، لكن الأمر يتعلق حقاً بالقدرة على اختيار الحل الأفضل للرحلة التي يحتاجون إليها.
بعض وسائل النقل المستقبلية ستكون إصدارات مطورة للأشياء التي نراها بالفعل اليوم؛ مثل المركبات الكهربائية، حسب مالك التي تقول أيضاً: أعتقد أننا سنبدأ في رؤية تقنيات جديدة أخرى تبدأ في شق طريقها إلينا. لكن المهم هو أن يجدوا فرصة تتماشى مع احتياجات العمل.
هل تنتشر مركبات القيادة الذاتية في ظل خضوعها للاختبار في العديد من دول العالم؟
تقول مالك: “الكثير مما نسمعه في الأخبار اليوم فيما يتعلق بالسيارات ذاتية القيادة هو نظام قادر في الغالب على التحرك بنفسه. وتستخدم هذه الأنظمة مُستشعِرَات للرؤية حول السيارة، وهي تحتوي على أجهزة حواسيب خاصة على متنها لتتمكن من استيعاب معلومات الخريطة الأساسية ومعرفة كيف يجب أن تنتقل من النقطة أ إلى النقطة ب. وهذه التقنيات قيد الاختبار والتطوير حالياً، وأعتقد من المثير جداً رؤية التقدم”.
لكن بينما نتطلع إلى عام 2050، أعتقد أنَّ الانطلاقة التي ستشهدها هذه التكنولوجيا حقاً ستكون في المجال التجاري، فيما يخص الرحلات القصيرة. عندما نفكر في القدرة على القيادة في كل مدينة، وطريق ترابي، وطريق سريع في كل بلد؛ فهذه مدخلات كثيرة لمحاولة التحقق منها. لذلك عندما نفكر أين يمكن توسيع هذه الخيارات أولاً، فستكون في هذه المجالات الأبسط. في بعض المدن، قد نرى السيارات ذاتية القيادة في وسائل النقل من مطار إلى وسط المدينة؛ من خلال سيارة أجرة أو رحلة في سيارات Lyft (شركة مماثلة لأوبر للتوصيل عبر التطبيقات).
هل تصبح الطائرات الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي بمثابة سيارات أجرة جوية؟
هذه التكنولوجيا موجودة بكل تأكيد، وتعمل. لكننا بحاجة للتأكد من أنها آمنة وموثوقة، وخضعت لنفس إجراءات الاعتماد التي مرت بها الطائرات، حسب أليسين مالك.
عندما تفكر في نقل الركاب بأشكال جديدة، هناك معيار سلامة أعلى بكثير يجب الوفاء به. وهذا جزء من العمل الذي يُبذَل الآن. تقول: “لكنني أعتقد أنه خلال الأعوام العشرين القادمة سنشهد المزيد من استخدام الطائرات الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي في حركة البضائع”.
المروحيات بلا شفرات قد تحول التاكسي الجوي إلى منافس حقيقي للسيارات
بعد سنوات قد تكون قليلة، يمكن أن تستقل تاكسي طائراً من فوق سطح منزلك دون أن يشعر جيرانك بأي شيء، أو تسبب لهم أي إزعاج، وهذا قد يحدث بفضل تقنية تسمى المراوح الخالية من الشفرات.
وهي مقاربة تقوم على ما يعرف باسم تأثير Coandă التي اكتشفها عالم روماني منذ عقود يحمل نفس الاسم.
وتقوم فكرة المراوح الخالية من الشفرات على أنه إذا تم ضخ هواء تجاه جسمين بيضاويين مائلين ونهايتهما مدببة (أشبه بشكل القطرة)، فإن تيارات الهواء تتفرق وتتباين مساراتها بسبب ميل تيارات الهواء الملاصق للجسمين البيضاويين لأن تبقى ملتصقة بهما (هذا هو تأثير Coandă).
ونتيجة ذلك تتفرق مسارات تيارات الهواء بين الملتصقة بالجسمين البيضاويين والبعيدة عنهما، الأمر الذي يؤدي إلى تفاوت سرعات تيارات الهواء، ويخلق هذا فروقاً في الضغط بين تيارات الهواء المتعددة، (لأن تيارات الهواء الأسرع يكون ضغطهاأقل)، وتتكون منطقة ضغط شديد الانخفاض بين الجسمين، وتؤدي فروق الضغط هذه إلى تحرك الهواء بسرعة لمنطقة الضغط المنخفض، مما يطلق حركة دفع هوائي تماثل نحو 15 ضعف دفع الهواء المضغوط في البداية، يمكن الاستفادة منها لدفع الطائرة.
وتعمل شركة Jetoptera الأمريكية، على مفهوم مبتكر لطائرة إقلاع وهبوط عمودي (VTOL) يعتمد على المراوح الخالية من الشفرات.
وحصلت Jetoptera على براءة اختراع لهذه التقنية التي تضخ الهواء لأسفل للمساعدة في خلق قوة دفع تصاعدية ترفع الطائرة.
وتجري الشركة تجارب على طائرة تسميها J-2000 مُثبَّت بها أربع وحدات دفع مستطيلة تستخدم للإقلاع عبر دفع الهواء لأسفل (دافعات)، كل دافعة تحتوي على “مروحة بلا شفرات”، حسبما ورد في تقرير لموقع Popular Mechanics.
مع ارتفاع الطائرة تتوقف اثنتان من الدافعات، بينما يتواصل عمل الدافعتين الخلفيتين القويتين مع تغيير اتجاههما إلى الخلف بدلاً من الأسفل؛ لدفع الطائرة للتحليق للأمام بسرعة تصل إلى 200 ميل في الساعة.
وتأمل الشركة في الوصول بها إلى 400 ميل في الساعة، وهي سرعة تعادل نحو ضعف سرعات المروحيات العسكرية السريعة (تبلغ سرعة المروحية الروسية الشهيرة Ka-52، والتي تعد من أسرع المروحيات في العالم نحو 196 ميلاً، بينما تبلغ سرعة الأباتشي الأمريكية الشهيرة نحو 182 ميلاً).
في الوقت الحالي، تحتوي نماذج J-2000 الأولية على ضواغط هواء (دافعات) تعمل بالبنزين، لكن Jetoptera تريد تزويدها بالكهرباء عندما يصبح ذلك ممكناً مع تحسن تكنولوجيا البطاريات.
السوق المستهدف لمشروع الطائرات J-2000 هو خدمات التاكسي الجوي، حيث تقدم باعتبارها مركبة إقلاع وهبوط عمودي غير صاخبة، توفر طريقة عملية غير مزعجة لنقل الركاب من الأرض من نقاط إقلاع (مثل أسطح البنايات الكبيرة) إلى وجهاتهم دون الحاجة للمطارات، اللازمة للطائرات ثابتة الأجنحة ودون إزعاج الطائرات الهليكوبتر.
شبكة كبسولات الركاب الخارقة تقنية قائمة بالفعل، ولهذه الأسباب لا تستخدم
الكبسولات الخارقة هي تقنية تقوم مفهوم النقل المفرَّغ، وجذور هذه التقنية تعود إلى أكثر من قرن.
فـ”إسامبارد كينغدم برونيل”، أحد روَّاد الهندسة البريطانيين، أجرى تجارب باستخدام هواءٍ مضغوطٍ لنقل العربات في أواخر القرن التاسع عشر.
تقول مالك إنها تقنية مشوقة جداً. تقوم فكرتها على تقليل أشياء مثل السحب والاحتكاك للتحرك بكفاءة.
وهناك تجارب متعددة في دول العالم حولها، لكن مازال هناك قصور فيما يتعلق بتطويرها وتمويلها وتحويلها لشكل عملي.
ويقول راين كيلي، مدير التسويق والاتصالات في Virgin Hyperloop One، لتقرير سابق نشرته CNN Travel الأمريكي: “إذا استطعت الذهاب من مدينةٍ إلى أخرى بسرعةٍ قُصوى تصل إلى 1080 كم في الساعة، واستطعت فعل ذلك في أقل من 30 دقيقةً، بدلاً من ثلاث إلى خمس ساعات.. فهذا يخلق منافع اجتماعية واقتصادية هائلة تعادل اختراع الطائرة أو القطار أو تتعدَّاه .
ويتبنى الملياردير الأمريكي إيلون ماسك مفهوم الكبسولات الخارقة ويقول إن نظام النقل الجديد هذا يُفترض أن يكون أكثر أماناً، وأسرع، وأقل تكلفةً، وأكثر راحة، ويتمتع بمناعة ضد تغيرات الطقس، ومستدام وذاتي التشغيل، ومقاومٌ للزلازل، ومحميٌّ من الأعطال.
من جانبه، يقول سيباستيان غيندرون، الشريك المؤسِّس والرئيس التنفيذي لشركة TransPod إنه مع أن السفر بالطائرة في العموم شديد السرعة، فإن هايبرلوب سيجمع بين “وفرة قطارات الأنفاق وسرعة الطائرات” .
ويتصوَّر غيندرون نظاماً شبيهاً بالمترو تصل فيه قطارات هايبرلوب بصورةٍ متكرَّرةٍ على مدار اليوم، مما يسمح للمسافرين بركوب أول خدمةٍ متاحةٍ لهم.
وتضيف الشركات العديدة المشتركة في تطوير هذه التكنولوجيا أنها تخطِّط لأن تكون الخدمة نظام نقلٍ جماعياً رخيصاً بأسعار تذاكر أقرب إلى أسعار السكك الحديدية منها إلى الطيران.
يعتقد أن قطارات الكبسولات قد تصل إلى سرعة تقارب ألف كيلومتر، مما يعني أنها قد تكون أسرع من الطائرات المدنية الحالية.
ولكن تقول إليسين مالك: “عندما تفكر في تحويل تقنية الكبسولات إلى واقع، عليك أن تبدأ في التفكير في كيفية بناء البنية التحتية اللازمة لها، وكيفية إتاحتها للجمهور وجعلها حالة تجارية وكيفية التأكد من أنها مرنة أمام التغييرات. لذا عندما ننظر إلى الآفاق المستقبلية للكبسولات الخارقة، فلا يتعلق السؤال بما إذا كانت التكنولوجيا جاهزة أم لا. فأنا أقول إنها موجودة، لكن يتعلق الأمر حقاً بما إذا كانت البنية التحتية جاهزة وكيف نعتمدها وننشرها”.
وهناك قلق بشأن تأثير هذه السرعات وأنها قد تتطلب أعلى حدٍّ ممكنٍ من التحمل البشري. فإذا كانت الراكبة سيدةً عجوزاً واهنةً، فقد لا تكون قادرة على تحمل وسيلة نقلٍ سريعة كهذه، بينما من الممكن أن تضعها على قطارٍ عالي السرعة.
ولكن كيلي من Virgin Hyperloop One يصرُّ على أن الكبسولات آمنةٌ ومناسبةٌ للجميع.
هل تعود الطائرات الأسرع من الصوت وسيلة لنقل الركاب؟
على مدار 27 عاماً حلقت طائرة كونكورد الأسرع من الصوت بين لندن وباريس، ولكنها توقفت بعد حادث تحطم كبير في عام 2000، إلى جانب أسعار التذاكر المبالغ فيها، وارتفاع استهلاك الوقود، وتكاليف الصيانة العالية، والدوي المرتفع الذي تسببه عند اختراقها حاجز الصوت، كما أن للسوفييت تجربة مشابهة مع طائرة مدنية أسرع من الصوت.
فهل يمكن أن يشهد مجال الطيران المدني عودة الطائرات الأسرع من الصوت؟
تقول مالك: “لقد رأينا طائرات نفاثة تفوق سرعتها سرعة الصوت في الماضي، وأعتقد أننا سنراها أيضاً في المستقبل. وبينما نفكر في التطوير والزيادات في معدل السفر العالمي، فأعتقد أنه سيكون هناك طلب عليها.
لكن ما تغير عن العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، حين رأينا هذه التكنولوجيا، هو الدفع نحو الاستدامة. لذا لم تعُد المسألة تتعلق فقط بما إذا سنرى طائرات نفاثة تفوق سرعة الصوت، لكن هل ستُغذى بوقود كربوني ذات صافي انبعاثات صفري؟ أعتقد أنَّ هذا يجب أن يكون جزءاً مهماً من المحادثة بينما نتطلع إلى تلك الفرصة في المستقبل”.
وتضيف: “عندما نفكر في الرحلات الجوية قصيرة المدى التي تحلق فوق الأرض على مسافات قريبة، فعادةً لن تستخدم فيها طائرة أسرع من الصوت لأن الدويّ الذي يصدر عنها أثناء التحليق سيُؤثِر في الكثير من الأشخاص الموجودين أسفلها؛ لذلك سيكون نوع الرحلات التي تُستخدَم فيها هذه الطائرات ذا طبيعة عابرة للمحيطات. وعند عبور البر، فإما أنها ستنقل الأشخاص عبر السكك الحديدية كما يحدث في فرنسا أو تساعد الناس في العثور على خيارات المُوصِّلات الكهربائية -ربما تكون الطائرات الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي، وربما تكون طائرة إقليمية كهربائية- وعلى أية حال، ستبحث فعلياً في مجموعة متنوعة من الخيارات التي تساعد في الوصول للوجهة النهائية”.
حول العالم في 60 دقيقة.. السياح ورجال الأعمال قد يطيرون بخمسة أضعاف سرعة الصوت
لم يعد الأمر يقتصر آفاق على الطيران المدني الأسرع من الصوت، ولكن الطيران المدنى قد يشهد دخول طائرات فرط صوتية لنقل الركاب، بعد أن أصبح الطيران فرط الصوتي أهم مجال للتنافس بين الولايات المتحدة الأمريكية والصين.
فقد تصبح رحلات الطيران المدني التي تجوب العالم في بضع ساعات أقرب إلينا من المتوقع، بفضل توظيف الذكاء الاصطناعي في اختبارات أشهر طائرة فرط صوتية يجرى تطويرها حالياً.
ويُقصد بالطيران فرط الصوتي أو فائق الصوتية (Hypersonic speed)، طيران الطائرات أو الصواريخ أو أي مركبات جوية بسرعة تفوق سرعة الصوت عدة مرات، وغالباً خمسة ماخ فأكثر (الماخ هو سرعة الصوت وتبلغ 1225.04 كم/الساعة).
وتجري وكالة ناسا الأمريكية دراسات على طائرة فرط صوتية اختبارية تسمى X-59 QueSST، تستهدف أن تكون سرعتها 1.42 ماخ (1510 كم/ساعة، 937 ميلاً في الساعة).
وX-59 QueSST هي طائرة تجريبية تم تطويرها من قبل شركة لوكهيد مارتن الأمريكية لمشروع توضيح الطيران منخفض الارتفاع التابع لوكالة ناسا والذي يهدف إلى جمع البيانات؛ للمساعدة في صياغة اللوائح الخاصة بالرحلات التجارية الأسرع من الصوت في المستقبل، أي إن أحد أهداف الطائرة التي يجري تطويرها هو توفير الظروف الملائمة للترخيص من الجهات المعنية للشركات الأخرى بتسيير طائرات أسرع من الصوت وفرط صوتية في رحلات تجارية، علماً بأن هناك العديد من التجارب العاملة في هذا المجال.
وسوف تتميز X-59 بتقنية مبتكرة لتقليل دوي اختراق الصوت العالي الناتج عن الاقتراب من سرعة الصوت، ليصبح أكثر هدوءاً، حسب موقع وكالة ناسا (NASA).
وتقول الصين إنها تطوّر طائرةً تفوق سرعتها سرعة الصوت، قادرة على نقل الركاب في أي مكان في العالم في أقل من ساعة، حيث اختبر علماء صينيون النموذج الأوَّلي لمحرك الطائرة في نفق هوائي، بحسب ما ذكرته صحيفة South China Morning Post.
وتقول مصادر استخباراتية غربية إن بكين اختبرت مركبتين تفوق سرعتهما سرعة الصوت بقدرات نووية، حلّقتا حول كوكب الأرض في مدار منخفض، قبل أن تعودا إلى الأرض، حسبما ورد في تقرير لصحيفة Dailymail البريطانية، فيما أنكرت بكين هذا الحدث.
وفيما قد يكون أهم تطور في مجال الوقود منذ اكتشاف النفط، زعم باحثون صينيون أنهم توصلوا إلى اختراع مزيج وقود يُمكنه تشغيل رحلات الطائرات الفرط صوتية بشكل اقتصادي.
إذ زعم باحثون صينيون أنه باستخدام محرك يتنفس الهواء يحرق مزيجاً من الإيثيلين ومسحوق الفحم، يمكن أن يقللوا بشكل كبير من تكلفة الرحلة التجارية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت (فرط صوتية) عدة مرات، حسبما ورد في تقرير لموقع Eurasian Times الهندي.
لكي يتمكن برنامج الصين للطائرات فرط الصوتية من تحقيق طيران سلس وطويل المدى، يصل إلى سبعة أضعاف سرعة الصوت (7 ماخ)، يعمل الباحثون الصينيون على تطوير تقنية محرك التفجير، وهو نظام دفع يستخدم موجات التفجير عبر إحراق خليط وقود مناسب.
وقال الباحثون الصينيون، في مايو/أيار الماضي، إن محركهم الذي يتنفس الهواء، والذي يتم دفعه بواسطة انفجارات صادرة عن وقود هيدروكربوني غير مكلف، حقق أداءً مستقراً أثناء رحلة تجريبية فرط صوتية.
ينتج المحرك التجريبي الذي يعمل بالفحم انفجاراً أسرع من الصوت، عن طريق دفع جزيئات الفحم المجهرية (كل منها بحجم البكتيريا تقريباً)، إلى غرفة مليئة بالأوكسجين، ثم يتم إشعالها بالشرر الكهربائي.
نظراً لقدرة المحرك على إطلاق التفجيرات السريعة بشكل لا يصدق، والذي يعني تحويل المزيد من الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية، يتوقع الفريق أنه سيعمل بكفاءة أكبر بنسبة 20% على الأقل من المحركات النفاثة المعاصرة.
