تكنلوجيا

الصين تبتكر قطاراً يقترب من سرعة الصوت.. لماذا تعد تقنيته خطوة نحو استيطان الكواكب؟

“قطار فائق السرعة يسير بسرعة تقارب سرعة الصوت”، إنجاز جديد حققته الصين، وقد يكون له تأثيرات تاريخية لأن أن الخبراء يرون هذا التطور المهم في مجال القطارات الفائقة السرعة (القطارات المغناطيسية) قد يكون خطوة في خطة بكين للاستيطان في الفضاء
القطار الصيني الجديد لا يثير القلق فقط في الولايات المتحدة ، التي لا تهتم كثيرًا بالقطارات ، ولكن أيضًا في اليابان ، التي لطالما كانت رائدة في القطارات فائقة السرعة.
بعد تشغيل أسرع نظام مغناطيسي مغناطيسي تجاري في العالم منذ عام 2003 ، تختبر الصين الآن نظامًا أسرع بكثير يقال إنه قريب من سرعة الصوت ، حيث يسافر بنسبة 80 في المائة من سرعة الصوت ، وفقًا لتقارير آسيا تايمز.
يشار إلى القطار باسم “مزلقة كهرومغناطيسية” وتبلغ سرعته القصوى 1030 كيلومترًا (640 ميلاً) في الساعة. هذا أسرع بـ 2.4 مرة من Shanghai Transspeed Maglev ، الذي تبلغ سرعته 431 كيلومترًا في الساعة ويمتد على مسار مرتفع يبلغ 30 كيلومترًا من وإلى مطار شنغهاي الدولي.

ها هي التكنولوجيا وراء القطارات المغناطيسية
تعتمد القطارات المغناطيسية على فكرة وجود مجال كهرومغناطيسي في أسفل القطار يرفع عرباته ويجعلها لا تلمس القضبان ، مما يزيل الاحتكاك ويسمح بسرعات عالية من خلال الدفع المغناطيسي.
تعتمد قطارات Maglev ومدافع السكك الحديدية الكهرومغناطيسية وآلات الإقلاع على حاملات الطائرات التابعة للبحرية الأمريكية على نفس مبدأ استخدام تأثير القيادة للمجالات الكهرومغناطيسية القوية للغاية على الأجسام.
من خلال التعويم على القضبان ، تكون القطارات المغناطيسية قادرة على تقليل الاحتكاك وتقليل التلوث ، فضلاً عن توليد ضوضاء واهتزاز أقل وتوفير تجربة قيادة أكثر راحة.
يستخدم قطار مغناطيسي مغناطيسي تنافرًا مغناطيسيًا لرفع عربة فوق المسار ودفعها للأمام.
توجد المغناطيسات الكهربائية فائقة التوصيل في الهيكل السفلي للقطارات وعلى طول قضبان القطار ، ولها عجلات مطاطية تستخدمها عندما تتوقف أو تتحرك ببطء.
مع تسارعها ، تتفاعل المغناطيسات وترفعها حوالي 10 سنتيمترات فوق المسار ، مما يلغي الاحتكاك ويسمح بسرعات عالية.
تم تصميم وبناء قطار الزلاجات الكهرومغناطيسية الصيني من قبل معهد الهندسة الكهربائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم بالتعاون مع مدينة جينان في مقاطعة شاندونغ وحكومات المقاطعات.
قد يصبح مشروع الصين الجديد الذي تبلغ تكلفته 3.3 مليار يوان (456.58 مليون دولار) جزءًا مهمًا من مساعي الصين لبناء أسطول من القطارات المغناطيسية عالية السرعة ، وفقًا لتقرير South China Morninig.
يُظهر مقطع فيديو من شبكة تلفزيون الصين العالمية (CGTV) عربة قطار واحدة تسير في مسار مستقيم مبني على أرض مستوية.
يمكن تحقيق السرعة القصوى بوزن إجمالي يبلغ طنًا متريًا (1000 كجم) أو أكثر ، وفقًا للتقارير.
تضمن المشروع الصيني تصميم وبناء مشغل خطي عالي الجهد ونظام طاقة 100 ميغاواط.
يختلف المشغل الخطي عن المشغلات الكهربائية التقليدية التي تعتمد على الحركة الدورانية.
بينما تعتمد فكرة محرك السائر على مكونين رئيسيين: ملفات مثبتة داخل العربة ومسار لتوفير مجال مغناطيسي قوي. بمجرد تشغيل التيار في الملفات ، يولد المجال المغناطيسي قوة كهرومغناطيسية خطية لدفع العربة للأمام.

هذه التقنية مهمة في الحروب واستيطان الكواكب
بالإضافة إلى النقل البري عالي السرعة ، من المرجح أن تساهم اختبارات النظام في أبحاث الصين الأوسع في الديناميكا الهوائية وعلوم المواد والفضاء وربما حتى البنادق الكهرومغناطيسية.
ستعزز التطورات التي أنتجت الرقم القياسي الجديد في السرعة تطوير تكنولوجيا النقل الجديدة ، بما في ذلك القطارات والطائرات ، وفقًا لتقرير صادر عن تلفزيون الصين المركزي.
يعتقد البعض أن المشروع جزء من هدفه للمساهمة في مساعي الصين لتصبح قوة فضائية من خلال إتقان أنظمة النقل الكهرومغناطيسي بين الكواكب عندما يصبح استعمار القمر والمريخ أمرًا شائعًا ، وفقًا لتقرير صحيفة Eurasian Times الهندية.
لطالما كان سعي الصين وراء إنشاء شبكات متطورة للسكك الحديدية عالية السرعة معروفًا جيدًا ، ويعد استكشاف الفضاء واستعمار القمر والمريخ مجالًا تتطلع إليه الصين بشدة ، وفقًا لمساعد وزير الدفاع الأمريكي السابق تشاس فريمان.

قطارات مغناطيسية
لكن فريمان ذكر على وجه التحديد أن برنامج الفضاء الصيني قد تأثر بشدة بكتاب 1976 الحد الأعلى: المستعمرات البشرية في الفضاء لجيرارد ك. أونيل. نشر المعلق الصيني أرنو برتراند موضوعًا على Twitter مع مقاطع من تفاعل عبر الإنترنت حيث يشارك فريمان وجهات نظره حول سياسة الولايات المتحدة تجاه الصين ، بالإضافة إلى ذكر برنامج الفضاء الصيني وكتاب أونيل.
يتحدث الكتاب عن ضرورة وحتمية نقل الصناعات الملوثة والبشر إلى القمر والموائل الاصطناعية التي تسمى أسطوانات أونيل. تعيد هذه العناصر تكوين الغلاف الجوي والجيولوجيا والجاذبية في الفضاء الخارجي.
هذا متوقع بسبب النمو السكاني غير المستدام الذي يستنزف موارد الأرض وتغير المناخ. بينما يقترح أونيل ويفترض أن هذه الموائل ستتألف من مواد من القمر نفسه ، سيتم إطلاقها إلى الفضاء عبر “قطار جماعي” ، وهو شكل من أشكال المنجنيق الكهرومغناطيسي. كان أونيل أستاذًا للفيزياء في جامعة برينستون في ذلك الوقت.
ومن المثير للاهتمام أن اليابان أعلنت رسمياً عن مثل هذه الرؤية – بناء موائل اصطناعية وقطارات بين الكواكب تربط الأرض والقمر والمريخ.
اليابان متخلفة عن الصين ، رغم أنها كانت الأولى
يمكن للزلاجة الكهرومغناطيسية الجديدة في الصين أن تسافر 1.7 مرة أسرع من المزلقة المغناطيسية التي طورتها شركة JR Tokai Central Railway.
في عام 2014 ، اصطحب رئيس الوزراء الياباني آنذاك شينزو آبي السفيرة الأمريكية آنذاك كارولين كينيدي في رحلة نموذجية في محافظة ياماناشي ، غرب طوكيو.
تعود فكرة القطار المغناطيسي الخطي إلى أكثر من قرن. اقترح عالم الصواريخ الأمريكي روبرت جودارد هذا المفهوم في عام 1909.
في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي ، بدأ المهندس الكهربائي البريطاني إريك ليثويت في تطوير مشغل خطي عامل. شارك فيما بعد في تطوير الإرتفاع المغناطيسي وأصبح يعرف بـ “أبو ماجليف”.
في عام 1966 ، نشر الفيزيائيان الأمريكيان جوردون دانبي وجيمس باول أول ورقة بحثية عن تكنولوجيا السكك الحديدية المغناطيسية فائقة التوصيل ، أثناء العمل في مختبر بروكهافن الأمريكي. قاموا بتسجيل براءة اختراعهم في عام 1968.

قطارات مغناطيسية
بدأت شركة السكك الحديدية اليابانية البحث عن تقنية الدفع الخطي في عام 1962 بهدف إيجاد طريقة للسفر من طوكيو إلى أوساكا في غضون ساعة واحدة فقط. كان ذلك قبل عامين من بدء تشغيل قطار شينكانسن (القطار السريع) بين محطتي طوكيو وشين أوساكا – في الوقت المناسب تمامًا لعرضه على زوار أولمبياد طوكيو عام 1964.
في البداية ، استغرقت رحلة القطار السريع من طوكيو إلى أوساكا حوالي أربع ساعات ، وبعد عام تم تقليل وقت السفر إلى ثلاث ساعات و 10 دقائق.
طورت شركة السكك الحديدية اليابانية نظام السكك الحديدية المغناطيسية الخاص بها على مدى عقد من الزمان ، وأجرت بنجاح أول اختبار لها في عام 1972.
واليوم ، تقطع نوزومي شينكانسن اليابانية ، التي تتوقف عند أربع محطات فقط بينهما ، رحلة طولها 552.6 كيلومترًا في ساعتين و 25 دقيقة.

كيف تجاوزت الصين اليابان؟
لكن سرعان ما تفوقت الصين على اليابان في تكنولوجيا القطارات المغناطيسية ..
تم بناء أسرع مغناطيس مغناطيسي تجاري في الصين في عام 2003 ، ماجليف Transrapid ، وما زال يعمل.
تم بناء قطارات شنغهاي Transrapid Line الصينية باستخدام التكنولوجيا الألمانية ويمكن أن تعمل بسرعات تصل إلى 431 كم / ساعة ، وتعمل على مسار 30 كم بين مطار المدينة ومركزها.
تم بناء أول ثلاث مجموعات قطار شنغهاي Transrapid maglev في ألمانيا بواسطة Siemens و ThyssenKrupp. تم عرض هذه التقنية ، التي تم تطويرها لقطار أحادي حضري ، لأول مرة في معرض النقل الدولي في هامبورغ في عام 1979.
تم إطلاق مشروع Shanghai Transspeed في ديسمبر 2002 من قبل المستشار الألماني آنذاك غيرهارد شرودر ورئيس الوزراء الصيني آنذاك تشو رونغجي ، وتضمن نقل التكنولوجيا من ألمانيا إلى الصين.
في عام 2010 ، تمت إضافة قطار رابع من صنع شركة Chengdu Aircraft Industry الصينية إلى النظام ، وهو مؤشر على إتقان الصين للتكنولوجيا.
قال بعض الخبراء إن الصين تخطط لمسارات قطارات مغناطيسية جديدة على مسافات أطول.

طوكيو لديها خطط طموحة لقطارات عالية السرعة
في عام 2015 ، ذهب وزير الأراضي والبنية التحتية والنقل والسياحة الياباني Keiichi Ishii في رحلة مع وزير النقل الأمريكي آنذاك أنتوني فوكس ، على أمل إقناع عميل محتمل.
في نفس العام ، سجلت مركبة ماجليف يابانية ذات سبع سيارات رقماً قياسياً في السرعة بلغ 603 كيلومترات في الساعة. يمكن مشاهدة مقاطع الفيديو من مركز معارض محافظة ياماناشي ماجليف هنا.
وتتمثل الخطة في ربط محطة شيناغاوا بطوكيو وناغويا في عام 2027 بوقت سفر مدته 40 دقيقة ، ثم تمديد الخط إلى أوساكا بحلول عام 2037 بإجمالي وقت سفر يبلغ 67 دقيقة.
وستصل سرعة تشغيل قطار SC Maglev الياباني إلى ناغويا وأوساكا إلى 505 كيلومترات في الساعة وما يصل إلى 16 سيارة بمقاعد لحوالي ألف راكب.

من يفوز بالسباق ، اليابان أم الصين؟
من المرجح الآن أن تبني الصين عددًا أكبر من القطارات المغناطيسية – ليس بالسرعة نفسها مثل الزلاجة الكهرومغناطيسية ، ولكنها مماثلة في السرعة لسرعة SG Maglev اليابانية ، وفقًا لتقرير آسيا تايمز.
لكن نجاح تجربة الانزلاق الكهرومغناطيسي يشير إلى أن الصين قد تتفوق على اليابان من حيث السرعة.
والأهم من ذلك ، أن الصين تتفوق بشكل كبير على شبكات السكك الحديدية عالية السرعة التي يزيد طولها عن 40 ألف كيلومتر. هذا بالمقارنة مع ما لا يزيد عن 3500 كيلومتر في اليابان ، مع الأخذ في الاعتبار أن الأخيرة أصغر من الصين من حيث المساحة والسكان.
مع مساحتها الكبيرة ، وتضاريسها المسطحة في المناطق المكتظة بالسكان ، والقدرة على تنفيذ خطط بناء البنية التحتية بسرعة ، قد تقود الصين العالم قريبًا في السكك الحديدية المغناطيسية.
لكن السؤال الأهم هو ما إذا كان بإمكان الصين حقًا استخدام تكنولوجيا النقل الكهرومغناطيسي للتنقل عبر الكواكب كما تريد.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى