Kara, hava, deniz ve raylı ulaşım sistemlerinin ardından beşinci bir ulaşım sistemi geliştirmek için çalışmalar yapılıyor. Yerde ses hızına yakın hızlarla seyahat edebilmeyi sağlayacak, hız yuvarı (hyperloop) olarak adlandırılan bu yeni nesil ulaşım sistemini tanıyalım
Kara, hava, deniz ve raylı ulaşım sistemlerinin ardından beşinci bir ulaşım sistemi geliştirmek için çalışmalar yapılıyor. Yerde ses hızına yakın hızlarla seyahat edebilmeyi sağlayacak, hız yuvarı (hyperloop) olarak adlandırılan bu yeni nesil ulaşım sistemini gelin birlikte tanıyalım.
İlk defa SpaceX ve Tesla Motor şirketlerinin sahibi Elon Musk tarafından 2013 yılında tanıtılan hız yuvarı bizlere yeni bir ulaşım biçimi sunuyor. Hız yuvarları, basitçe hava koşullarına ve çarpmaya dayanıklı raysız bir trene benzetilebilir. Bu teknoloji ile gökyüzüne yükselmeden de ses hızına yakın hızlarla seyahat mümkün olabilir.
Diğer ulaşım sistemlerinden çok daha hızlı olacak bu yeni sistem, seyahat süresini bir hayli kısaltacak. Örneğin Ankara’dan İstanbul’a (yaklaşık 450 km’lik mesafe) yarım saat gibi çok kısa bir sürede gidilebilecek. Ayrıca hız yuvarları, havalimanları gibi, şehirden uzak alanlara değil şehir merkezine yakın yerlere inşa edilebileceği için de ulaşımı çok kolaylaştıracağı ve hatta uzun mesafe seyahatlerde bile hava ulaşımının önüne geçeceği düşünülüyor.
Peki, hız yuvarı nasıl çalışıyor ve çok yüksek hızlara ulaşabiliyor?
Saatte yaklaşık 1.200 km hızla seyahat edebilmek için geliştirilen hız yuvarları için öncelikle yerin altına veya üzerine düşük hava basıncına sahip özel bir tüp inşa edilmesi lazım. Yolcuları taşıyan kapsülün bu özel tüp içerisinde çok yüksek hızla ilerleyebilmesi için de aerodinamik sürtünmenin azaltılması gerekiyor.
Aerodinamik sürtünme, kapsülün hareketine zıt yönde etki eden hava direnci kuvvetidir ve hızın karesiyle orantılı olarak artar. Bu sürtünme kuvvetini azaltmanın yolu ise kapsülün içinde hareket ettiği tüpteki hava basıncını düşürmekten geçer. Dolayısıyla çok yüksek hızlarla enerji sarfiyatını en aza indirerek yol almak için tüp içerisindeki hava basıncının mümkün olduğu kadar düşürülmesi gerekiyor.
Hız yuvarıyla, yüksek hızlı trenden yaklaşık üç kat daha hızlı seyahat edilebileceği için, Elon Musk hız yuvarı ile yolculuğu bir trende gerçekleşen türbülanssız bir uçak seyahati olarak tanımlıyor. Fakat sistemin tek avantajı hız değil. Hız yuvarlarının tamamen elektrikle çalışması ve çevre dostu bir sistem olması da planlanıyor. Tüpün üzerine yerleştirilecek güneş panelleriyle, hız yuvarının çalışması için gerekli enerjinin ve daha fazlasının üretilmesi düşünülüyor. Toplanan güneş enerjisinin fazlası pillerde depolanacak ve böylece güneş panellerinin üzerine yeterli miktarda ışık düşmediği zamanlarda -örneğin bulutlu havalarda veya gece vakti gerçekleşecek seyahatlerde- kullanılabilecek. Bu sayede sistemin, fosil enerji tüketimini ve dolayısıyla çevre kirliliğini azaltacağı öngörülüyor.
Peki kapsül, tüp içerisinde nasıl hareket edecek?
Hız yuvarı kapsüllerinin trenler gibi tekerlekleri yok. Kapsüller düşük hava basınçlı tüp içerisinde hava yastığı üzerinde ilerleyebilir. Böylece sürtünmeden kaynaklı enerji kaybı ortadan kaldırılmış olur. Ya da Maglev trenlerinde olduğu gibi, manyetik levitasyon (askılama) teknolojisiyle kapsüller ray üzerinde yükseltilebilir ve herhangi bir yere temas etmeden havada hareket edebilir. Maglev teknolojisinde kapsüller ve raya yerleştirilecek elektromıknatıslar, kapsülleri hem havada tutar hem de ileri doğru iter. Fakat bu teknoloji için gerekli malzemelerin çok maliyetli olmasından dolayı Tesla Motor şirketi bu yöntemin uygulanabilir olmadığını düşünüyor.
Hız yuvarlarında tüp boyunca çeşitli konumlara güneş panelleriyle desteklenen hızlandırıcılar inşa edilir. Bu hızlandırıcılardan kapsüllere momentum aktarımı ise kapsül üzerine yerleştirilen rotorlar aracılığıyla sağlanır. Kapsülün önünde bulunan elektrikli hava kompresörü ise kapsül önünde biriken havayı kapsülün yanlarına ve arkasına aktarır. Böylece kapsülün önündeki sürtünme azalır ve hava yastıklarına hava aktarılarak kapsülün havada asılı kalması sağlanır. Ayrıca Tesla Motor şirketi, uçaklarda olduğu gibi, kapsüllere de bir iniş takımı eklenebileceğini ve bu iniş takımlarının hem bir genel güvenlik sistemi olabileceğini hem de nispeten düşük hızlarda hareket kolaylığı sağlayabileceğini belirtiyor.
Hız yuvarlarının kullanılacağı ulaşım sistemleri için henüz bir standart belirlenmiş değil. Farklı şirketler hız yuvarı sisteminin hayata geçirilmesi üzerinde çalışıyor. Bunlardan biri olan Virgin Hyperloop şirketi, içinde yolcular bulunan bir kapsülle ilk hız yuvarı seyahatini 8 Kasım 2020’de Nevada Çölü’nde başarıyla gerçekleştirdi. Fakat projenin hâlâ geliştirilmesi, kontrol edilmesi ve test edilmesi gerekiyor. Elon Musk ve ekibi de geçtiğimiz senelerde hız yuvarı sisteminin geliştirilmesi için dünyanın her yerinden öğrencilerin katılabildiği SpaceX Hyperloop Pod Yarışması başlattı. Bu yarışmada sistemin geliştirilmesine yardımcı olabilecek birçok yeni fikir ortaya çıktı. Ayrıca ülkemizde gerçekleştirilen TEKNOFEST Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali yarışmalarına bu yıl "Hyperloop Geliştirme Yarışması" kategorisi de eklendi.
Hız yuvarı sistemi güvenli, ekonomik ve ultra hızlı bir toplu taşımacılığı sağlamayı hedefliyor. Bunun yanı sıra fosil yakıt tüketimini azaltıp, iklim ve çevrenin korunmasına katkı sağlayarak daha sürdürülebilir bir ulaşım sistemi sunuyor. Ayrıca hız yuvarı sistemi yaşam şeklimizi de değiştirebilir. Örneğin bu sayede insanların iş ya da eğitim için kalabalık şehirlere taşınmasının önüne geçilebilir ve mega şehirlerin aşırı derecede büyümesi önlenebilir.
Kara, hava, deniz ve raylı ulaşım sistemlerinin ardından beşinci bir ulaşım sistemi geliştirmek için çalışmalar yapılıyor. Yerde ses hızına yakın hızlarla seyahat edebilmeyi sağlayacak, hız yuvarı (hyperloop) olarak adlandırılan bu yeni nesil ulaşım sistemini gelin birlikte tanıyalım.
İlk defa SpaceX ve Tesla Motor şirketlerinin sahibi Elon Musk tarafından 2013 yılında tanıtılan hız yuvarı bizlere yeni bir ulaşım biçimi sunuyor. Hız yuvarları, basitçe hava koşullarına ve çarpmaya dayanıklı raysız bir trene benzetilebilir. Bu teknoloji ile gökyüzüne yükselmeden de ses hızına yakın hızlarla seyahat mümkün olabilir.
Diğer ulaşım sistemlerinden çok daha hızlı olacak bu yeni sistem, seyahat süresini bir hayli kısaltacak. Örneğin Ankara’dan İstanbul’a (yaklaşık 450 km’lik mesafe) yarım saat gibi çok kısa bir sürede gidilebilecek. Ayrıca hız yuvarları, havalimanları gibi, şehirden uzak alanlara değil şehir merkezine yakın yerlere inşa edilebileceği için de ulaşımı çok kolaylaştıracağı ve hatta uzun mesafe seyahatlerde bile hava ulaşımının önüne geçeceği düşünülüyor.
Peki, hız yuvarı nasıl çalışıyor ve çok yüksek hızlara ulaşabiliyor?
Saatte yaklaşık 1.200 km hızla seyahat edebilmek için geliştirilen hız yuvarları için öncelikle yerin altına veya üzerine düşük hava basıncına sahip özel bir tüp inşa edilmesi lazım. Yolcuları taşıyan kapsülün bu özel tüp içerisinde çok yüksek hızla ilerleyebilmesi için de aerodinamik sürtünmenin azaltılması gerekiyor.
Aerodinamik sürtünme, kapsülün hareketine zıt yönde etki eden hava direnci kuvvetidir ve hızın karesiyle orantılı olarak artar. Bu sürtünme kuvvetini azaltmanın yolu ise kapsülün içinde hareket ettiği tüpteki hava basıncını düşürmekten geçer. Dolayısıyla çok yüksek hızlarla enerji sarfiyatını en aza indirerek yol almak için tüp içerisindeki hava basıncının mümkün olduğu kadar düşürülmesi gerekiyor.
Hız yuvarıyla, yüksek hızlı trenden yaklaşık üç kat daha hızlı seyahat edilebileceği için, Elon Musk hız yuvarı ile yolculuğu bir trende gerçekleşen türbülanssız bir uçak seyahati olarak tanımlıyor. Fakat sistemin tek avantajı hız değil. Hız yuvarlarının tamamen elektrikle çalışması ve çevre dostu bir sistem olması da planlanıyor. Tüpün üzerine yerleştirilecek güneş panelleriyle, hız yuvarının çalışması için gerekli enerjinin ve daha fazlasının üretilmesi düşünülüyor. Toplanan güneş enerjisinin fazlası pillerde depolanacak ve böylece güneş panellerinin üzerine yeterli miktarda ışık düşmediği zamanlarda -örneğin bulutlu havalarda veya gece vakti gerçekleşecek seyahatlerde- kullanılabilecek. Bu sayede sistemin, fosil enerji tüketimini ve dolayısıyla çevre kirliliğini azaltacağı öngörülüyor.
Peki kapsül, tüp içerisinde nasıl hareket edecek?
Hız yuvarı kapsüllerinin trenler gibi tekerlekleri yok. Kapsüller düşük hava basınçlı tüp içerisinde hava yastığı üzerinde ilerleyebilir. Böylece sürtünmeden kaynaklı enerji kaybı ortadan kaldırılmış olur. Ya da Maglev trenlerinde olduğu gibi, manyetik levitasyon (askılama) teknolojisiyle kapsüller ray üzerinde yükseltilebilir ve herhangi bir yere temas etmeden havada hareket edebilir. Maglev teknolojisinde kapsüller ve raya yerleştirilecek elektromıknatıslar, kapsülleri hem havada tutar hem de ileri doğru iter. Fakat bu teknoloji için gerekli malzemelerin çok maliyetli olmasından dolayı Tesla Motor şirketi bu yöntemin uygulanabilir olmadığını düşünüyor.
Hız yuvarlarında tüp boyunca çeşitli konumlara güneş panelleriyle desteklenen hızlandırıcılar inşa edilir. Bu hızlandırıcılardan kapsüllere momentum aktarımı ise kapsül üzerine yerleştirilen rotorlar aracılığıyla sağlanır. Kapsülün önünde bulunan elektrikli hava kompresörü ise kapsül önünde biriken havayı kapsülün yanlarına ve arkasına aktarır. Böylece kapsülün önündeki sürtünme azalır ve hava yastıklarına hava aktarılarak kapsülün havada asılı kalması sağlanır. Ayrıca Tesla Motor şirketi, uçaklarda olduğu gibi, kapsüllere de bir iniş takımı eklenebileceğini ve bu iniş takımlarının hem bir genel güvenlik sistemi olabileceğini hem de nispeten düşük hızlarda hareket kolaylığı sağlayabileceğini belirtiyor.
Hız yuvarlarının kullanılacağı ulaşım sistemleri için henüz bir standart belirlenmiş değil. Farklı şirketler hız yuvarı sisteminin hayata geçirilmesi üzerinde çalışıyor. Bunlardan biri olan Virgin Hyperloop şirketi, içinde yolcular bulunan bir kapsülle ilk hız yuvarı seyahatini 8 Kasım 2020’de Nevada Çölü’nde başarıyla gerçekleştirdi. Fakat projenin hâlâ geliştirilmesi, kontrol edilmesi ve test edilmesi gerekiyor. Elon Musk ve ekibi de geçtiğimiz senelerde hız yuvarı sisteminin geliştirilmesi için dünyanın her yerinden öğrencilerin katılabildiği SpaceX Hyperloop Pod Yarışması başlattı. Bu yarışmada sistemin geliştirilmesine yardımcı olabilecek birçok yeni fikir ortaya çıktı. Ayrıca ülkemizde gerçekleştirilen TEKNOFEST Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali yarışmalarına bu yıl "Hyperloop Geliştirme Yarışması" kategorisi de eklendi.
Hız yuvarı sistemi güvenli, ekonomik ve ultra hızlı bir toplu taşımacılığı sağlamayı hedefliyor. Bunun yanı sıra fosil yakıt tüketimini azaltıp, iklim ve çevrenin korunmasına katkı sağlayarak daha sürdürülebilir bir ulaşım sistemi sunuyor. Ayrıca hız yuvarı sistemi yaşam şeklimizi de değiştirebilir. Örneğin bu sayede insanların iş ya da eğitim için kalabalık şehirlere taşınmasının önüne geçilebilir ve mega şehirlerin aşırı derecede büyümesi önlenebilir.
