Supernopeat junat ovat tulevaisuutta kuljetuksessa, sekä pohdintaa siitä, miten ilmatyyny-tekniikkaa voidaan hyödyntää junissa
 |
| Japanilainen supernopea juna, jonka huippunopeus on 603 Km/h |
Rautatiet ovat loistava tapa kuljettaa tavaraa, mutta niiden rajoitteina on nimenomaan tuon kuljetusvälineen sitominen valmiiksi tehtyihin kiskoihin. Toki esimerkiksi Australiassa sekä Neuvostoliitossa on pohdittu mahdollisuutta valmistaa juna, jossa olisi valtavat kumipyörät alla. Tuolloin sen toiminta rajoittuu varmasti johonkin aavikolle, koska tuollaisen raiteetta kulkeva junan koko on valtava, joten se ei yksinkertaisesti mahdu muualle kuin jonnekin kauas aavikolle, koska tuon laitteen paino tuhoaisi tien pinnan.
Jos tuo kuvitteellinen juna varustetaan ilmatyynyillä, niin silloin se ei sitten myöskään tuhoaisi luontoa tai riko teitä. Tällainen superrekka on hyvin mielenkiintoinen väline, joka sopii hyvin johonkin elokuvaan. Mutta muuten tuo ajatus ei ole saanut oikein vastakaikua, koska se merkitsisi valtavan suuren liikennevälineen valmistamista, joka ei sitten mahtuisi kulkemaan yhtään missään.
Eikä sen toteuttaminen ole mitenkään mahdotonta. Tuolloin vain jokainen junanvaunu tai akseli pitää varustaa sähkömoottorilla. Ja tällaisessa junassa pitää olla tarpeeksi voimakas moottorijärjestelmä, mikä kykenee tuottamaan tuon laitteen tarvitseman sähkövirran. Tuo ongelma voidaan ratkaista käyttämällä useita voimayksiköitä, eli jokaisessa vaunussa voisi olla diesen, mikä tuottaa tarvittavan energian tuolle sähkömoottori järjestelmälle. Tuossa projektissa on kuitenkin paljon ongelmia, jotka liittyvät laitteen suureen kokoon, eli se vaatii erittäin suuren tilan pystyäkseen operoimaan.
Seuraavat projektiin liittyvät ongelmat ovat siinä, että jos tuo laite lähtee lapasesta, niin silloin tuho voi olla hyvin suuri, koska tuollaisen laitteen paino on todella korkea verrattuna tavallisiin rekkoihin, ja siksi tätä ohjelmaa ei toteutettu tuolloin aikanaan. Eli kyseessä on väline, joka tietenkin on hyvin mieltä kiehtova, ja ehkä joskus tulevaisuudessa sen toteuttaminen tulee ajankohtaiseksi. Tuollaista ilmatyynyn päällä liikkuvaa valtavaa ajoneuvoa voitaisiin hyödyntää ehkä Antarktiksella tai muilla arktisilla alueilla, joissa tarvitaan valtavasti tilaa, ja se voisi muodostaa esimerkiksi liikkuvan tutkimusaseman.
Kuitenkin on myös muita juniin liittyviä projekteja, jotka on kuopattu koska niiden toimivuutta ei voida varmistaa täydellisesti. Ja yksi niistä on supernopea juna, joka liikkuu tyhjiöputkessa magneettisen “gaussin radan” eli eräänlaisen hiukkaskiihdyttimen vauhdittamana. Gaussin rata on siis sarja magneetteja, joista jokainen on edellistä voimakkaampi, ja tuolloin magneetit imevät kappaletta pitkin putkea, kuten ne tekevät esimerkiksi CERN:in “Hadron”-kiihdyttimessä”. Näiden magneettien lämpiämistä sekä tehon hukkaa pienennetään jäähdyttämällä ne suprajohtavaan lämpötilaan, jolloin kappaleen värähtelystä johtuva sähkö-hävikki on mahdollisimman pieni.
Tuollaisen koejunan nopeus Japanissa on ollut 603 Km/h, ja uskoisin että esimerkiksi Venäjän johto on kiinnostunut tuollaisista supernopeista junista, joilla voidaan kuljettaa sekä ihmisiä että tavaraa samalla nopeudella kuin lentokoneilla. Tietenkin tuollainen juna voidaan varustaa ilmatyynyllä, joka nostaa sitä radan päälle leijumaan, mutta on on olemassa muitakin tapoja valmistaa supernopea juna, ja yksi niistä on junan leijuttaminen magneettien varassa eräänlaisessa jättimäisessä hiukkaskiihdyttimessä.
Tässä sitten ollaan puhuttu erilaisista supernopeista junista, joiden nopeus voi nousta jopa kymmenkertaiseen äänen nopeuteen. Nämä junat liikkuvat maan alle kaivetuissa putkimaisissa kätävissä, joissa ne liikkuvat magneettisten gaussin ratojen päällä, ja se että niiden runko ei sula tuossa valtavassa nopeudessa hoidetaan niin, että nämä putket imetään tyhjäksi ilmasta.
Tyhjiössä tuollaisten junien keula ei sitten kuumene, kun tuo väline kiitää tässä putkessa eteenpäin. Näiden junien toiminta perustuu siihen, että sen ympärillä olevassa putkessa on magneetteja, joiden avulla tuo väline saadaan leijumaan putken keskellä niin, että tuolloin hyödynnetään magneettien hylkivää ominaisuutta, eli tuolloin junassa sekä sitä ympäröivässä putkessa magneettien pohjois- tai etelänavat käännetään toisiaan vasten, jolloin ne alkavat hylkiä toisiaan.
Tuollaisen junan toiminta ei perustu siihen, että sitä imetään alipaineella, vaan esinettä siirretään eteenpäin eräänlaisessa valtavassa hiukkaskiihdyttimessä, ja tällöin ongelmana sitten on se, että tuollainen juna ei kokisi mitään vastusta liikkuessaan putkessa. Teoriassa sitten tuollainen juna voisi saavuttaa “kosmiseksi nopeusrajoitukseksi” kutsutun valon nopeuden. Niiden avulla voitaisiin esimerkiksi Euroopasta matkustaa Amerikkaan muutamassa minuutissa, jos näiden junien putket asennetaan Atlantin valtameren alle. Tällaista projektia kuitenkin varjostaa muutama ongelma, minkä takia sitä ehkä ei aivan lähivuosina toteuteta.
Näiden supernopeiden magneettijunien ongelmana on sitten tietenkin tuo valtava nopeus, ja jos ajatellaan käytännöllisesti tuon junan pysäyttämisestä, niin se kiihdytys ei mikään ongelma ole, vaan se muodostaa ongelman, että miten tuollainen vaikka Mach 10 eli kymmen kertaisella äänennopeudella liikkuva juna saadaan pysähtymään. Jos valvomo ei huomaa junan saapuvan asemalle, ja ajo menee vähän pitkäksi, on junan varastoima kineettinen energia todella suuri, jolloin tuo juna sitten räjäyttää koko aseman kappaleiksi. Samoin jos junaa leijuttavista magneeteista sitten katkeaa virta, on seurauksena erittäin vakava törmäys, jossa juna hajoaa täysin kappaleiksi.
Toisaalta jos tällaisen junan nopeuden hallinnasta sitten hiukan kirjoitetaan, niin silloin ongelmana on se, että sen nopeus voi kasvaa paljon suuremmaksi, kuin mitä on alun perin arvioitu, ja jos tuo kiihdytin kiihdyttää sen sisällä liikkuvan kappaleen vaikka 10 000 Km/h nopeuteen, niin silloin tietenkin tämän junan paikka ja nopeus voidaan tarkastaa, mutta noissa magneeteissa on sellainen ongelma, että jos ne on sijoitettu putken ympärille, niin ne voivat kiskaista myös muita esineitä liikkeeseen, ja koska kyseessä on “gaussin rata”, missä on oikeastaan magneettisarja, joista jokainen on edellistä voimakkaampi, niin silloin tuo laite voi toimia hyvin arvaamattomasti.
Näet oletteko koskaan ajatelleet tilannetta, missä joku asentaja pudottaa esimerkiksi jakoavaimen tuohon putkeen, ja se lähtee sitten seuraamaan tuota junaa, mistä varmasti seuraa sitten törmäys, jossa vapautuu valtavan paljon energiaa. Tuollainen juna voidaan joissain sci-fi-fantasioissa valmistaa sellaiseksi, että se kiertää koko maapallon, jolloin voidaan tehdä junamatka tulevaisuuteen, koska jos junan nopeus saadaan kohoamaan tasan valon nopeuteen, niin silloin aika junan sisällä pysähtyy.
Einsteinin suhteellisuusteorian mukainen ajan hidastumiseen perustuva aikakone on siis teoriassa täysin mahdollinen toteuttaa jopa nykyisin käytössä olevalla tekniikalla, eli siinä maailman ympäri rakennettaisi eräänlainen jättikokoinen hiukkaskiihdytin, jolla sitten tuota junaa voidaan liikuttaa sellaisella nopeudella, mikä ei onnistu CERN:issä. Tuolloin nimittäin ongelmia tulee tuon laitteen kehän kaarto kulmasta, jolloin isokokoisen esineen tai tuohon esineeseen kohdistuva keskipakovoima voi saada aikaan sen, että tuo esine sitten osuu putken seinään, jolloin vapautuva energia ylittää sen meteoriitin massan, joka tuhosi dinosaurukset eräänä kauniina päivänä Jura-kauden lopussa.
Comments
Post a Comment