众筹集资公司助力超级高铁梦:明年建试验轨道1/12
查看原图图集模式一旦这项技术研发成熟,超级列车(胶囊列车)完成从洛杉矶到旧金山381英里(613千米)的路程将只需要30分钟,这仅为乘坐飞机所花时间的一半。
我们在科幻小说中常常见到这样的场景:城市里布满了错综复杂的“管道”,在钻进位于这些管道中的车辆后,人们可以从某一地点飞速前往另一地点。
请想象一下,未来你乘坐这样的车辆,在半小时内从洛杉矶抵达旧金山。当你坐进没有发动机、与公交车尺寸差不多的车厢后,座椅能记忆你的娱乐设置,并自动调节。借助管道内近乎真空的环境,车厢将加速至时速760英里(约合1223公里)。你不会感觉到任何发动机噪音,而智能管道能测量车辆的速度和位置。车辆将会加压,从而使重力的影响最小化。整个旅程就像航空旅行一样舒适,而所有动力都来自太阳能。
乘坐这样的交通工具出行,你可能连喝饮料的时间都没有。
质疑中的前进
被视为现实版“钢铁侠”的
伊隆·马斯克于2013年8月12日在SpaceX网站上提出了这一概念。在当时题为《Hyperloop Alpha》的白皮书中,马斯克将超级高铁称作未来的“第五种交通出行方式”,作为现有4种交通方式,即飞机、火车、汽车和轮船的补充。当时,加州建设高铁项目的方案刺激了马斯克,他一直认为,加州的梦想代表了美国的未来。在了解方案中的高铁系统(“每公里成本最昂贵、行驶速度最慢的高铁”)后,马斯克发起了开源设计挑战。他设想了一种位于管道中的车辆,乘员28人,采用太阳能作为动力,行驶速度接近音速,单程票价仅需20美元,而建设成本估计为60亿美元。与加州的高铁方案相比,其成本只有1/10。
当时,外界对马斯克这一概念的反应既有兴奋,又有怀疑,也有直接的否定。一些人甚至认为,马斯克是出于商业目的去破坏加州的高铁项目。不过,马斯克在声明中表示,他没有计划自行开发商用版Hyperloop,同时将相关设计工作交给了参与挑战的学生、工程师和创业者。在随后两年时间里,马斯克在
Twitter上为开源的Hyperloop设计及开发摇旗呐喊。Hyperloop Transportation Technologies(HTT)和Hyperloop Technologies Inc(HTI)在开发商用Hyperloop车辆方面处于领先,而马斯克是这两家公司的密切合作伙伴。
加州大学洛杉矶分校(UCLA)Suprastudio团队设计的超级高铁体验,其中包括车舱设计和车站设计。
然而今年1月15日,马斯克宣布将建设Hyperloop测试管道,并于2016年夏季在加州Hawthorn的SpaceX总部举办挑战赛。这一消息引爆了整个行业。挑战赛的具体内容是什么?这就是开发能正常运行、尺寸约为实际一半的车辆。测试管道的参数于今年10月公布。到11月,来自162所大学和16个国家的318支团队提交了车辆设计。最终入围者将参加于2016年1月13日在德州农工大学举办的Hyperloop设计周末活动,而美国交通部长安东尼·福克斯(Anthony Foxx)将在此次活动中担任主题演讲嘉宾。
为何马斯克选择将这一无价的理念开源,同时又留下一扇门供自己介入?马斯克没有透露这样做的原因,但自发布《Hyperloop Alpha》以来,他的生活状态没有改变。他仍然很忙,除了担任SpaceX CEO兼首席技术官之外,还是
特斯拉CEO以及SolarCity董事长。以往,马斯克曾与自己提出的理念保持紧密联系。有传闻称,他将选择一家Hyperloop创业公司,为该公司背书并加入其董事会。不过,马斯克并不愿意被外界认为自己具有倾向性。
目前,马斯克似乎正在将他的发明带回家,看看这一概念有了什么样的新发展。在这一过程中,他将在美国有史以来规模最大免费科技产品的发展中扮演重要角色。不过,并不是所有对Hyperloop感兴趣的人士都已决定参加此次竞赛。与马斯克举办的竞赛相比,“Hyperloop运动”的规模更大。
HTT:即将商用的Hyperloop
在加州圣莫妮卡的会议室里,Grow Holdings的奎伊·海耶斯(Quey Hays)正在描绘关于Quay Valley的规划。Quay Valley是一座理想中的城市,海耶斯希望使其成为加州未来的样板。第一眼看来,这与加州其他富人区没有太大不同,其中包括购物中心、度假酒店、酒庄和SPA。不过,Quay Valley的不同之处在于,这里将全部采用太阳能,并确保极低的水资源消耗量。小镇中将建设2.6万栋互联的智能房屋,而公寓建设从一开始就将强调环保。海耶斯希望给这里的7.5万居民带来绿色的生活方式,打破批评者口中“不可能”的断言。
作为一名前发行商和电影行业高管,海耶斯表示:“过去多年,在环保设计和智能性方面出现了许多进步。而我们的理念是将所有这些发展集中于同一地点。”他关于Quey Valley的首次尝试被一起用水权诉讼和2008年金融危机挫败,但最新计划的选址已经确定,即介于洛杉矶和旧金山之间一片7200英亩(约合4.37万亩)的土地,动工时间预计将为2016年。当这一理念成为现实后,全世界都将会关注。这不仅是由于承诺的可持续性,Quay Valley还计划引入全球首条Hyperloop交通线。这条线路将由HTT建设,成本估计为1亿至1.5亿美元。
HTT CEO德科·阿尔伯恩(Dirk Ahlborn)并不认为,他需要在SpaceX的竞赛中做些什么。在马斯克公布《Hyperloop Alpha》的3个月之后,阿尔伯恩就创立了HTT。尽管他与马斯克保持着良好的关系,但他认为SpaceX的此次竞赛偏离了重点。他表示:“半尺寸车辆对我们来说没有任何用途,他们的参数对我们也没有意义。”目前,HTT专注于Quey Valley项目。“我们已经走过了原型产品阶段,并开发了私有的技术。”他表示,“我知道,你需要将这项工作描述成竞赛,但我并不认为这是一场竞赛。我们并不会与他们竞争。我们的竞争对手是其他交通出行方式。如果这是一场竞赛,那么很快就会结束。”
HTI测试超音速的设备,名为“Blade Runner”。
阿尔伯恩生于德国。通过在意大利创立的一家可替代能源公司,他发了一笔小财。随后他前往美国寻找新机会,但迅速耗尽了自己的财富。有段时间,他不得不为了生计而在饭馆打工,同时寻求新的创业概念。这段失败经历给他带来了经验和教训,而他也于2012年成立了在线创业孵化器JumpStart Fund。JumpStart Fund采用众包的科技中心模式。这样的模式也被HTT继承。HTT只有不到500名员工。最初这些员工每周至少工作10小时,但只能获得公司股份,这意味着他们还要从事别的工作来养家糊口。不过,HTT因此实现了快速发展。
在“Hyperloop运动”中,HTT给业内的印象是对未来充满了不确定感。不过,阿尔伯恩正在完成一系列引人注目的合作。2013年,HTT与工程软件开发商Ansys达成合作,后者负责了Hyperloop流体力学的模拟建模。2014年,HTT又与加州大学洛杉矶分校Suprastudio硕士生建筑设计项目合作,而后者主要负责HTT用户体验中“人的因素”,例如车厢、车站建筑,以及进站和购票流程。今年8月,HTT宣布与国际工程巨头Aecom和Oerlikon达成合作关系。这些公司提供了全球最初的真空技术。这也表明,HTT的计划已不仅限于Quay Valley。此外,HTT已开始在Quay Valley的所在地加州国王郡启动审批申请流程,这也将是Hyperloop项目首次获得审批。
Quey Valley中的Hyperloop被设计用于载人和载货,最大时速能达到300英里(约合482公里),远低于马斯克的梦想。不过,这一短距离交通线将证明Hyperloop在城市郊区的潜力,而这是新交通工具发展中必不可少的一步。与此同时,通过管道上的太阳能电池、支架上的风力电机,以及刹车过程中产生的动能,这一交通系统的发电量将超过耗电量。HTT计划将这些电力出售给电网,在发展公交系统的同时也建设一家能源公司。阿尔伯恩拒绝透露技术的具体细节,而Aecom和Oerlikon的人士表示,在达成合作协议之前,他们已评估过HTT的计划,目前他们将积极参与所有方面的开发。
尽管HTT和Quay Valley似乎将赢得关于Hyperloop的竞争,但海耶斯有着不同的看法。他表示:“为何市场上只能有一家Hyperloop公司?为什么不能多几家?”
HTI:已获得中铁的支持
外界常常会混淆HTT及其主要竞争对手HTI,这令阿尔伯恩感到遗憾。HTI的成立比HTT晚8个月。阿尔伯恩表示:“他们非常聪明,原本他们可以起一个不同的名字。”
阿尔伯恩对HTI的这两点看法都没有争议。HTI的创始人是Sherpa Ventures的谢尔文·皮谢瓦(Shervin Pishevar)。皮谢瓦是马斯克的好友,也是Uber的早期投资人之一。他的合作者、工程师布罗根·班布罗根(Brogan BanBrogan)此前曾供职于SpaceX,而目前则是HTI首席技术官。关于加入HTI的过程,班布罗根这样说:“我前往位于Napa的谢尔文办公室原本是要拒绝他,但他关于Hyperloop的计划,即水下Hyperloop,深深吸引了我。”HTI董事会的构成可以称得上“硅谷梦之队”,其中包括名声在外的大卫·萨克斯(David Sacks)、吉姆·梅西纳(Jim Messina)、皮特·戴曼迪斯(Peter Diamandis)、乔伊·朗斯戴尔(Joe Lonsdale),以及最近的艾米丽·怀特(Emily White)。后者是Snapchat前首席运营官。
HTI洛杉矶总部的机械臂和测试管道。
今年6月,皮谢瓦找到
思科前联席总裁罗博·洛依德(Rob Lloyd)担任CEO。洛依德在此前20年中一直从事万维网基础设施的开发,领导过全球2.5万人的工程团队。在未能成功上位思科CEO之后,洛依德选择从思科离职。他被认为是HTI CEO的合适人选,因为该公司的产品常常遭受质疑。洛依德曾被告知,没有人会在网上支付账单。当皮谢瓦向洛依德描述遍布美国和全世界的Hyperloop管道时,洛依德认为这一交通系统与互联网基础设施有类似之处。他表示:“随着信息流动速度的加快,一切都在变得更快。这种模式就像是移动一个比特的数据,但这样的数据是有形的。”
HTI正在融资8000万美元,用于下一轮扩张。皮谢瓦、洛依德和班布罗根常常会提到,目前Hyperloop正迎来“小鹰时刻”,即首辆车将在完整尺寸的管道中上线运行。HTI近期与洛杉矶至拉斯维加斯高铁项目的开发商中铁国际(美国)达成合作。中铁国际(美国)是中国铁路总公司与美国XpressWest成立的合资公司。届时,拉斯维加斯将迎来HTI的“小鹰时刻”。考虑到参与的开发商,这一交通系统未来也可能进军潜力巨大的中国市场。
如果HTT和HTI的Hyperloop均获得成功,那么海耶斯关于多家Hyperloop公司参与竞争的设想将成为现实,而美国人或许将看到“全国版”的纽约地铁系统。纽约地铁兴建于20世纪初,开发商是具有竞争关系的两家公司,并分别采用了不同的地铁车型。不过,如果一家公司的车辆无法进入另一家公司的管道,那么美国全国性Hyperloop网络或许并不容易实现,导致马斯克在《Hyperloop Alpha》中提出的梦想,即利用Hyperloop变革交通出行方式,成为泡影。不过,Hyperloop概念的提出只有两年时间。尽管关于马斯克是否会亲自参与这一项目存在许多猜测,但如果将马斯克排除在外,那么无疑也是错误的。
公众认知难题
SpaceX的竞赛规则显示,不得有任何人或动物搭乘测试车辆。在产品发展早期,这是标准的安全预防措施,但也反映了公众对Hyperloop的认知问题。即使“Hyperloop运动”有能力解决监管、土地使用和技术问题,但仍需要说服公众有意愿去乘坐这种交通工具。《Hyperloop Alpha》给出了车辆的假想图,其外观类似子弹,座椅有着半弯曲的角度。人们对这一交通工具还有其他担忧:如果管道破裂或刹车系统失灵,那么车辆将会变成真正的“子弹”,而管道就像是枪管。如果管道某处坍塌或堵塞,那么情况将更危险。因此,关于“第五种交通出行方式”的设想正遭遇阻碍。
HTI的超级高铁马达线圈模型。
在“Hyperloop运动”中,确保新技术的吸引力和用户体验很重要。HTT近期与加州大学洛杉矶分校的Suprastudio建筑项目合作。这一项目将企业合作伙伴与最优秀的建筑系学生和教师联系在一起。在SpaceX竞赛中,马斯克邀请了数百支团队,开发半尺寸的车辆。与此不同,阿尔伯恩的HTT向加州大学洛杉矶分校的25人团队提出了新的挑战:围绕当前尚未存在的核心技术,为Hyperloop的用户体验开发解决方案。挑战的重要部分是改变人们对于这一技术“不可能”的固有印象。Suprastudio团队的负责人克雷格·霍吉茨(Craig Hodgetts)表示,他们的目标是“改变人们对Hyperloop的情绪”。该团队另一名成员玛尔塔·诺瓦克(Marta Nowak)则提出了这样的说法:“我们希望将Hyperloop从无人愿意乘坐的交通工具变成无人愿意下车的交通工具。”
在讨论早期测试用例时,一名名为周亚云(Yayun Zhou,音)的学生提到,她在中国的祖母永远不可能乘坐这种运行速度接近音速的胶囊式车辆。霍吉茨要来了她祖母的照片,将照片贴在工作室墙上,并问到:“我们要如何才能让周亚云的祖母乘坐Hyperloop?”这位中国的老年女性给项目带来了灵感。
提供适合周亚云祖母的体验需要将城市规划、建筑、工程和商业营销结合在一起考虑。霍吉茨邀请了
迪士尼主题公园的传奇设计师拉里·格茨(Larry Gertz),以及在《星际迷航》和《创战纪》等电影中设计了标志性车辆和机器人的视觉未来学家希德·米德(Syd Mead)共同参与这一项目。Suprastudio的学生们建议,采取类似飞机机舱的做法给Hyperloop车辆加压,从而减小重力。而为了弥补车辆没有窗户的缺点,Hyperloop的车厢内将可以通过投影展示风景,例如森林、星空和草地。在这一项目结束时,阿尔伯恩邀请周亚云和她的几名同学加入HTT的团队。
安全性和可靠性
在Suprastudio团队为HTT解决用户体验问题的同时,伊利诺伊大学香槟分校正在开发尺寸只有1/24的Hyperloop模型。他们设计了磁感线圈及3D打印车辆。5月4日,这一车辆模型如预期中一样进入了轨道行驶。随后,这些学生拍摄了6秒钟视频,并上传至YouTube。
这段视频的上传时间恰逢SpaceX宣布启动Hyperloop竞赛。该校机械科学和工程系本科生项目负责人艾麦德·加西姆(Emad Jassim)表示:“我们的视频突然火爆起来。但实际上我们一直在从事这项工作。”
伊利诺伊大学的团队在SpaceX竞赛中有着明显的竞争优势。这已经是该团队的第4个Hyperloop设计项目,而首个项目启动于2013年秋季。Hyperloop甚至成为了该校机械科学和工程系的课程之一。团队的成员有着多种背景,包括航空工程、热动力学、机械工程、电子工程和软件等。此外,团队的两名成员曾是SpaceX的实习生,其中包括团队负责人扎克·李-里切森(Zak Lee-Richerson)。不过,团队的教师负责人、教授卡洛斯·潘塔诺-卢比诺(Carlos Pantano-Rubino)表示,最终测试车辆的成本尚未确定。对于制造全新设备来说,这是另一大障碍。不过,该项目的企业赞助商壳牌公司给予了大力的资金支持。
UCLA Suprastudio团队设计的车厢截面。
伊利诺伊大学团队分成了5个小组,4个小组专注于车辆设计的不同领域,而另一个小组专注于安全性和可靠性,并安排成员参与到其他4个小组的工作中。高级团队负责人杰克·哈塞尔廷(Jake Haseltine)指出,安全性团队的任务是预防“裂变性故障”。这样的故障会引发连锁反应,从而造成灾难性后果。那么,关于这一竞赛,哈塞尔廷最大的担忧是什么?他表示:“我们担心会有其他团队首先参赛,导致管道损坏。如果是这样,那么我们辛苦一年的工作将无法得到展示。因此我们希望首先参赛。”
HTI的悬浮装置,该装置可以帮助超级高铁以接近音速的速度行驶。
关于马斯克测试管道面临的挑战,“裂变性故障”是最佳形容词。竞赛指南显示,测试管道可以支持各种磁性轴承和空气轴承,使车辆离地几毫米。在参赛之前,所有车辆都没有机会进行测试。因此,故障很可能会发生。马斯克的管道具有智能性,可以与车辆的操作系统通信,同时比地铁轨道的通信更精确。然而,甚至极小的凹痕也会影响下一辆车的轴承。此次竞赛将向全世界展示多种多样的Hyperloop设计,而我们也很可能会看到,修理管道要花多少时间和成本。
从组织形式来说,SpaceX的Hyperloop挑战赛是传统工程竞赛。此前,许多工科学生也会参加一年一度的F1赛车竞赛,开发低排放的原型车并参与竞速。马斯克甚至表示,他希望未来可以有Hyperloop竞速赛。SpaceX竞赛网站上明确显示,该公司没有计划开发商用的Hyperloop,而接近SpaceX的消息人士表示,作为概念的提出者,马斯克乐意扮演Hyperloop布道师的角色。在竞赛结束后,SpaceX的测试管道将记录所有参赛车辆的数据,而这也正是智能管道设计的初衷。如果SpaceX改变计划,决定开发自主的系统,那么将会推出私有的管道,并采用多种类型的车辆。这将解决奎伊·海耶斯提出的两家Hyperloop公司设备互不兼容的问题。举办竞赛将使SpaceX在Hyperloop商用过程中处于更有利的地位。
随后,我们将更可能看见“第五种交通出行方式”的到来,硅谷颠覆当前的公交行业,以及某家创业公司获得马斯克的投资和支持。不过对马斯克来说,梦想更远大。在《Hyperloop Alpha》白皮书中,马斯克向美国提出了尖锐的问题:“你们是否真的希望花680亿美元,建设全球最慢的高铁?”在提出这一问题的同时,马斯克抛出了Hyperloop的概念。2016年,他或许将得到自己的答案。(维金)
编译自《华尔街日报》