گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
آینده مهندسی با طرحهایی رقم میخورد که زمانی غیرممکن بهنظر میرسیدند. در ادامه به معرفی پنج پروژه مهندسی جسورانه میپردازیم که در صورت اجرا میتوانند سبک زندگی بشر را متحول کنند.
آینده مهندسی در دست طرحهای معماری یا مفهومی است که زمانی فراتر از مرزهای امکان تصور میشدند و امروز بهعنوان چشماندازهای جدی فناوری مطرح هستند. در این مطلب با پنج پروژه مهندسی جسورانه آشنا میشوید که تحقق آنها میتواند شیوه تولید انرژی، شکلگیری شهرها و حتی تعامل انسان با محیط را دگرگون کند. هر یک از این ایدهها نمونهای از بلندپروازی بیسابقه مهندسان و تلاش آنها برای بازتعریف محدودیتهای بشر است. اگر چنین طرحهایی به مرحله ساخت میرسیدند، جهان کنونی ما چهرهای کاملاً متفاوت به خود میگرفت.
نگاهی به بلندپروازانهترین پروژههای مهندسی جسورانه تاریخ
اگر انسانها برای سفر به فضا بهجای ساخت راکتهای چندمرحلهای، موتورهای سوخت مایع و فضاپیماهای پیچیده، میتوانستند از یک آسانسور غولپیکر استفاده کنند که زمین را مستقیماً به ماه متصل میکرد، چقدر سفرهای فضایی سادهتر و در دسترستر میشدند؟ سازهای را تصور کنید که همچون نخِ نازکی در مقیاس کیهانی، از سطح زمین تا مدار ماه کشیده شده باشد و فضانوردان، محمولهها و تجهیزات علمی را بدون نیاز به انفجار مهیب راکتها، آرام و پیوسته به اعماق فضا منتقل کند.
یا به یک کشتی فکر کنید آنقدر عظیم که ظرفیت صد هزار انسان را در خود جای دهد؛ یک کلانشهر شناور که آسمانخراشها، بیمارستانها، مزارع عمودی، مراکز تفریحی و حتی محلههای مسکونی را بر عرشه خود جای داده و همچون شهری زنده روی آبها حرکت کند. حالا تونلی را زیر اقیانوس اطلس مجسم کنید؛ مسیری فوقسریع که در کمتر از ۵۴ دقیقه مسافران را از لندن به نیویورک میرساند، گویی مرزهای قارهها تنها چند ده کیلومتر دورتر از هم قرار گرفتهاند.
هرچند چنین ایدههایی در نگاه اول بیشتر به صحنههایی از فیلمهای علمیتخیلی شباهت دارند، اما واقعیت شگفتانگیز این است که برخی از زبدهترین مهندسان، مخترعان و نظریهپردازان بزرگ تاریخ دقیقاً به همین رؤیاهای بهظاهر دیوانهوار نگاه کرده و در فکر ساخت آن هستند. با ما همراه شوید تا شما را با 5 پروژه مهندسی جسورانه و بلندپروازانه آشنا کنیم که در طول تاریخ بهطور جدی مطرح و بررسی شدهاند.
آسانسور فضایی زمین به مدار
آسانسور فضایی احتمالاً فانتزیترین، عجیبترین و جاهطلبانهترین مگاپروژهای است که در این مطلب به آن میپردازیم. آغاز داستان این پروژه مهندسی جسورانه به سال ۱۸۹۵ بازمیگردد، زمانیکه کنستانتین تسیولکوفسکی، دانشمند روس و پدر پایهگذار کیهانپیماها با الهام از عظمت برج ایفل به ایدهای شگفتانگیز رسید: اگر بتوانیم سازهای بسازیم که نه فقط به ارتفاع چند صد متر، بلکه تا آسمان و ورای آن امتداد پیدا کند چه؟ تصور او این بود که با احداث برجی غولپیکر روی خط استوا، میتوانیم آن را تا ارتفاعی حدود ۳۶ کیلومتر بالا ببریم.
اما مانع بزرگ خیلی زود آشکار شد و هیچ مادهای روی زمین توان تحمل وزن چنین سازهای را نداشت. فولاد، بتن یا هر مادهای که در آن زمان میشناختیم، حتی نزدیک به کافی نبودند. با وجود این رویاپردازی درباره سازهای که زمین را مستقیماً به مرز فضا متصل کند هرگز کنار گذاشته نشد. در سال ۱۹۶۰، مهندس روسی یوری آرتساتانوف راهحل بسیار هوشمندانهتری پیشنهاد کرد. او گفت مشکل از ساخت یک برج نیست و مشکل از فکر کردن به سبک معماری معمولی است. به جای اینکه از سطحِ زمین سازهای غولپیکر را به آسمان بلند کنیم، بهتر است از فضا کابل را به سمت زمین پایین بیاوریم.
در این ایده یک سر کابل به ماهوارهای در مدار زمینثابت متصل میشود و سر دیگر آن روی نقطهای دقیق در خط استوا مهار میشود. آرتساتانوف حتی برای سنگینی و ناپایداری کابل هم چارهای اندیشیده که شامل نصب یک وزنه تعادلی در فاصلهای دورتر از مدار زمینثابت بود تا نیروی گریز از مرکز بتواند وزن کابل را در کشش نگه دارد و تعادل کامل سیستم برقرار بماند. همین ایده وزنه تعادلی در واقع راز اصلی پایداری کل آسانسور فضایی شد. نسخه مدرن این مفهوم بهصورت روبانی فوقطولانی و بسیار مقاوم معرفی میشود که از سطح استوا تا یک ایستگاه فضایی در مدار زمینثابت کشیده شده است.
سپس در ارتفاعی حدود ۱۴۴هزار کیلومتر، وزنه تعادل قرار میگیرد تا با نیروی گریز از مرکز روبان را کاملاً کشیده نگه دارد. در این سازه هیچ «آسانسوری» به معنای معمول وجود ندارد و بهجای آن، کپسولهای رباتیک هوشمندی طراحی میشود که مانند خودروهایی بر روی ریل، با سرعت ثابت روی کابل حرکت میکنند و محمولهها یا انسانها را بدون نیاز به سوخت موشکی به مدار میبرند. این طرح از منظر مهندسی، بهطرز غیرقابلباوری پیچیده است اما دلایل جدی وجود دارد که باعث شده دانشمندان هنوز از آن دست نکشند.
- عظیم ترین و گران قیمت ترین پروژه های جهان
- شگفتیهای معماری جهان در سال 2025 را بشناسید؛ جذابترین و جاهطلبانهترین سازهها
- امکان ساخت یک کره دایسون پایدار وجود دارد؛ پیشرفت عجیب با اسیر کردن کل انرژی یک ستاره
پرتاب موشکها هزینههای هنگفت دارد و به سوخت زیادی نیازمند است؛ سوختی که باید انرژی عظیمی تولید کند تا بتواند بر گرانش زمین غلبه کند. حتی پروژهی استارشیپ شرکت اسپیس ایکس که از سوخت قابلبازیافت و نسبتاً پاکتری مانند متان استفاده میکند، همچنان گازهای گلخانهای تولید میکند. اما این پروژه مهندسی جسورانه حداقل در تئوری، میتواند محمولهها و حتی انسانها را بدون مصرف سوخت یا ایجاد آلودگی به مدار منتقل کند. پژوهشگران میگویند اگر چنین سازهای ساخته شود، میتوان حتی کارخانهها، رصدخانهها و سکوهای ساخت سفینههای میانسیارهای را مستقیماً در مدار زمین بنا کرد.
با این حال، مانع اصلی همیشه مواد و متریال بوده است. روبان آسانسور باید تا ۲۰۰ برابر قویتر از فولاد باشد. فولاد، آلومینیوم و حتی تیتانیوم در برابر چنین تنشهایی بیارزش هستند. علاوه بر آن، چالشهای دیگری مانند سرمای بیرحم فضا میتواند روانسازها و مدارهای الکترونیکی را از کار بیندازد، یخزدگی میتواند روی روبان تجمع کند و برخورد با زبالههای فضایی میتواند کل سازه را از هم بدرد. اما با ظهور نانولولههای کربنی و گرافن و دیگر مواد فوقمقاوم، امیدها دوباره زنده شدند و پژوهشگران بار دیگر این پروژه را جدیتر بررسی کردند.
شرکت آمریکایی LiftPort طرح ساخت آسانسور فضایی نه روی زمین، بلکه روی ماه را ارائه داده است. طرح لیفتپورت این بود که یک ایستگاه در مدار ماه قرار گیرد و روبانی طولانی از آن تا سطح ماه کشیده شود. فضاپیماها میتوانند در این ایستگاه پهلو بگیرند و سپس انسانها و محمولهها با کپسولهای بالا-پایینرونده بین مدار و سطح ماه جابهجا شوند. لیفتپورت حتی قصد داشت این پروژه را تا سال ۲۰۲۰ عملی کند، اما هنوز هیچ مگاسازهای از این نوع ساخته نشده است. با همه اینها تأمین بودجه لازم، ریسکهای فنی عظیم و پیچیدگیهای مهندسی هنوز باعث شدهاند که سرنوشت این پروژه در ابهام باقی بماند.
کلانشهر شناور در خلیج توکیو
در میانههای قرن بیستم، جهان معماری وارد دورانی شد که میتوان آن را عصر شیفتگی به «اتوپیاهای دریایی» نامید. بسیاری از معماران برجسته رؤیای ساخت شهرهایی بر سطح آب را در سر میپروراندند تا آینده زندگی شهری را بازتعریف کنند. در ژاپن نیز گروهی از معماران پیشرو مشتاقانه به این موج پیوستند و مجموعهای از طرحهای جسورانه و مفهومی برای شهرهای شناور و سازههای دریایی ارائه دادند. در میان این تلاشها، یکی از برجستهترین و تأثیرگذارترین پروژهها که در میان 5 پروژه مهندسی جسورانه تاریخ قرار میگیرد بیشک حاصل ذهن خلاق کنزو تانگه، معمار افسانهای ژاپنی بود.
تانگه این پروژه را «خلیج توکیو ۱۹۶۰» نام گذاشت و آن را پاسخ بنیانی به بحرانهایی میدانست که توکیو آن روزگار با آن مواجه بود. در آن زمان، توکیو با دو چالش عظیم شامل انفجار جمعیتی خیرهکننده پس از جنگ و ترافیک فلجکننده خودروها مواجه شده بود. تانگه استدلال میکرد که توکیو دیگر نمیتواند با توسعه معمولی و گسترش افقی نجات پیدا کند. او باور داشت تنها راه حل، ایجاد ساختاری کاملاً جدید و خطی است که شهر، حملونقل، زندگی روزمره و فعالیتهای اقتصادی را در قالب یک ستون فقرات عظیم متحد کند و فضای تازهای برای رشد ایجاد نماید.
راهکار جاهطلبانه او امتداد دادن شهر به داخل خلیج توکیو و گسترش آن تا سواحل چیبا بود. نقشه تانگه مجموعهای شگفتانگیز از پلها و آزادراههای بههمپیوسته را شامل میشد که در مجموع ۱۸ کیلومتر روی سطح خلیج کشیده میشدند؛ شبکهای که مانند استخوانبندی یک موجود غولآسا عمل میکرد. در دو سوی این ستون فقرات سکوهایی قرار میگرفت که ساختمانهای بلندمرتبه روی آنها به صورت پلکانی بالا میرفتند. حتی پارکینگهایی شناور نیز در طرح گنجانده شده بود تا ترافیک شهر بهطور کامل مهار شود.
- این سازه کروی غولپیکر، قدم زدن روی سطح ماه را شبیهسازی میکند
- این پل 4 میلیارد دلاری میتواند آسیا و آفریقا را به هم متصل کند
- شکست جاهطلبیهای بن سلمان؛ تمام فولاد جهان هم برای ساخت پروژه لاین کافی نبود
این سیستم خطی پیچیده از حلقههای متعدد تشکیل میشد که در دل خود مجموعههای مدنی، اداری، تجاری و حتی بندرگاه را جای میدادند. آزادراهها مانند رگ و پیهای یک ارگانیسم زنده به مناطق مسکونی متصل میشدند؛ مناطقی که بر روی سکوهای بزرگ شناور در آب قرار میگرفتند و با پلها و خطوط سریعالسیر به مرکز متصل بودند. شاهراه اصلی این سازه بینهایت جسورانه طراحی شده بود و ۴۰ متر بالاتر از سطح توکیوی آن زمان قرار داشت و به دو مسیر حملونقل مجزا تقسیم میشد. حلقههای بیرونی برای حرکت سریع طراحی شده بودند و روی پلهای معلقی شبیه پل خلیج سانفرانسیسکو ساخته میشدند تا رفتوآمد خودروهای پرسرعت را ممکن سازند.
برآورد شده بود که هر شبانهروز حدود پنج میلیون نفر از این راهگذرهای طبقاتی عبور خواهند کرد که نشان از مقیاس شگفتانگیز رؤیای تانگه داشت. گرچه طرح خلیج توکیو ۱۹۶۰ بهسرعت به بحث اصلی جامعهی معماری جهان تبدیل شد، اما طبیعتاً پیچیدگی، هزینه نجومی و چالشهای فنی و اجتماعی ساخت آن باعث شد هیچگاه از مرز نظریه و طرح مفهومی فراتر نرود. بااینحال این پروژه مهندسی جسورانه دیدگاهی نو درباره یکپارچگی شهری و چگونگی گسترش کلانشهرها ارائه کرد.
مهمترین نتیجه مستقیم این اندیشهها، طراحی و ساخت «ورزشگاه ملی یویوگی» برای المپیک تابستانی ۱۹۶۴ توکیو بود که امروزه یکی از شاهکارهای معماری مدرن ژاپن بهشمار میرود و الهامگرفته از همان نگاه سیال، پویا و مهندسیِ آیندهمحور بود. بعدها بسیاری از آسمانخراشهای بزرگ در ژاپن و حتی در نقاط مختلف جهان نیز از مفاهیم پیشنهادی تانگه اثر پذیرفتند.
سد غولپیکر بر فراز دریای سرخ
دریای سرخ بهدلیل موقعیت جغرافیایی خود میان قاره آفریقا و شبهجزیره عربستان، یکی از شگفتانگیزترین پهنههای آبی جهان بهشمار میآید. دمای آب این دریا در بخشهای مختلف سال میتواند تا حدود ۳۰ درجه سانتیگراد بالا برود که آن را به یکی از گرمترین دریاهای جهان تبدیل کرده است. چنین دمایی باعث تبخیر شدید آب میشود و همین ویژگی، سالهاست ذهن بسیاری از دانشمندان را به خود مشغول کرده است.
در سال ۲۰۰۷، گروهی از پژوهشگران دانشگاه اوترخت هلند پیشنهادی ارائه دادند که از شدت جاهطلبی و غیرمنتظره بودن از مرزهای تخیل تجاوز میکرد و عنوان . آنها عنوان کردند که اگر دریای سرخ اینقدر سریع تبخیر میشود، چرا کل دریا را پشت یک سد عظیم محبوس نکنیم و از فرایند تبخیر برای تولید انرژی پاک برق بگیریم؟ بر اساس این پروژه مهندسی جسورانه و البته ساختگی، اگر دهانه ورودی دریای سرخ از طریق ایجاد سدی بزرگ مسدود شود و اتصالش با اقیانوس هند قطع گردد، حجم عظیمی از آب دریا شروع به تبخیر خواهد کرد. با پایین رفتن سطح آب، اختلاف ارتفاع میان سطح دریا و اقیانوس به وجود میآید و میتوان از ورود دوباره آب اقیانوس به حوضه دریای سرخ، برای چرخاندن توربینها و تولید برق استفاده کرد.
آنها این فناوری را “Heloh Hydroelectric Power” نامیدند که ترکیبی میان نیروی هیدرولیک و انرژی خورشیدی (بهواسطه تبخیر ناشی از گرما) بود. برای تحقق چنین طرحی، باید سدی با ابعادی واقعاً غیرقابلتصور ساخته میشد؛ دیواری بتنی و فولادی به ارتفاع حدود ۵۰ متر، عرض ۱ کیلومتر و طولی نزدیک به ۱۰۰ کیلومتر که از شمال یمن آغاز شود و تا مرز اریتره و جیبوتی امتداد یابد. برخی برای توضیح این پروژه، به تصاویر و روایتهای شکافتهشدن نیل توسط عصای موسی اشاره میکردند تا بزرگی و غرابت ابعادش را نشان دهند. اگر این سد ساخته میشد، بر اساس محاسبات محققان توان تولیدی آن به حدود ۵۰ گیگاوات میرسید که میتوانست روشنایی ۳۷ میلیون خانه را در سراسر منطقه و حتی فراتر از آن تأمین کند.
در نگاه اول، همهچیز نویدبخش بهنظر میرسید. اما بزودی مسئله اساسی سرعت پایین تبخیرِ کلانمقیاس پدیدار شد. گرچه دریای سرخ بهطور طبیعی سریع تبخیر میشود، اما پایین آوردن سطح آب در مقیاسی که توربینها بتوانند کار کنند، بسیار زمانبر است. بر اساس محاسبات دقیق حدود ۵۰ سال طول میکشید تا فقط یکسوم آب دریا تبخیر شود و ۳۰۰ سال لازم بود تا دو سوم حجم آب به آسمان برود. علاوه بر این، هزینه اجرای چنین ساختاری تقریباً افسانهای بود و ۲۲۰ میلیارد دلار آب میخورد.
اما موارد ذکر شده تنها مشکلات آغازین این پروژه مهندسی جسورانه بودند و وقتی پای پیامدهای محیطزیستی به میان آمد، موضوع شکل دیگری پیدا کرد. دریای سرخ یکی از غنیترین زیستبومهای دریایی جهان است. تبخیر گسترده و پیوسته آب باعث افزایش شدید شوری میشد تا جایی که این شوریِ چندبرابر شده میتوانست اکوسیستم دریا را عملاً نابود کند. هیچ موجود زندهای در برابر چنین تغییرات شدیدی تاب نمیآورد. پژوهشگران حتی هشدار دادند که این تخریب نهتنها غیرقابلترمیم، بلکه ممکن است یکی از بزرگترین فجایع زیستمحیطی تاریخ بشریت باشد. پیامدهای جهانی نیز کمخطر نبودند و اگر ۴۵۰ هزار کیلومترمربع از سطح دریا (معادل مساحت دریای سرخ) تخلیه میشد، آب گمشده باید از بالا آمدن سطح دیگر دریاهای جهان جبران میگردید.
طبق محاسبات در ۵۰ سال نخست سطح آب جهانی حدود ۱۲ سانتیمتر بالا میرفت و در حدود ۳۰۰ سال آینده این افزایش به ۳۰ سانتیمتر میرسید. برای درک بهتر این ارقام کافی است بدانیم که از دهه ۱۸۸۰ تا امروز سطح جهانی دریاها تنها حدود ۲۳ سانتیمتر بالا آمده است. یعنی اثر سد دریای سرخ میتوانست از تأثیر تمام تغییرات اقلیمی ثبتشده در یک قرن و نیم گذشته نیز بیشتر باشد. همچنین دریای سرخ یکی از مهمترین مسیرهای کشتیرانی جهان است و بخش بزرگی از تجارت میان اروپا و آسیا از همین مسیر انجام میشود. مسدود شدن دهانه آن یا کاهش شدید سطح آب میتوانست ساختار حملونقل جهانی را مختل کند و پیامدهایی فراتر از خاورمیانه داشته باشد.
ابرکشتی آزادی با ظرفیت عظیم
تصور کنید خانه شما نه در دل یک شهر پررفتوآمد یا کنار ساحل، بلکه روی عرشه یک کشتی تفریحی عظیمالجثه باشد که نهفقط وسیله حملونقل، بلکه خودش تمام یک شهر کامل است. شهری شناور با خیابانها، میدانها، فروشگاهها، پارکها و مراکز درمانی با مدارس، دانشگاه، کتابخانه، ورزشگاه، موزه و هرآنچه در یک کلانشهر معمولی انتظار دارید. چنین تصویری هسته ایده «کشتی آزادی» یا Freedom Ship است؛ پروژهای که مهندس آمریکایی نورمن نیکسون در اواخر دهه ۱۹۹۰ مطرح کرد و از همان ابتدا با جاهطلبی بیسابقه توجه بسیاری را جلب نمود و عنوان خاصترین پروژه مهندسی جسورانه را از آن خود کرد.
نیکسون رؤیای ساخت سازهای شناور را در سر داشت که نه در حد یک کشتی تفریحی لوکس، بلکه در مقیاس یک شهر مستقل طراحی شود. بر اساس طرح او، کشتی آزادی قرار بود چیزی حدود ۱٫۴ کیلومتر طول داشته باشد؛ تقریباً چهار برابر طول کشتی مشهور Icon of the Seas که امروز بهعنوان بزرگترین کشتی تفریحی جهان شناخته میشود. این سازه شناور ۲۵ طبقه داشت و در نگاه طراحانش، زیستگاهی فرهنگی، اقتصادی و اجتماعی برای مردم از ملیتهای گوناگون بود که هر سه سال یکبار بهصورت یکنواخت دور زمین میچرخد و بدون توقف قارهها و سواحل مختلف را پشت سر میگذارد.
این پروژه مهندسی جسورانه هم بخشهای مسکونی و تجاری داشت، هم فضاهای اداری، هم بیمارستان و مدارس و دانشگاه، و حتی فرودگاهی اختصاصی که روی عرشهی فوقانی کشتی ساخته میشد. نیکسون ادعا میکرد که این فرودگاه به ساکنان امکان خواهد داد بدون نیاز به توقف در بندرها، مستقیماً به هر نقطهای از جهان نقل مکان کنند. علاوه بر این، طراحان حتی شبکهای از خطوط مترو را برای تردد در طول کشتی پیشبینی کرده بودند. این سازه قرار بود میزبان حدود ۴۰ هزار ساکن دائمی باشد؛ افرادی که با پرداخت مبالغ بسیار بالا برای واحدهای مسکونی، در واقع عضوی از جامعهای جهانی میشدند و از تمام امکانات رفاهی یک کلانشهر برخوردار بودند.
- 8 شاهکار باستانی که علم هنوز از توضیح آنها عاجز است
- جزیره برابوس در ابوظبی؛ زندگی مجلل به سبک یک خودروساز لوکس
- عربستان با دو آسمان خراش جدید رکورد بلندترین برج های جهان را از برج خلیفه میگیرد
برای خانوادهها، دبستانها، دبیرستانها و حتی دانشگاه پیشبینی شده بود؛ برای علاقهمندان به هوانوردی، یک آموزشگاه خلبانی و برای کسانی که ساکن دائمی نبودند اما میخواستند در این محیط درس بخوانند، خوابگاهها و آموزشگاههای شبانهروزی طراحی شده بود. کشتی آزادی قرار نبود فقط محل زندگی باشد؛ تصور میشد به یک اکوسیستم کامل فرهنگی، علمی و اقتصادی تبدیل شود. اما پرسش اصلی این بود که چنین سازهای چگونه میتواند بر سطح دریا شناور بماند و در برابر امواج، بادهای شدید و توفانهای اقیانوسی مقاومت کند؟
شرکت بینالمللی The Freedom Ship ادعا میکرد راهحل مشخصی دارد: ساخت بدنهای کاملاً پهن و صاف که مانند یک سکوی عظیم عمل میکند. این پایه از مجموعهای از محفظههای فولادی بزرگ تشکیل میشد؛ محفظههایی بسته که داخلشان پر از هوا بود. هر محفظه همانند یک بلوک مستقل و ضدآب عمل میکرد و کل مجموعه در کنار هم ساختاری میساخت که در برابر فشار آب و ضربه امواج بسیار پایدار باشد. این ایده شبیه قرار دادن تعداد زیادی بارج بهصورت متصل به هم بود؛ مجموعهای از شناورهای پهن که تبدیل به سکویی واحد شده و شهر روی این سکو ساخته میشد.
شرکت اعلام کرده بود که فرآیند ساخت این پروژه مهندسی جسورانه از سال آینده در آسیا آغاز خواهد شد، اما با وجود گذشت سالها، چیزی بیش از چند نقشه، رندر سهبعدی و چند بیانیه رسمی ارائه نشده است. مهمترین پرسش یعنی اینکه چه سرمایهگذارانی حاضرند چنین پروژهای را تأمین مالی کنند نیز هنوز بیپاسخ مانده. هزینه ساخت چنین سازهای نجومی خواهد بود و هیچکس نمیداند آیا بازار املاک واقعاً پذیرای خرید واحدهای مسکونی در یک شهرِ همیشه در حال حرکت خواهد بود یا نه. از سوی دیگر دو سوم مردم جهان دچار دریازدگی میشوند؛ و این امر احتمالاً فروش خانههای کشتی آزادی را دشوارتر از هر پروژه لوکس دیگری در دنیا میکند.
تونل فوقسریع فراآتلانتیک
در میان تمام طرحهای شگفتانگیزی که بشر تاکنون تصور کرده، شاید هیچکدام به اندازه ایده ساخت تونلی میان لندن و نیویورک غیرمعمول و خیالانگیز نباشد؛ تونلی که اگر وجود داشت، سفر میان قاره اروپا و آمریکا را در تنها ۵۴ دقیقه ممکن میکرد. جرقه نخست این پروژه مهندسی جسورانه بیش از یک قرن پیش زده شد. در سال ۱۹۱۳، نویسنده آلمانی برنهارد کلرمن رمانی منتشر کرد که در آن مهندسی رؤیاپرداز تونلی در کف اقیانوس اطلس حفر میکند تا دو سوی جهان را به هم پیوند دهد. این داستان نهتنها الهامبخش چهار فیلم سینمایی شد، بلکه همچنان ذهن مهندسان و آیندهپژوهان را درگیر نگه داشته است.
اگر این طرح روزی به مرحله اجرا برسد، با یکی از عظیمترین پروژههای مهندسی تاریخ بشر روبهرو خواهیم بود. فاصله میان لندن و نیویورک حدود ۵۵۰۰ کیلومتر است؛ یعنی تقریباً برابر با ارتفاع جغرافیایی کشور چین از شمالیترین تا جنوبیترین نقطهاش. ساخت تونلی با چنین طولی، طبق برآوردهای امروزی بیش از یک قرن زمان میبرد و نیازمند نیروی کار و منابعی در مقیاسی فراتر از هر پروژه عمرانی شناختهشده خواهد بود.
برای درک دشواری موضوع کافی است بدانیم که عمق متوسط اقیانوس اطلس ۳٫۳ کیلومتر است؛ درحالیکه عمیقترین تونل زیردریایی کنونی دنیا، تونل ریلکا در نروژ، تنها ۲۹۳ متر زیر سطح آب قرار دارد. یعنی تونل فراآتلانتیک باید در اعماقی ساخته شود که تا امروز هیچ سازه انسانی حتی نزدیک آن هم نشده است. مهندسان تصور میکنند این پروژه مهندسی جسورانه تنها با ساخت مقطعبهمقطع ممکن خواهد بود. کل پروژه به چیزی در حدود یک میلیارد تن فولاد نیاز دارد که برابر با بیش از نیمی از کل تولید سالانه فولاد خام جهان است. در عمل باید بیش از ۵۰ هزار قطعه عظیم فلزی تولید شود؛ بخشهایی که هرکدام هزاران تن وزن دارند و باید بهدقت در کف اقیانوس کنار یکدیگر چیده شوند تا لولهای واحد و پیوسته شکل بگیرد.
این سازه باید فشار خارقالعادهی اعماق دریا را تحمل کند؛ فشاری که دانشمندان آن را معادل قرار گرفتن ۱۷۴۷ هواپیما روی هر ۹۰۰ سانتیمتر مربع از دیوارهی تونل توصیف کردهاند. هزینه این پروژه نیز بیش از ۲۰ تریلیون دلار برآورد شده که حتی از دارایی خالص کل کشور بریتانیا نیز فراتر میرود. با وجود چنین چالشهایی، جذابیت این ایده هنوز از بین نرفته و به همین دلیل طرحهای متفاوتی برای اجرای آن پیشنهاد میشود. یکی از ایدهها، ساخت تونل روی بستر دریا یا دفنشده در زیر آن است. اما این مسیر با رشتهکوه میانی آتلانتیک مواجه میشود.
این منطقه نهتنها بهشدت ناپایدار است، بلکه سومین ناحیهی زلزلهخیز جهان بهشمار میرود. حتی اگر مسیر تونل تغییر داده شود تا از قلب این زنجیره عبور نکند، باز هم خطرات لرزهای و آتشفشانی قابل چشمپوشی نیستند. برای دور زدن این مشکل، برخی مهندسان احداث تونل شناور را پیشنهاد دادهاند که بهجای قرار گرفتن در اعماق، در حدود ۴۹ متر پایینتر از سطح آب معلق نگه داشته میشود. این تونل مانند یک زیردریایی عظیم با استفاده از مخازن بالاست و تنظیم فشار، در حالت تعادل شناور باقی میماند. هزاران کابل محکم از دو سمت این لولهی طولانی را سر جای خود ثابت میکنند.
مزیت اصلی این روش، دور ماندن از فشار خردکننده اعماق و همچنین جلوگیری از برخورد کشتیها و تأثیر طوفانهای سطحی است. اما اگر هدف رسیدن به زمان سفر ۵۴ دقیقهای باشد، هیچ قطاری در هوا یا زمین چنین سرعتی را ارائه نمیدهد. تنها روش ممکن استفاده از فناوری قطارهای لوله خلأ است. در این سیستم مفهومی، واگنها با استفاده از نیروی شناوری مغناطیسی مشابه قطارهای مگلو شانگهای، درون تونلی تقریباً بدون هوا حرکت میکنند. نبود مقاومت هوا امکان دستیابی به سرعتهایی فراصوتی تا ۸۰۰۰ کیلومتر بر ساعت را فراهم میکند که بیشتر شبیه سرعت یک فضاپیماست تا قطار. برای رسیدن به چنین سرعتی، قطار باید در طول ۱۲۰۰ کیلومتر نخست بهتدریج شتاب بگیرد؛ فرایندی حدود ۱۸ دقیقه که در محفظههای قفلهوا انجام میشود.
صندلی مسافران باید قابلیت چرخش و هماهنگسازی با جهت شتاب را داشته باشد تا فشار گرانشی بر بدن قابل تحمل باشد. فشار هوای داخل هر واگن هم باید بهطور مستقل تنظیم شود تا مسافران احساس ناراحتی نکنند. قطار پس از رسیدن به سرعت نهایی، وارد فاز حرکت صاف و مستقیم میشود و سپس در ۱۸ دقیقه پایانی بهآرامی از سرعتش کاسته میشود. در نهایت، اگر روزی چنین فناوری و چنین تونلی واقعاً ساخته شود، فاصله لندن تا نیویورک در زمانی کمتر از مدت یک برنامه تلویزیونی طی خواهد شد. اما با واقعبینی باید گفت که این پروژه احتمالاً برای دههها یا شاید برای همیشه در حد رؤیا، داستان علمیتخیلی و طرحهای مفهومی باقی میماند.