ハイパーループとは?WIRED完全ガイド

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イーロン・マスクの熱狂的な夢であるチューブ内列車についてあなたが知りたいことすべて。

イラスト:ラジオ

イーロン・マスク氏が初めて提唱した、ハイパーループと呼ばれる理論上の輸送システムは、人や貨物を満載したポッドを鋼鉄製のチューブ内を長距離移動させるものです。磁気浮上と大型真空ポンプによって煩わしい摩擦と空気抵抗がなくなり、バスサイズの車両がマッハ1に近い速度で移動できるようになります。推進派によると、ハイパーループは単に速いだけではありません。人類が現在利用している飛行機、電車、車よりも安価で環境にも優しい可能性があるのです。

そして、多くの万能薬が約束されているように、実は表面上は至ってシンプルです。チューブやポッドの建設は容易なはずですが、ハイパーループを実現するには、優秀なエンジニア数名と少額の資金だけでは足りません。膨大な法的手続き、規制当局との交渉、そして膨大な政治的意思と国民の支持が必要となるでしょう。インフラ整備は容易ではないことはご承知の通りです。

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最初のハイパーループ

この騒動は2012年に始まった。テスラとスペースXのCEOであるイーロン・マスクが、飛行機の2倍の速度で完全に太陽光発電で動く新しい交通手段としてハイパーループを提案したのだ。当時、彼は技術的な詳細を一切明らかにしなかったが、2013年8月には、このシステムの仕組みに関する技術的考察を概説した57ページのホワイトペーパーを発表した。

ハイパーループの核心は、通常の車両の速度を低下させる2つの要因、つまり摩擦と空気抵抗を取り除くことです。摩擦をなくすには、磁気浮上列車のように、ポッドを線路上に浮かせます。マスク氏は当初、エアベアリング、つまりポッドの底にある小さな空気の噴流を使うことを提案しました。エアホッケーをイメージしてください、とマスク氏は言います。ただし、空気はテーブルではなくパックから出てきます。今日では、ほとんどのハイパーループ技術者は、代わりに受動磁気浮上を利用することを決めています。標準的な磁気浮上システムは電力を大量に消費し高価ですが、このシステムでは車両に永久磁石のアレイを使用します。これらの磁石が線路内の導電性アレイ上を動くと、電流を必要とせず、ポッドを押し上げる磁場が生成されます。補完的な磁気システム(2つの磁石が互いに押し合うようなものを想像してください)は、数マイルごとにポッドを押し上げます。摩擦と空気抵抗がほぼないため、常時推進システムは必要ありません。

空気抵抗に関しては、ここでチューブの出番です(チューブも未来を感じさせますが、それは本題ではありません)。チューブはポッドが移動する空間を囲むので、真空ポンプを使ってほぼすべての空気を吸い取ることができます。空気はほとんど残らないため、物理的には高度20万フィートにいるのと同じような状態になります。そのため、巡航中の飛行機のように、ハイパーループはポッドを押し通す物体が少ないため、速度を維持するために必要なエネルギーはごくわずかです。より少ない電力でより速く目的地に到着することで、より速く、より環境に優しく、そして(エネルギーコスト次第では)より安価になるかもしれません。

ハイパーループの仕組み

ここまで説明した後、マスク氏は、自分で作るには忙しすぎると述べた。テスラとスペースXの両方を経営しており、また別の業界を再構築する時間はない。だから、興味のある人は誰でも挑戦してほしいと呼びかけた。ハイパーループを実現させよう、と彼は言った。

そしてハイパーループが登場した。まあ、ハイパーループ産業は誕生した。マスク氏の論文がインターネットで公開されるとすぐに、エンジニアとベンチャーキャピタル(VC)の資金を集め、実際に課題解決に取り組む企業がいくつか現れた。ロサンゼルスに拠点を置くヴァージン・ハイパーループ・ワンは、VCからの強力な支援、数百人の従業員、潤沢な資金、そしてネバダ砂漠にテストコースを所有し、12月にはポッドを時速240マイル(約389キロ)で走らせた実績を誇り、当初から最も有力な候補と目されていた。

ハイパーループ・トランスポーテーション・テクノロジーズは、あまり組織化されていないアプローチを採用しています。同社のエンジニアのほぼ全員が、ボーイング、NASA、スペースXなどの他社で日中仕事をしています。彼らは余暇に、主にオンラインで、それぞれ異なるグループに分かれて協力し、人類とハイパーループの間に立ちはだかる工学的課題の解決に取り組んでいます。同社は中央ヨーロッパ、韓国、インドにネットワークを構築する計画です。同様に、rLoopというRedditを拠点とするコミュニティがあり、「ハイテクノロジーの分散化」というミッションのもと、様々な工学的課題を研究しています。

ああ、イーロン・マスクが再びゲームに参戦しました。ハイパーループの創始者である彼は、SpaceX本社で自作した短いチューブを使って、学生によるエンジニアリングコンテストを複数回開催することから始めました。そして昨年の夏、彼は自らハイパーループを建設したいと明言しました。彼の計画はまだ漠然としていますが、このチューブ状のシステムは、彼が別の新興ベンチャー企業であるボーリング・カンパニーで建設しようとしているトンネルと非常に相性が良いと考えています。

ハイパーループ構想の活発な歴史


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イーロン・マスク/ハイパーループ・アルファ

ハイパーループがもたらす革命の可能性を人類が初めて垣間見たのは、2013年の技術論文で、イーロン・マスクが発表したものでした。ハイパーループ関連企業が商業化に近づくにつれ、細部は変化してきましたが、基本原理、つまりほぼ真空のチューブ内でポッドを浮遊させるという点は変わりません。


ここにある様々な企業が主に同じ技術(受動磁気浮上、大型真空ポンプ)を追求している一方で、まだ歴史の浅いハイパーループ業界が分裂するのに時間はかからなかった。元スペースXのエンジニアであるブロガン・バンブローガン氏はハイパーループ・ワンの立ち上げに携わったが、同社、特に共同設立者のシェルビン・ピシェバー氏(複数の女性から性的違法行為を告発された後、2017年12月に休職)との奇妙で厳しい法廷闘争の最中、2016年8月に同社を去った。バンブローガン氏(彼の法的な名前)はその後、自身の会社であるArrivoを立ち上げたが、現在はハイパーループに着想を得たシステムと彼が呼ぶものに取り組んでいる。彼はチューブが高価すぎると判断して手放した。「金属チューブ内の低圧環境で2つの都市間を本当に速く移動したいのであれば、飛行機を使うだろう」と彼は言う。これは、「ハイパーループ」が発明ではなく、非常に高速で非常に楽しいものを生み出す巧妙な技術の組み合わせであるということを思い出させてくれる貴重なものです。

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ハイパーループの未来

しかし、本当にハイパーループを実現したいのであれば、建設しなければなりません。世の中には様々なレンダリングや約束があります。この分野の企業は、カリフォルニア、コロラド、東海岸、インド、スロベニア、ドバイ、アブダビにハイパーループを建設する計画を発表しています。Hyperloop Oneは、2020年に商用路線の運行開始を目指しています。

今後数年のうちに、真の疑問への答えが見えてくるでしょう。問題は「ハイパーループは実現可能か」ではなく、その技術的根拠は明らかです。バンブローガン氏が言うように、「物理法則の範囲内でありながら、楽しくなるほど難しい」のです。

テネシー大学ノックスビル校交通研究センター所長デビッド・クラーク氏が提起した本当の疑問は、「資本面、運営面、そして安全面から見て、競争できるのか?」だ。

クラーク氏が言いたいのは、ハイパーループが真に機能するためには、航空会社、鉄道(これは米国よりも海外で多く当てはまる)、そして自家用車といった既存の交通手段から、有料利用者を引き離すようなサービス、価格設定、そして安全性を提供しなければならないということだ。これらのシステムは完璧ではないかもしれないが、既に確立されたユーザーベースを持ち、多かれ少なかれ収益性があり、乗客と規制当局の満足を維持するのに十分な安全性を備えている。彼らは世界中の政府と連携する方法を熟知しており、運用に必要なインフラを構築する方法、つまり認証を取得し、資金調達を行い、整備する方法を熟知している。

そのため、最初のハイパーループシステムは、乗客が既に存在し、政治的なハードルが最小限に抑えられた、非常に特殊なユースケースをターゲットとする可能性が高くなります。空港と市街地や公共交通機関のハブを結んだり、港から内陸の配送センターに貨物を輸送したりすることで、トラックが既に混雑している地域にさらに集中する必要がなくなります。都市間を結ぶ長距離ルートを実際に実現しようとすると、はるかに困難になるでしょう。

ハイパーループが競争に勝つチャンスを得るには、まず何をどこに建設するかを規定する官僚的な規制をうまく乗り越える方法を見つけなければならない。これらの企業の経営者たちは、それは見た目ほど難しくはなく、すでにシステム建設に熱心な政府と協力していると主張している。物事を円滑にするため、ハイパーループワンは各都市が開催権を競うコンペを開催した。厄介な規制などの障害を取り除く意欲のある都市が目立ったのは間違いない。優勝したのはカナダ(トロント、オタワ、モントリオールを結ぶルート)、フロリダ(オーランドからマイアミ)、インド(ムンバイからチェンナイ)などだが、同社はまだ建設開始の具体的な計画を発表していない。そしてもちろん、地元住民の抗議、土地権の取得の難しさ、建設コストの増大といった状況下で、約束が果たされるかどうかはまだ分からない。

さらなるハードル:これらの企業は、チューブでの移動が安全であることをどのように証明するかを考え出す必要がある。小惑星がチューブを破裂させたり、地震で支柱の一つが倒壊したりしたらどうなるだろうか?ハイパーループのエンジニアたちは、ポッドは急激な空気抵抗に直面しても減速するだけで済むと述べているが、急激な減速はしばしば衝突と呼ばれる。また、ポッドが破裂したチューブの近くにあった場合、もしポッドが飛び出したらどうなるだろうか?規制当局は、ポッドが自動車のような衝突基準を満たすことを要求するだろうか?あるいは、全員が常にシートベルトを着用することを義務付けるだろうか?答えが何であれ、最初の実用システムは炭素系生命体ではなく、貨物を輸送するものになると予想される。

さらに疑問が湧いてくる。これらのポッドを超音速近くまで飛ばすにはどれだけのエネルギーが必要だろうか?再生可能エネルギーで実現できれば素晴らしいが、ポッドがどこにあっても、人々がいつでも好きな時に、すべてのポッドを動かすのに十分な太陽光発電で発電・蓄電できるだろうか?

そして、お金の問題もある。ヴァージン・ハイパーループ・ワンのCEO、ロブ・ロイドは、双方向の線路1マイルを建設するのに約1000万ドルかかると述べたが、これはカリフォルニア州が行き詰まっている高速鉄道システムに支払っている金額の3分の1にも満たない。マスク氏の当初の論文では、ロサンゼルスからサンフランシスコまでのハイパーループの建設費用は60億ドルと見積もられており、20ドルの乗車券で投資額を回収し、運営費を賄うことができるとされていた。もちろん、これは5年前のことで、関係する企業による設計の変更は考慮されていない。また、この論文は、費用(と時間)の見積もりを低く見積もることで悪名高い人物のものだ。真実を言えば、数百マイルに及ぶチューブをほぼ空気のない状態に保つ必要があるハイパーループの維持管理費用がいくらになるのか、全く見当がつかず、実用的なシステムに近づくまでは見当もつかないのだ。

ロサンゼルスとサンフランシスコを結ぶはずだった高速鉄道システムがどうなったのか、あるいは最初の数基が運行を開始した後、なぜ超高速磁気浮上鉄道の建設が中止されたのか、疑問に思ったことがあるなら、地方政治や維持費といった細かい問題が交通イノベーションを阻害する要因となっていることを知っておくべきです。そして、もしかしたら、それはそれほど深刻なことではないのかもしれません。鉄道、ハイパーループ、空港、ライトレールなど、これらは多額の費用がかかり、多くの人々の生活に影響を与える大きなものです。実際に行動に移す前に、自分が何をしているのかをしっかりと確認したいものです。

では、次は何が起こるのでしょうか?まずはもう少しエンジニアリングを進め、そして現実世界での実現です。ハイパーループが本当に世界を変えられるのか、あるいは少なくとも交通渋滞をいくらか解消できるのか、その時に初めて分かるでしょう。もし本当にハイパーループに乗りたいのに、輸送コンテナではない場合は、ドバイに移住した方が良いかもしれません。政治的なハードルを一掃し、法外なエネルギー料金を無視できる場所があるとすれば、それは「華やかだけど非現実的。さあ、やってみよう!」というモットーを持つこの街でしょう。

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もっと詳しく知る

  • ハイパーループの時代が到来した。まあ、大部分は。
    ハイパーループに似たものが初めて公開されたのは2016年5月。当時の名称はハイパーループ・ワンで、重さ1,500ポンドのアルミソリが時速300マイル(約480キロ)で線路を滑走し、砂山に突っ込んで停止した。このテストにはチューブさえ使われていなかったが、同社はこれを画期的な出来事、つまり自社の推進システムが機能することを初めて証明したものだと主張した。イーロン・マスクがチューブ状の輸送手段を初めて提案してから4年後、これは実現に必要な技術が整いつつあることの証左だった。

  • 学生たちが世界最速のハイパーループを建設――そこにイーロン・マスクが登場
    イーロン・マスクは、ハイパーループの実現にどうしても協力したいと決意すると、まずSpaceX社を利用して(主に)学生による一連のコンペを開催し、チューブ内を移動するポッドの設計と、その速度を競った。マスクは、長さ1マイル、直径6フィートの鋼管である試験管を提供した。2017年夏、ミュンヘン工科大学のWARRハイパーループチームが最終ラウンドで優勝し、時速192マイル(約310キロ)を記録した。その数日後、マスクは独自のテストを実施し、最高速度220マイル(約350キロ)を記録したことを明らかにした。そして今、彼は、確かにハイパーループを建設しようとしていると語っている。

  • ハイパーループ実現の鍵となる洗練された技術
    ポッドを浮上させ、チューブから空気を吸い出すという物理的な原理は理にかなっているものの、技術的な課題は依然として残っている。ハイパーループの競合企業であるハイパーループ・トランスポーテーション・テクノロジーズは、浮上機構に関するマスク氏の当初の提案(エアホッケー台を逆回転させるエアベアリングのような仕組み)を却下し、受動磁気浮上方式を採用した。

  • 都市がハイパーループを渇望するのは、その華やかさと口先だけの安易さのためだ。
    2017年春、アメリカの11地域の代表者がワシントンD.C.に集結し、共通の目標を掲げた。ハイパーループを国内に呼び戻す権利を獲得することだ。唯一の問題は、ハイパーループ・ワンが実現可能性を証明していないことだ。特に大規模かつ妥当なコストで実現できるかどうかは未知数だ。しかし、資金不足で交通渋滞に悩む都市にとって、ハイパーループの魅力的な魅力――より速く、より環境に優しく、より安価――は、容易には受け入れられない。

  • Brogan BamBrogan がハイパーループをコロラドに導入
    Brogan BamBrogan 氏は、ハイパーループにヒントを得たシステムと呼ぶものに取り組んでいます。チューブを使用しないシステムで、彼によるとチューブは高価で非実用的であり、少なくとも彼がカバーしたい比較的短い距離では大したメリットはないとのことです。

  • ハイパーループ建設競争は、退屈な旧式の電車や飛行機を一新する可能性を秘めている
    。期待は高まっているものの、ハイパーループが実際に実現しない、あるいは少なくとも一般的な移動手段になるほど普及しない可能性は高い。朗報なのは、この構想を現実のものにしようとしているエンジニアたちが、既存の交通手段をより良くする技術を生み出す可能性があるということだ。例えば、より高性能な磁気浮上式鉄道、未来的な飛行機の窓、より安全でスマートな自動車、そしてさらに安価な宇宙旅行などだ。

  • 自宅の裏庭で鉄道を革新する89歳の男性に会う
    。マックス・シュリエンガー氏はハイパーループにはあまり関心がない。89歳のエンジニアである彼には、移動を改善する独自の方法がある。19世紀の大気圧鉄道を現代風にアレンジしたシュリエンガー氏のベクターシステムは、小さなチューブ内の真空力を利用して一種の容器を動かす。容器は磁石で上部の線路上の車両と接続される。チューブ内の容器が動くと、列車も動く。シュリエンガー氏は北カリフォルニアの自宅(ブドウ園も兼ねている)にこのシステムの6分の1スケールの模型を製作したが、ハイパーループと同様に、実用化への道筋は不透明だ。

このガイドは 2018 年 1 月 31 日に最終更新されました。

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アレックス・デイヴィスはInsiderのシニアエディターであり、WIREDの交通部門で自動運転車と電気自動車の取材を専門としていた元編集者です。また、自動運転車の誕生と開発競争を描いた著書『Driven』の著者でもあります。…続きを読む

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