【為什麼我們要挑選這篇文章】馬斯克在 2012 年提出超級高鐵，理論平均時速可達 960 公里，然而卻有技術與安全性的問題。有位中學生在科學競賽中提出超級高鐵的改良方案，雖然速度變慢，但還是一般火車的兩倍（時速約 200 到 300 公里），安全性與技術可行性卻提升不少。
那個改良高鐵是什麼神物？（責任編輯：郭家宏）
2012 年，伊隆．馬斯克（Elon Musk）提出了「超級高鐵」（Hyperloop）的概念，其原理是利用磁懸浮，讓列車在幾乎真空的管道中前進，每車可搭乘 28 人，以每小時 600 英里（約時速 960 公里）的速度飛馳著穿越國家，甚至跨越大陸。
然而到目前該項目仍在研製階段，並且安全性和清潔性上一直飽受爭議。
最近，一位 13 歲的中學生卻設計了一種更加安全、環保並且成本更低的超級高鐵方案，或許能夠為「超級高鐵」提供一種新的思路。她在 Elon Musk 想法的基礎上進行了改良，希望透過真空管整體移動現有的火車。
這一創意剛剛在美國舉辦的 3M 青年科學家挑戰中贏得了年度第二名。
透過火車旁的磁浮管道，中學生讓「超級高鐵」更安全且可行
Caroline Crouchley 的方案是在現有的火車軌道旁建設磁浮管道，管道中被磁力驅動的穿梭機，將透過磁臂帶動現有軌道上的列車行進。
Crouchley 說，這個系統可以利用現有的鐵軌和列車，從而降低基礎設施的成本，並且還能消除乘客在真空中行駛存在的安全風險，這樣的設計還不需要使用柴油發動機，使列車更加環保。
在超級高鐵中，乘客將乘坐在接近真空的低壓管內的懸浮車廂內，車廂每小時可行駛 600 英里以上。據海外科技媒體 Fast Company 報導，Crouchley 的概念並沒有超級高鐵那麼快，但理論上它的運行速度仍是標準列車的兩倍以上。
Crouchley 稱，應該將真空管道放置在現有列車旁邊，而不是將乘客放進管道中承擔真空管坍方的危險，管內的磁性梭子內嵌有稀土磁鐵，與火車相連並向前推動，該系統可以利用可再生電能運行。
Crouchley 還希望透過她的清潔超級高鐵方案，輔助解決交通運輸帶來的氣候危機。Crouchley 告訴記者：「我想做這樣的研究，是因為如果我們能提高火車的效率，那麼我們就可以減少公路上汽車、卡車和公車的數量。」
Crouchley 還表示，她的靈感來源於現實生活。Crouchley 來自紐約州的花園城，在她生活的地方，火車是主要的交通工具，她也經常和家人一起搭火車到紐約旅行。
Crouchley 說：「當我了解馬斯克（Elon Musk）和超級高鐵時，就被它吸引了，因為我喜歡快速的東西，但我也覺得這對乘客來說非常危險。」Crouchley 一直對火車技術很感興趣。儘管一些專家說超級高鐵的概念「完全不切實際」，認為這種技術永遠不會商業化，Crouchley 仍希望它能夠向前發展。
她將自己的設計視為可以更早實現的中間步驟。「（超級高鐵）需要的是循序漸進的步驟。我認為我的方案，能夠更實際的從現況飛躍到目標。我提出的設計提供了高速火車旅行，該火車可以更快地開發並且成本更低。使用現有的通行權更有意義。我是 Hyperloop 的大力支持者，但我現在將我的方案視為一個更可行的機會。」
得知她的想法後，她的科學老師鼓勵她參加青年科學家挑戰賽，美國的中學生透過提交一個影片參加這個挑戰賽，在影片中闡述自己對於一個日常問題的巧妙解決方案。
Crouchley 參賽影片傳送門
「有了靈感後，我對自己的設計、 Hyperloop 和 Maglev 進行了大量研究。 我把我的設計寫在紙上，然後把它輸入 Autodesk Inventor（一個 3D 設計的電腦程式）。」
Crouchley 指出，磁浮列車是一種非常高效但昂貴的列車設計，同時，她得出結論，更傳統的 Hyperloops 形式也有它們的缺陷。
Crouchley說：「超級高鐵非常危險。」「我的設計可以比現有的列車技術更便宜、更高效。 它也比 Hyperloop 更安全。我的設計可以 100% 依賴可再生能源，因此不再需要柴油發動機或電動馬達，這使得火車更輕，所以它可以移動得更快。」
獲獎之後，Crouchley 收到了母校在 Twitter 上的點名表揚。
Congratulations to GCMS eight-grader Caroline Crouchley for winning 2nd place in the 3M Young Scientist Challenge, one of the nation’s most prestigious competitions! Caroline was recently featured on CBS This Morning https://t.co/d0ih23YUcY pic.twitter.com/3HlPwpJMAU
— Garden City SD (@GCUFSD) November 1, 2019
馬斯克 2012 年提出 Hyperloop 概念，理論最高時速可達 1,220 公里
Hyperloop 的概念自 2012 年被 Elon Musk 提出以來，一直備受爭議。
Hyperloop 又稱超級高鐵，是一種高速運輸系統概念的總稱，目前正在研發階段。Hyperloop 預定在美國建造，由於北加州高速鐵路的工程緩慢。這套系統的運輸艙運行於減壓，接近真空的管路中，以太陽能供應的電磁浮原理軌道中行駛，運輸艙則使用線性感應馬達和空氣壓縮機推進。
Hyperloop 的初步概念設計由 Tesla 及 SpaceX 二公司的工程師共同完成，而其設計文件最初是發佈在 Tesla and SpaceX 的技術 blog 上，並最終在 2013 年 8 月向大眾公開，此版本的 Hyperloop 被稱之為 Hyperloop alpha，其中記載了僅供載客的版本，造價為 60 億美元（約新台幣 1860 億元），而能同時提供載客和車輛運輸的版本造價則為 75 億美元（約新台幣 2325 億元），也就是說，它只有高速鐵路的十分之一。
多位運輸工程師在 2013 年對規劃中的加州路線預算提出質疑，評估建設的規模和科技的不確定風險後，質疑者認為預算總金額過低且不切實際。Hyperloop 在技術和經濟上的可行性並未有前例可實證，且仍有許多爭論。
初期設計文件中規劃了一條概念路線，以洛杉磯區域為起點，開往舊金山灣區，大部分的路線與 5 號州際公路平行。初步分析顯示，此路線旅程的總運行時間為 35 分鐘，路線總長 354 英里（570 公里），列車平均時速為 598 英里（時速 962 公里），最高時速則為 760 英里（時速 1,220 公里）。
2015 年 10 月下旬，Hyperloop 運輸科技正式宣佈，在 2016 年初開始第一階段的工程，在舊金山至洛杉磯間的中段位置，加州金斯郡境內建造一段耗資 60 億美元、可運行的正式軌道。
儘管困難重重，但是不少大公司願意為這一科幻概念買單：杜拜已經在沙漠中豎立起了超級高鐵「試管」，歐洲也在積極嘗試相關工程。
有消息稱，維珍超級高鐵一號（Virgin Hyperloop One）和杜拜供應鏈公司 DP World 已獲印度州政府批准推進超級高鐵建設，這進一步引起了爭論。
擁護者稱，這項技術比航空業更具可持續性，並且比高速鐵路要快得多，但是 Hyperloop 真的是一種可行的未來交通方式嗎？
或者說，我們真的能夠在不久的將來，搭乘這種只在科幻電影中出現的超高速管道列車嗎？
超級高鐵的概念，在 19 世紀初期就已經有了
儘管充滿了未來主義色彩，但超級高鐵的概念早已有之。
「在技術上，這不是一個新概念，因為真空運輸的概念已經存在了一段時間，」在倫敦工作的顧問公司 Mott MacDonald 的全球鐵路和運輸負責人 Chris Dulake 解釋。
他指出 Isambard Kingdom Brunel 的工作。他是一位開創性的英國工程師，在 1800 年代後期嘗試使用壓縮空氣來運輸馬車。
他說：「如果你去英格蘭西南部的布里斯托爾的布魯內爾博物館，你會看到布魯內爾為推進火車而組裝的原始原型。」
「然後，您會發現這只是一些新瓶裝老酒的技術循環。」
馬斯克在概述他的願景的技術論文中寫道：』有一種替代飛行或駕駛的方法會很棒，能夠替代飛行或者駕駛車輛。」
特斯拉的超級高鐵構想
馬斯克表示，這種新的運輸系統應該更安全、更快、成本更低、更方便、不受天氣影響、具有可持續性和自供電能力，抗地震能力和不破壞性。
除了提出 Hyperloop 的概念，馬斯克本人還讓自己的 SpaceX 公司舉辦了年度 Hyperloop 設計競賽，目的是促進和表彰年輕的工程人才。
除了馬斯克，還有不少國家也在為這一概念買賬。
其中包括美國原先由理查德．布蘭森（Richard Branson）領導的美國 Virgin Hyperloop One 計劃，總部位於美國的初創公司 Hyperloop Transportation Technologies（HyperloopTT），該公司在中國簽署了建立試驗軌道的協議；總部位於荷蘭的 Hardt Hyperloop 和加拿大公司 TransPod 在一起。
每個組織都會定期透過新聞宣傳自己的進步，無論是發佈全面測試平台還是進行可行性測試。但是，將 Hyperloop 變成現實生活中的運輸方式是一個漫長的過程。
或許 Caroline 利用現有軌道和列車的「中間方案」，能為其提供一種折衷的新思路。
（本文經合作夥伴 大數據文摘 授權轉載，並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題，原文標題為〈别人家的孩子系列！13岁中学生改良马斯克“超级高铁”方案，可为列车提速一倍〉。首圖來源：大數據文摘）
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