Hyperloop

Hyperloop ya da Türkçe uyarlamasıyla hız yuvarı, kısaca hızyuvar, Elon Musk tarafından tapray (yeni nesil rayötesi sistem) teknolojisi ile geliştirilmekte olan üst düzey bir hızlı ulaşım aracıdır. Araç, üst düzey ray ötesi sistem (top level sur-rail system) olarak tanımlanmaktadır. Proje bir dönem fikir bazında kalsa da, 2016 ocak ayında Las Vegas'taki Nevada Çölü'nde inşasına başlanan 4.8 kilometrelik test yolu; konseptin gerçekleştirilebilmesi için ilk somut adım olmuştur. Bu test yolunun yapımı için deney parçaları ve kapsüller tasarlanmıştır. Tam ölçekli ilk araç örneğinin ve test yolunun 2016'nın sonunda bitirilmesi planlanmıştır.  Sistemin, indirgenmiş basınç borularının oluşturulmasıyla, hava kompresörleri ve asimetrik motorlar tarafından sürülen hava yastığının üzerindeki basınç kapsülleri üzerinde hareket ettirilmesi amaçlanmaktadır.
Aracın ön tasarım belgeleri Ağuston 2013'te kamuoyuna duyuruldu. Proje için, Los Angeles'tan San Francisco Körfezi'ne kadar uzanan bir rota dâhil olmak üzere büyük bölümü Interstate 5 demir yoluna paralel olan bir güzergâh teklif edildi. Yapılan ön çözümlemelerde, bu güzergâhta yapılacak bir yolculuğun yaklaşık 35 dakikalık bir sürede gerçekleştirilebileceği belirlendi. Bu da yolcuların 570 km.lik güzergâhta ortalama 962 km/h ile varış noktalarına ulaşacağı anlamına gelmektedir. Bu güzergâhtaki en yüksek hızın 1,220 km/h olarak gerçekleşeceği düşünülmektedir. Yapılan değerlendirmelere göre, yalnızca yolcu taşıma versiyonu için sistemin maliyeti 6 milyar dolardır. Bu maliyet, araç ve insan taşıyabilen bir sistem için 7,5 milyar doları bulacaktır.
2013'teki ulaşım mühendisleri tarafından Kaliforniya güzergâhlı projenin maliyet öngörüsü hazırlandı. Yapılan çalışmada, denenmemiş bir proje için inşaat güven ölçeğinin oldukça düşük olduğu görüldü. Ekonomik ve teknolojik uygulanabilirliği kanıtlanmamış bu proje; ilgili çevrelerde tartışmalara neden oldu.

Sözcük kökeni (etimoloji)

Hyperloop, hyper ve loop kelimelerinden meydana gelen birleşik bir isimdir. Hyper "üstün, aşırı" anlamlarına gelmektedir. Loop ise "döngü, takla, ilmik, yuvar (döner kapsül)" gibi anlamlara gelmektedir. İsmi oluşturan hyper kelimesi hızsal üstünlüğü belirtirken, loop kelimesi aracın manyetik alanlı kapsülden yani yuvardan meydana geldiğini anlatmaktadır. Aracın isminin Türkçedeki anlamsal çevirisi "hız yuvarı" ya da aracın döngüsel özellikleri dikkate alınırsa "hız yumağı"dır.

Tarih

Elon Musk, tapray araçları ilk olarak kara, deniz, hava ve raylı sistem ulaşımından sonraki "beşinci ulaşım türü" olarak tanıttı. Temmuz 2012'de Santa Monica'daki bir PandoDaily etkinliğinde tasarlama aşamasında olduğu bu yeni taşıta Hyperloop adını verdiğini açıkladı. Musk, bu teorik yüksek hızlı ulaşım sisteminden beklentilerini birkaç karakteristik özellikte topladı. Buna göre, onun amacı hava şartlarından etkilenmeyen, kaza riski bulunmayan, ortalama olarak sıradan bir jetin iki katı kadar hız yapabilen, az enerji sarf eden ve 24 saat kesintisiz çalışabilmek için enerji depolayabilen bir ulaşım aracı tasarlamaktı.
Musk, taprayı elektromanyetik top ve Concorde arasında bir hızda seyahat edebilen bir araç olarak planlamıştır. Bu sistem ray ötesi bir sistem olup, demir yolu ağına ihtiyç duymamaktadır. Musk, bu sistemin yer altı veya yer üstünde inşa edilebileceğine inanmaktadır.
2012'nin sonundan 2013 Ağustos'una kadar, Tesla ve SpaceX firmalarında çalışan bir grup mühendis  tapray sisteminin kuramsal temeli üzerinde çalıştı. Bu sürecin sonuna doğru, mühendisler tam zamanlı olarak bu projeyi planlamaya çalıştılar. Sistem için ilk tasarımlar Tesla ve SpaceX bloglarından yayımlandı. Musk, insanların sistemin gelişmesi için yaptığı katkılara açık olduğunu söyleyerek; konu ile ilgilenen kişileri geliştirme sürecine davet etti. Bu sistem, açık kaynaklı bir sistem olacak ve kuramsal kullanım ve değiştirmelere açık olacaktı. Bu açıklama yapıldıktan bir gün sonra, Musk; benzetim (simülasyon) konsepti oluşturmak için bir plan hazırlandığını kamuoyuna duyurdu.
2015 Ocak ayında, Musk; Texas'ta aracın test güzergâhının yapımına başlanacağını duyurdu. Bu test hattı yaklaşık 8 km uzunluğundaki bir ringden meydana gelecek ve tamamen özel olarak finanse edilecekti. Ayrıca üniversiteler ve özel mühendislik gruplarının tasarlama çalışmalarına katılabilmesi ve tüplü ulaşım tasarımları konusundaki bilgilerini uygulayabilmelerine karar verilmişti.
Haziran 2015'te, 1.6 km uzunluğundaki bir test hattının SpaceX'in Hawthorne tesislerinin yanında inşa edileceği açıklandı. Bu hattın tasarım rekabetine dâhil olan üç üçüncü şahısların tasarımlarının denenmesi için kullanılması planlanmıştır. 2016 Ocak ayında, Hyperloop'un denenmesi amacıyla yapımına başlanan 8 km uzunluğundaki tapray test hattının yapımına Hyperloop Ulaşım Teknolojileri'nin İskele Vadisi'ndeki kendine ait tesislerinde başlanmıştır.

Kuramsal boyut ve yapım

Yüksek hızlı demir yolu ve genel olarak yüksek hızlı ulaşım geliştiricileri, tarihsel olarak sürtünme ve hava direncini yönetme konusunda sorunlar yaşamıştır. Araçlar yüksek hıza ulaştığında bu iki etmen de çok önemli hâle gelmektedir. Vakum tüplü tren konsepti geliştirilerek teorik olarak manyetik raylı trenler vasıtasıyla bu sorunun ortadan kaldırılabileceği düşünülmüştür. Kuramsal olarak, içerisindeki havanın boşaltıldığı tüpler ya da tüneller, saatte binlerce km hız yapabilen araçların üretilmesine imkân sağlamaktadır. Buna rağmen, manyetik raylı trenlerin yüksek maliyeti ve uzun mesafeli yolculuklarda vakumun korunmasının zor oluşu; yatırımcıların bu alandaki faaliyetlerini sınırlandırmıştır. Tapray, vakum tüplü tren konseptine benzemekle birlikte yaklaşık 1 milibar (100 pa) basınçla çalışacak biçimde tasarlanmıştır.

Önerilen güzergâh

Hyperloop'un inşası San Francisco ve Los Angeles arasındaki ulaşımın maliyetinde önemli bir tasarruf sağlayacaktır. Yolcular Downtown Los Angeles'tan San Francisco'ya bu sayede çok daha hızlı seyahat edebilecektir. Günümüzde, Sylmar ve Hayward arasındaki yerleşim yerleri ana ulaşım ağına bağlanabilmek için farklı ulaşım kanallarıyla aktarma yapmak durumunda kalmaktadır. Bu da toplam seyahat süresinin önemli miktarda uzamasına neden olmaktadır. Benzer bir sorun, havaalanlarına merkezlerden ulaşımın uzak olmasına nedeniyle Los Angeles ve San Francisco arasındaki hava ulaşımında da yaşanmaktadır. Bunları da dikkate alan projenin master planına göre, ulaşım ağının Tejon Pass'ın hemen güneyindeki Sylmar civarından başlaması planlanmıştır. Böylece güzergâh, kuzeyde I-5 otoyolunu takip ederek San Francisco Körfezi'nin doğusundaki Hayward yakınlarında bitecektir. Ana tasarımda, Sacramento, Anaheim, San Diego, Las Vegas dâhil olmak üzere birçok tali erişim önerilmiştir. Eleştirmeler, Hyperloop seferlerinin Kaliforniya Yüksek Hızlı tren Projesi ile karşılaştırıldığında sefer maliyetlerini azaltabileceğini iddia etmektedir.

Ana geliştiriciler

Projenin yapımında Hyperloop Ulaşım Teknolojileri ve SpaceX en önemli iki girişim ortağıdır. Bu şirketlerin yanında, projenin açık kaynaklı olması dolayısıyla özgür tasarımcılar, üniversiteler ve fonlar da tasarım etkinliklerine destek vermektedir.