ハイパーループの実現は困難？ 科学者たちが語る、これだけの危険性
ハイパーループの実現は困難？ 科学者たちが語る、これだけの危険性
真空状態のチューブを用いた高速輸送システム「ハイパーループ」。イーロン・マスクが提唱している夢の技術について、一部の科学者たちは実現が困難であると指摘している。この野心的なプロジェクトは、果たして実現不可能なのか？ 真空状態になったチューブの膨張や減圧といった技術的な課題について考えた。
TEXT BY KATIA MOSKVITCH
TRANSLATION BY MUTSUMI FUNAYAMA
WIRED(UK)
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ハイパーループといえば、おおいに喧伝されている未来の超高速真空チューブ交通システムである。このハイパーループが少し、ほんの少しだけ実現に近づいたかもしれない。少なくともイーロン・マスクによれば、ハイパーループほど高速ではなく真空でもない姉妹プロジェクト「ループ（Loop）」は現実に近づいているようだ。
マスクは2012年にハイパーループのコンセプトを提唱した。真空チューブ輸送のアイデアそのものは1世紀以上前からあった。ロサンジェルスの交通渋滞にいらついたマスクは16年、同市の地下にトンネルを掘るボーリングカンパニー（The Boring Company）を設立した。ハイパーループの真空ではないヴァージョンとして、ループを建設するためだ。
もともとのアイデアは、自動車を地下トンネルのネットワークに下ろして電動ボードに載せ、自動的に目的地に向けて高速で送りだすというものだった。のちにマスクは、このプロジェクトは自動車よりも、輸送用ポッドに乗った歩行者や自転車を優先するとツイートし、こう発言している。
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「ボーリングカンパニーの都市ループ交通システムには、地下鉄のような少数の大型の駅ではなく、自動車1台分程度の広さの小さな駅を数千カ所に設置します。目的地のすぐそばまで行くことができ、都市の交通網にシームレスに溶け込むでしょう」
そしてこのたび、マスクはこう宣言した（いつものようにTwitterでだ）。ループ計画の最初の試験軌道はほぼ完成しており、12月10日には輸送用ポッドを時速240kmまでの高速で動かす試運転を行うというのだ。
チューブの膨張と気圧の問題
これは、当初の計画である長距離を真空のなかで高速走行するハイパーループの計画にとって、どんな意味をもっているのだろうか？ そろそろ、交通の未来を祝うためのシャンパンを用意しておいたほうがいいのだろうか？
どうやら、そうではないらしい。バース大学の自動車工学准教授クリス・バニスターは「初期のテストが成功すれば、既存の都市鉄道や地下鉄の路線のなかには、いつの日かループに取って代わられるものもあるかもしれません」と語る。「もちろん、大規模で巨額のインフラという難題はあります。それが難しいことは、電気自動車（EV）の充電ステーションの経験からもわかっています」
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それは実現可能だし、ループをつくる技術はもうあるとラフバラー大学の工学教授ロジャー・グッドールは言う。しかし、真空のハイパーループを長距離で実現することははるかに先の話だ。少しでも空気が侵入すれば、輸送ポッドの最高速度に影響を与える。真空を維持するための大型の真空ポンプを路線全体に一定の距離で配置する必要があり、そのための電力も必要だ。
しかし、100マイル（約160km）程度の真空チューブあるいは真空に近いチューブを建設することは、ほとんど不可能だとチェコの有機化学・生化学研究所で働く英国人科学者のフィル・メイソンは言う。彼によると、重大な問題がふたつあり、それは直線型チューブの膨張と気圧の問題だという。
「長い直線の真空チューブでは、膨張の問題は悪夢です」とメイソンは言う。どんな大型サイズのインフラも、温度や大気の状況の変化で膨張したり、収縮したりする。これはハイパーループにとっては大問題だ。
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真空の部分をもたない橋でさえ、膨張の問題はある。例えばパイプラインの場合、パイプが膨張するための空間を確保することでこの問題を回避している。
だが、チューブの中を音速で移動するとなると、それは不可能だ。1,000kmの長さのハイパーループの場合、暑い日と寒い日ではチューブの長さがサッカーコート数個分も違ってしまう。
減圧による大事故のリスク
人間の例で考えてみよう。平均的な人間の皮膚の表面が合計で約2平方メートルだとして、1平方メートルあたりにかかる気圧は約10トンだ。だが、わたしたちはそのことに気づかない。皮膚の外側からも、内側からも、圧力がかかっているからだ。
ハイパーループが外側から1平方メートルあたり約10トンの気圧で押され、内側からはまったく押されていなかったら、真空状態が崩される危険性がある。つまり、チューブが気圧によってつぶされてしまうのだと、メイソンは言う。
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「人間が真空状態におかれたら大変なことになります。減圧が起きても、生き延びるための酸素マスクが出てくるわけではないのです。ハイパーループには宇宙空間にいるのと同じような危険性があり、その危険を地表から数cmの高さまで下ろしてくるのと同じです。同時に、航空機と同じようなスピードや、地面から数cmを移動することによる危険性もあります。ハイパーループでいったん事故が起きれば、すぎにカプセル内の乗客全員の死につながります。ハイパーループ全体でも爆発的な減圧が起き、ほぼ全員が死ぬでしょう」
ループはリニアモーターの推進力と磁気浮上によって動く。それが、ハイパーループ・ワンの開発チームが目標としている時速1,080kmより、試験用ポッドがずっと遅い理由だ。ハイパーループが目標とするこの速度なら、日本の新幹線などの高速鉄道をはるかに凌駕する絶対的な優位性をもたらすだろう。
アイントホーフェン工科大学のスマート・モビリティー戦略分野長のカルロ・ファン・デ・ヴェイヤーは、「最高速度がそれより遅くて時速220km程度だったら、既存の高速鉄道と競合することになります。建設コスト、運営コストがずっと高ければ、実現は難しいでしょう」と話す。
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スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）教授のマルセル・ジュフェールは、「仮にハイパーループ・システムで真空が実現できたとしても、柱で支えた真空のチューブ内部の輸送システムは完全に安全だとは言えません」と言う。破壊工作や地震のリスクがあり、避難も困難だからだ。
そして、ジェフェールはこう付け加えた。「地下に建設するほうがずっと安全です。しかし、技術面からいうと、車両を大気圧ゾーンからチューブ（またはトンネル）内の真空に移動させることも非常に困難なのです」
ジュフェールは1980年代前半、EPFLのリニアモーターカー計画「スイスメトロ（Swissmetro）」のリーダーだった。それはスイスの主要都市の多くを結ぶ地下トンネル・ネットワークの開発を試算するプロジェクトで、リニアモーターカーは時速450kmで走る計画だった。プロジェクトはのちに中止され、問題はコストにあったと発表された。同様にハイパーループにとっても、コストは大きな障害になるだろう。
野心的なプロジェクトが存在する意義
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それに、乗り心地の問題や、ループのカーブの曲率と乗り心地のバランスの問題もあり、大きな課題になるとファン・デ・ヴェイヤーは言う。「嘔吐してしまうような乗り心地になるでしょう」と彼は言う。乗客数も鉄道に期待される数値にはるかに及ばないだろう。速度の増加によって、乗り心地と乗客数というふたつの要素は大きく損なわれることになりそうだ。
しかし、ファン・デ・ヴェイヤーによると最大の問題は、ハイパーループがどんな問題を解決するためにつくられるのかよくわからないということだ。彼は言う。
「都市から都市、あるいは都市からどこか別の場所への移動を便利にするためというなら、その都市に住んでいたり、そこで働いていたりする金持ちにとっては素晴らしいことでしょう。アムステルダムに住んでいて、ミラノでコーヒーを飲みたいなら。でも、そんなことはヒップスターたちを満足させるだけのことです。どうしてそれが必要なのか、まともな説明を聞いたことがありません。経済的、社会的に正当な理由なしに、人々をただ、もっと遠く、もっと頻繁に移動させるだけになってしまいます」
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とはいえ、少なくともハイパーループ輸送システムのような野心的なプロジェクトは、「人々、特に学生たちに追いかける夢を与えます」とファン・デ・ヴェイヤーは語る。「結局、新しい輸送システムという成果はもたらされないかもしれません。それでも、彼らは努力するうちに、このプロジェクトがなかったら学べなかったこと、見つけられなかったことをたくさん学び、見い出すでしょう」
