فكرة قطار الجاذبية ومعوقات تنفيذها

مع تطور التكنولوجيا وتوصل العلم للكثير من المعارف والبيانات والإحصائيات حول مختلف المجالات والتخصصات، وخاصة في مجال النقل والمواصلات، ظهرت فكرة قطار الجاذبية وهو أسرع قطار يمكن تدشينه.

مفهوم قطار الجاذبية
قطار الجاذبية هو فكرة إنشاء وسيلة نقل تعمل على مبدأ السقوط الحر، حيث ينطلق القطار من جزء من الكوكب وينتقل إلى الجانب الآخر من الكوكب. تهدف فكرة قطار الجاذبية إلى توفير وسيلة نقل سريعة جدا تسمح بالانتقال بين نقطتين على سطح أي كرة من خلال نفق مستقيم يمتد من نقطة إلى أخرى داخل الكرة.

فكرة تصميم قطار الجاذبية
فكرة عمل هذه الوسيلة خارقة السرعة تتمثل في  عمل نفق ما يمر داخل سطح الأرض من نقطة بداية إلى نقطة نهاية، بحيث يتسارع باستخدام قوة الجاذبية فقط دون استعمال أية وسائل طاقة؛ حيث أنه في أثناء النصف الأول من الرحلة أي من نقطة البداية وحتى منتصف الرحلة، يتعرض القطار لعملية جذب بقوة النزول لأسفل تجاه مركز الجاذبية.

أما في النصف الثاني من الرحلة والتي تبدأ من منتصفها وهي مركز الجذب وحتى نهاية الرحلة، ستكون حينها السرعة المكتسبة سابقا عند الهبوط كافية لدفع القطار لإكمال رحلته حتى النهاية ليصل القطار إلى الوجهة المقصودة بسرعة صفر، ثم يأخذ طريق العودة بسرعة عالية ويصل عند الجهة الأخرى بسرعة صفرية كذلك.

نشأة فكرة قطار الجاذبية
ظهرت الفكرة لأول مرة في إحدى رسائل العالم البريطاني “روبرت هوك” التي كتبها في القرن السابع عشر إلى العالم “إسحاق نيوتن” وكانت الرسالة تعرض على نيوتن فكرة تصميم وسيلة مواصلات تنتقل عبر الكوكب بسرعة جنونية، وبعدها تم تقديم مشروع قطار الجاذبية بشكل رسمي إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم في القرن التاسع عشر.

أما في نهاية القرن التاسع عشر جاء “لويس كارول” بالفكرة مرة أخرى ولكن دون أية حسابات دقيقة وكتبها في روايته سيلفي وبرونو، ثم في القرن العشرين تمت إعادة استكشاف الفكرة في الستينيات عندما نشر عالم الفيزياء “بول كوبر” بحثه في المجلة الأمريكية للفيزياء اقترح خلاله قطارات الجاذبية كمشروعات نقل مستقبلية.

احصاءات حول مشروع قطار الجاذبية
تتمثل فكرة المشروع في تحرك قطار الجاذبية بين نقطتين تحت سطح الأرض على خط مستقيم بسرعة عالية تصل إلى 2530.30 ثانية (حوالي 42.2 دقيقة) في حال كانت الأرض دائرية وذات كثافة متساوية، وتتأثر السرعة بمقدار طفيف بكثافة الكوكب وثبات الجاذبية.

تصل سرعة القطار إلى أقصاها في نقطة وسط المسار، وفي حال افترضنا مرور القطار مباشرة عبر مركز الأرض، ستصل سرعته القصوى إلى حوالي 28440 كيلومترا في الساعة.

معوقات تنفيذ المشروع
1- عندما درس العلماء فكرة قطار الجاذبية السريع وجدوا أن عملية العبور ضمن باطن الأرض إلى جهة أخرى على سطح الكوكب قد تتعثر بسبب أن القطار من المفترض به أن يمر من طبقات طينية إلى صخرية إلى منطقة صخور سائلة مع اختلاف درجات الحرارة التي يصعب إيجاد مواد لتغليف القطار حتى تقاوم الحرارة والضغط الهائلين في اللب الداخلي حيث تصل الحرارة إلى 5700 كلفن أي ما يعادل 5430 درجة مئوية و 9800 فهرنهايتية، أما الضغط فيتراوح ما بين 330 إلى 360 جيجاباسكال أي حوالي من 3300000 حتى 3600000 ضغط جوي.

2- ارتفاع تكاليف واحتمالات خسائر هذا المشروع وتحديدا الخسائر الناتجة عن الاحتكاك ستكون هائلة للغاية، وفي هذا الأمر تم اقتراح إمكانية يتم تقليل خسائر الاحتكاك عبر تركيب قطار مغناطيسي معلق، ولكن تلك الفكرة أيضا باءت بالفشل إذ أن الهواء الجوي كذلك سيعرض القطار للاحتكاك؛ وبالتالي يجب تفريغ نفق القطار المعلق من الهواء تماما وهي عملية صعبة تحول دون استخدام قطار الجاذبية على أرض الواقع، مع العلم أن مشكلة الاحتكاك تلك قد لا تتواجد على الكواكب والأقمار التي لا تحتوي غلافا جويا.