Maglev ng Japan: Pinakamabilis na Tren sa Mundo, Nananatili sa Riles-Pagsubok

May hawak ng rekord sa maikling riles

Sa isang tahimik na bahagi ng kanayunan ng Yamanashi, humahagibis ang isang pilak na karayom sa bilis na iilang tao lamang ang nakaranas sakay ng tren. Ang superconducting maglev ng Japan, na may hawak ng rekord sa bilis para sa tren na may sakay na tripulante sa 603 km/h (375 mph), ay ginugugol ang mga araw sa paulit-ulit na biyahe sa 42.8 kilometrong riles-pagsubok. Dinadayo ito ng mga nanonood sa mga plataporma at gulod, at may limitadong bilang ng mga inimbitahan o nanalo sa bunutan na nakasasakay sa mga biyahe para sa demonstrasyon. Sa ngayon, hanggang doon lamang ang naaabot ng pinakaabanteng pampasaherong tren sa daigdig.

Malaki ang ambisyong nasa likod ng mga biyaheng iyon. Sentro ng Chuo Shinkansen ang tren, isang bagong koridor para sa mabilis na biyahe na planong itayo ng Central Japan Railway Company (JR Central) sa pagitan ng Shinagawa Station sa Tokyo at Nagoya, at palawigin hanggang Osaka. Pabababain ng unang yugto sa 40 minuto ang biyahe mula Tokyo hanggang Nagoya sa bilis-biyahe na halos 500 km/h, at magpapatuloy ito hanggang Osaka, kung saan planong aabutin nang mahigit isang oras lamang ang biyahe mula Tokyo. Nahasa sa ilang dekadang pagsubok ang teknolohiya at ang tren. Gayunman, bumagal ang pagtatayo mismo ng riles dahil sa pinagsamang mga usapin sa pag-apruba para sa kapaligiran, hamon sa pagbubutas ng lagusan, pulitika at gastos.

Paano lumulutang at bumibilis ang tren

Gumagamit ang SCMaglev ng Japan ng superconducting magnetic levitation system. Nag-uudyok ng kuryente ang mga superconducting magnet sa tren sa mga coil na nakabaon sa gabay-riles habang umaandar ang sasakyan. Lumilikha ang mga kuryenteng ito ng mga magnetic field na kapwa nag-aangat at gumagabay sa tren; electrodynamic suspension ang tawag sa paraang ito. Kapag lampas na sa humigit-kumulang 150 km/h ang bilis ng maglev, wala na itong pisikal na kontak sa riles. Lumulutang ito nang mga 10 sentimetro sa ibabaw ng gabay-riles. Isang linear synchronous motor ang nagpapasulong dito sa pamamagitan ng paghila sa tren, habang naaakit ang mga magnet nito sa nagbabagong mga field sa kahabaan ng riles.

Sa mababang bilis, umaandar ang tren sa mga goma nitong gulong na naitutupi. Habang bumibilis, umaangat ang mga gulong at dumudulas ang sasakyan sa ibabaw ng patlang na nalilikha ng mga magnet. Iba ang pakiramdam sa loob nito kaysa sa karaniwang bullet train. Mas kaunti ang kalabog mula sa pagkakadikit ng gulong sa riles, mas maririnig ang lagaslas ng hangin, at mas tuluy-tuloy ang ugong. Ilang taon nang pinagbubuti ng mga inhinyero ang karanasang ito: binabawasan ang mga pagyanig, pinahihina ang ingay sa loob at pino-pino ang aerodinamika sa napakataas na bilis.

Bakit patuloy na naaantala ang serbisyo papuntang Nagoya

Nausog na ang orihinal na target na buksan sa 2027 ang seksiyon mula Tokyo hanggang Nagoya. Inaasahan na ngayon ng JR Central na sa bandang 2035 pa pinakamaagang sisimulan ang serbisyo sa unang yugto, walong taong pagkaantala. Lumobo na sa humigit-kumulang 11 trilyong yen ang badyet nang luminaw ang lawak at hirap ng pagbubutas ng mga lagusan sa gitnang Japan. Ang agarang balakid ay nasa Prepektura ng Shizuoka, kung saan kailangang maghukay ng kompanya ng tren ng lagusang mga 8.9 kilometro sa ilalim ng Kabundukang Southern Alps. Tinutulan ito ng mga lokal na pinuno dahil ililihis ng gawain ang tubig na dumadaloy sa Ilog Oi. Mahalagang yaman ang ilog para sa mga komunidad at agrikultura sa gawing ibaba ng daloy nito, kaya nananatiling mariin ang pagtutol at hindi pa nasisimulan ang paghuhukay sa bahaging iyon ng lagusan.

Karamihan sa ruta ay nasa ilalim ng lupa. Tumatakbo sa mga lagusan ang halos apat na ikalima ng ruta mula Tokyo hanggang Nagoya, kabilang ang malalalim na bahagi sa ilalim ng masisikip na distrito sa lungsod at mahahabang lagusan sa ilalim ng mga bundok. Nangangailangan ng malalaking sistema ng bentilasyon, paghahakot ng nahukay na lupa at pagkontrol sa tubig sa ilalim ng lupa ang paghuhukay sa ganitong kalawak na proyekto. Magastos ang mga ito saanman, at napatunayang lalong magastos sa proyektong ito. Sinisikap mamagitan ng mga opisyal ng pambansang pamahalaan, habang ipinagpapatuloy ng JR Central ang mga bahaging kaya nitong itayo at ang programang pagsubok sa Yamanashi bilang paghahanda sa serbisyong inaasahang sisimulan sa hinaharap.

Ayon sa mga inhinyero ng kompanya, handa na ang mismong tren para sa komersiyal na paggamit. Lumipat na ang pokus sa pagiging maaasahan ng sistema sa malalayong biyahe, sa aerodinamika ng mga lagusan sa napakataas na bilis at sa mga estratehiya sa pagpapanatili ng kagamitang superconducting. Nananatiling lugar ng pagsubok ang riles sa Yamanashi para sa mga gawaing ito hangga't hindi nareresolba ang hindi pagkakasundo tungkol sa mga pahintulot.

Ano ang ipinakikita ng riles-pagsubok sa Yamanashi

Nagbukas ang Yamanashi Maglev Test Line noong 1997. Mula noon, milyon-milyong kilometro ng pagsubok na ang tinakbo ng tren at nakapagtala ito ng sunod-sunod na rekord sa bilis, hanggang sa maabot ang 603 km/h. Sa karaniwang araw, umaabot sa mga 2,000 kilometro ng pagsubok na biyahe ang programa. Nabibigyang-daan ng lugar ng pagsubok ang mga inhinyero na pagmasdan ang lahat ng bagay, mula sa pagsasalubong ng dalawang tren sa pinagsamang relatibong bilis na lampas 1,000 km/h hanggang sa pagkilos ng sasakyan sa mahahabang lagusan at sa malalakas na hanging tumatawid sa ruta.

Sa mga araw na bukas ito sa publiko, kahawig ng operasyon ang takbo sa isang maliit na paliparan. Nagpaparehistro ang mga bisita, dumaraan sa seguridad at maayos na sumasakay. Pagkaalis ng tren sa estasyon, mabilis ang pagbilis nito. Umaabot ito sa 320 km/h sa loob ng humigit-kumulang isang minuto, at nagpapatuloy hanggang 500 km/h sa loob ng tatlong minuto, nagpapanatili ng bilis sa maikling bahagi ng ruta, at tinatahak ang buong 42.8 kilometro sa loob ng mga walong minuto. Madalas ilarawan ng mga pasahero na kakaiba ang pakiramdam ng bilis, at may ilan na nagsasabing mas maalog ang biyahe kaysa sa karaniwang shinkansen. Iyan mismo ang layunin ng mga pagsubok. Paulit-ulit na pinahusay ng kompanya ang pagkakatono ng suspensiyon, disenyo ng upuan at aerodinamika upang maging mas tahimik at mas swabe ang loob ng tren sa mga bilis na sumusubok sa hangganan ng pisika ng riles.

Maaaring tuklasin ng mga bisitang hindi nakakuha ng tiket ang agham at kasaysayan sa Yamanashi Prefectural Maglev Exhibition Center, na nasa tabi mismo ng riles-pagsubok. Ipinakikita ng museo ang superconductivity sa pamamagitan ng mga eksibit na maaaring galawin, tampok dito ang mga retiradong maglev at may mga mataas na puwestong tanawan kung saan humahagibis ang maglev sa pinakamataas nitong bilis. Nasa opisyal na site ang mga detalye tungkol sa pagpunta roon at oras ng operasyon: Maglev Exhibition Center.

Mga pag-upgrade sa L0 at kaginhawahan

Mula sa mga naunang prototype gaya ng MLX01, umusad ang programa sa L0 Series at pagkatapos ay sa pinahusay na L0, na sumasalamin sa mga aral na natutuhan sa maraming taon ng pagsubok sa riles. Kabilang sa mga pinakabagong modelong sinusubok ang walang pinturang panlabas na balot ng pelikulang kahawig ng balat ng pating, na nagpapababa ng drag sa pamamagitan ng paghubog sa daloy ng hangin sa antas na mikroskopiko. Ayon sa mga developer, binabawasan ng mga pagbabagong aerodinamiko ang paglaban ng hangin kumpara sa mga naunang bersiyon, kaya nakatutulong ang mga ito kapwa sa pagkonsumo ng enerhiya at sa ingay sa loob. Sa loob, nakapirmi na ang mga sandalan ng upuan upang pasimplehin ang mekanismo at makatipid sa bigat, at binago ang mga materyal sa kabin upang mabawasan ang paglipat ng pagyanig sa pinakamataas na bilis.

Lalong naging mahigpit ang plano ng pagsubok habang sinisikap ng mga inhinyero na pag-aralan ang mga hindi pangkaraniwang sitwasyon. Pinadaan ng pangkat ang mga tren na nagsasalubong sa relatibong bilis na 1,026 km/h upang pag-aralan ang mga bugso ng presyon at shock wave. Nagdagdag ito ng mga sensor para matukoy ang napakaliit na pagbabago sa pagyanig na maaaring magpahiwatig ng pagkasira ng kagamitan bago pa magkaroon ng insidente. Isinasagawa rin ang mga gawain upang patagalin ang buhay ng mga superconducting magnet at pasimplehin ang pagpapanatili, para maaasahang mapatakbo ang sistema sa loob ng maraming dekada. Hindi gaanong kapansin-pansin ang mga pagbabagong ito kumpara sa bagong disenyo ng unahang bahagi ng tren, pero mahalaga ang mga ito kapag lumipat na ang network mula sa riles-pagsubok tungo sa araw-araw na serbisyo.

Gastos, konsumo ng kuryente at kapaligiran

May katumbas na pera at enerhiya ang bilis. Isa ang Chuo Shinkansen sa pinakamalalaking proyektong pang-imprastraktura na naisagawa sa Japan, at malaking dahilan nito ang disenyong nangangailangan ng maraming lagusan. Paulit-ulit ding pinagtatalunan ang konsumo ng enerhiya. Ayon sa mga mananaliksik na nag-aral sa sistema, mas malaki ang konsumo ng kuryente ng maglev kaysa sa kasalukuyang Tokaido Shinkansen sa karaniwang bilis ng operasyon; sa ilang pagtataya, apat hanggang limang ulit ang konsumo nito. Bahagi nito ay dahil sa mga batas ng pisika: tumataas kasabay ng kuwadrado ng bilis ang aerodinamikong drag at nagiging pangunahing puwersang sumasalungat sa pag-usad lampas 300 km/h. Bahagi naman nito ang kuryenteng kailangan upang pasiglahin ang mga coil sa mahahabang bahagi ng gabay-riles at ang bentilasyon sa mga lagusan sa kabundukan.

Katwiran naman ng mga tagasuporta na maaaring bumaba ang emisyon kung maililipat sa tren ang mga pasaherong bumibiyahe ng maiikling distansiya sakay ng eroplano, lalo na habang nagiging mas malinis ang suplay ng kuryente ng Japan. Nagdaragdag din ng alternatibong kapasidad sa gitnang Honshu ang koridor para sa maglev. Hindi lamang kaginhawahan ang dulot ng alternatibong rutang ito. Nais ng mga tagaplano ng ikalawang rutang mabilis sa loobang bahagi ng bansa na patuloy na mapakikinabangan matapos ang malakas na lindol o bagyo sa baybayin. Nananatili ang mga tanong tungkol sa kapaligiran, lalo na sa Shizuoka kung saan nakataya ang daloy ng ilog. Patuloy na sinusubok ng mga inhinyero sa lugar sa Yamanashi ang ingay na likha ng aerodinamika, mga electromagnetic field at pagyanig upang masukat ang epekto ng sistema at mabawasan ito kung posible.

Nauuna sa karera ang mga karibal sa bakal at magnet

Hindi nag-iisa ang susunod na henerasyon ng tren ng Japan sa karera. Pinalalakas ng China ang pagpapaunlad ng mas mabilis na karaniwang high speed train na umaandar sa riles na bakal, gayundin ng sarili nitong teknolohiyang maglev. Sa mga kamakailang pagsubok ng programang CR450, umabot sa halos 280 mph (mga 450 km/h) ang bilis ng isang pampasaherong tren na umaandar sa riles gamit ang mga gulong. Layunin nitong paikliin ang oras ng biyahe sa mga kasalukuyang koridor at patatagin ang lokal na industriya ng mga tren at sistema ng pagkontrol.

Sa mga pagsubok na iyon, ipinaliwanag ni Zhao Hongwei ng China Academy of Railway Sciences kung gaano na katagal isinasagawa ang proyekto. Sinabi niyang nagsimula ang plano ilang taon na ang nakalipas at nagpatuloy matapos mapagtibay ang mga pangunahing espesipikasyon.

Sinimulan naming planuhin ang CR450 noong 2018. Tatlong taon ang ginugol namin upang pinal ang mga pangunahing teknikal na espesipikasyon, at opisyal naming sinimulan ang proyekto noong 2021.

Nakikita ng mga akademikong nag-aaral sa ekonomiks at patakaran sa transportasyon ang kapwa potensiyal at panganib ng mismong maglev. Itinuturo ni Zhenhua Chen, propesor sa The Ohio State University na nagsasaliksik sa high speed rail sa iba’t ibang panig ng mundo, ang pangunahing pagkakaiba ng maglev ng Japan at ng mga karaniwang bullet train.

Nakabatay ang maglev ng Japan sa superconducting magnetic levitation system.

Sa pananaw niya, nakasalalay ang mga pakinabang sa pagkontrol sa gastos at sa pagbabagong maidudulot sa mga gawi sa pagbiyahe ng isang napakabilis at maaasahang opsiyon sa tren.

Malaki ang magiging pagbabago nito dahil mas bibilis nang husto ang biyahe, magiging mas maaasahan ito, at higit na makabubuti sa kapaligiran.

Nagbabala naman ang mga nag-aalinlangan na maaaring mahigitan ng gastos ang mga pakinabang kung kulang ang mga pasahero o pondo. Iginigiit ni Rick Harnish, co-founder ng High Speed Rail Alliance, na maaaring mas praktikal na piliin sa maraming koridor ang mga karaniwang sistemang gumagamit ng gulong sa riles.

Madalas pag-usapan ang maglev. Pero sa totoo lang, kapag pinag-isipan, pinakamainam pa rin ang karaniwang tren na gumagamit ng mga gulong at riles na bakal.

Hindi lamang sa Silangang Asya nagaganap ang kompetisyon. Pinag-aralan ng Estados Unidos ang isang maglev na magdurugtong sa Washington at Baltimore, at naglaan ang pederal na pamahalaan ng pondo para sa pagpaplano. Nagpahiwatig din ng interes sa pagpopondo ang mga institusyong Hapones, kabilang ang Japan Bank for International Cooperation. Ilang taon nang isinusulong ng JR Central sa ibang bansa ang teknolohiya nito, at itinatampok ang riles-pagsubok sa Yamanashi bilang pagpapakita ng kakayahan ng sistema.

Ano ang mapapala ng mga pasahero

Kung magbubukas ang unang yugto, makatitipid nang malaki sa oras ang mga biyahero at magkakaroon sila ng bagong antas ng pagiging maaasahan. Ganap na babaguhin ng 40 minutong biyahe mula Tokyo hanggang Nagoya ang paglalakbay sa pagitan ng mga lungsod sa gitnang Japan, habang babaguhin naman ng halos isang oras na biyahe mula Tokyo hanggang Osaka ang mga day trip at iskedyul ng negosyo. Mababawasan din ng maglev ang bigat ng sakay sa Tokaido Shinkansen, isang koridor na nagsisilbi na sa mahigit isang milyong pasahero bawat araw. Nagdaragdag ng katatagan laban sa mga bagyo sa baybayin, tsunami at lindol ang ikalawang rutang mabilis sa loobang bahagi ng bansa.

May halaga rin ito sa kultura. Bahagi na ng pagkakakilanlan ng Japan ang bullet train mula pa noong 1964. Malaking hakbang tungo sa bagong teknolohiya ang paglipat mula sa mga gulong na bakal tungo sa magnetic levitation, bunga ng ilang dekadang pananaliksik sa laboratoryo at mga pagsubok sa aktuwal na lugar. Sa mga gilid ng burol sa Yamanashi, nakikita ang hakbang na ito sa tuwing humahagibis ang L0, bumibilis nang kalahating kilometro kada oras bawat segundo, at saka naglalaho sa mga lagusang tumatagos sa mga bundok. Ipinakikita ng riles-pagsubok na totoo at nauulit ang kakayahan ng sistema. Ang hamon ngayon ay ilampas ito sa pagiging tren na walang mapuntahan at magbukas ng rutang magagamit ng mga pasahero araw-araw.

Mahahalagang Punto

• Hawak ng superconducting maglev ng Japan ang rekord sa bilis para sa tren sa riles na may sakay na tripulante, sa 603 km/h, at kasalukuyan lamang itong tumatakbo sa 42.8 kilometrong riles-pagsubok sa Yamanashi.
• Pagdurugtungin ng nakaplanong Chuo Shinkansen ang Tokyo at Nagoya sa loob ng 40 minuto sa bilis-biyahe na halos 500 km/h, at palalawigin ito hanggang Osaka sa susunod na yugto.
• Inusog ng JR Central ang pagbubukas hanggang sa bandang 2035 sa pinakamaaga, dahil sa pagtutol sa mga lagusan sa Shizuoka at sa kabuuang hirap ng konstruksyon.
• Umabot na sa humigit-kumulang 11 trilyong yen ang gastos sa proyekto dahil sa mahahabang lagusan sa kabundukan at malalimang konstruksyon sa mga lungsod.
• Lumulutang ang tren gamit ang electrodynamic suspension. Umaangat ito nang mga 10 sentimetro sa ibabaw ng gabay-riles kapag lumampas sa mga 150 km/h ang bilis.
• Nagtatampok ang mga kamakailang sasakyang pansubok ng mga pagpino sa aerodinamika, mas tahimik na kabin at pinahusay na pagmamanman upang maagang matukoy ang pagkasira ng kagamitan.
• Itinuturo ng mga kritiko ang malaking konsumo ng enerhiya kumpara sa karaniwang shinkansen, habang binabanggit naman ng mga tagasuporta ang posibilidad na mabawasan ang emisyon kung lilipat sa tren ang mga biyaherong gumagamit ng eroplano.
• Isinusulong ng China kapwa ang mas mabilis na mga tren na umaandar sa riles gamit ang gulong at ang pananaliksik sa maglev, na nagpapakita ng tindi ng kompetisyon sa rehiyon.
• Nananatiling mataas ang interes habang hinihintay ng proyekto ang ganap na pahintulot para sa konstruksyon, dahil sa mga pampublikong biyahe at sa Yamanashi Maglev Exhibition Center.
• Ayon sa mga opisyal at inhinyero, handa na ang tren; ang natitirang hamon ay lutasin ang mga usapin sa pahintulot at tapusin ang pinakamahihirap na bahagi ng mga lagusan.