10000 عام من الترحال: خريطة تطور وسائل النقل والمواصلات
منذ اختراع العجلة ووصولًا إلى تطوير المركبات ذاتية القيادة، ومن استخدام المزلاج إلى سفن الفضاء، تنوّعت وسائل المواصلات في ملحمة من الحركة والديناميكية مع مزيج من التنوّع والاختلاف في الشكل والمضمون. دعنا نخطو خطواتنا البسيطة في رحلة من الماضي إلى المستقبل في سرد لأهم وسائل المواصلات التي شكّلت ماضيًا يتذكره الأجداد وحاضره نعيشه الآن ومستقبلًا نلمح بريقه في مركبات تسير ذاتيًا وأخرى تحافظ على البيئة.
تستخدم معظم وسائل المواصلات الآن الوقود الأحفوري كمصدر للطاقة، والسبب في ذلك هو سهولة استخدامه ووجود التقنيات التي تسخّر عمله كمصدر للطاقة، على الرغم من التلوّث الجم الذي يخلفه هذا المصدر الشائع للطاقة، لكن اتجهت الكثير من الدول للبحث عن حلول جذرية للاستفادة من أشكال الطاقة المُتجددة لكونه أكثر كفاءة من الوقود الحفري. لم يكن أمر مصدر الطاقة هو الوحيد حقيقة في أمر تطوّر المركبات منذ الوهلة الأولى لسير عجلة على الأرض بل توسّع الأمر ليشمل السرعة والكفاءة والمواد المُصنّعة وغُلّف ذلك بالذوق الشخصي عند كثير من البشر.
بدأ الأمر بالمشي
لم يكن لدى أجدادنا من البشر أي وسيلة نستخدمها الآن في واقعنا سوى أقدامهم، عاريتين أو مكسوّتين بالجلد أو ورق الشجر.
الزوارق – 8000 ق.م
تُعتبر أقدم أنواع القوارب في التاريخ البشري، وقد بدأ البشر في تصنيع الزوارق من تجويفات جذوع الشجر التي كانت بديلًا مناسبًا للسباحة ويسمح للبشر بالسفر لمسافات طويلة جدًا عبر مياه البحار والأنهار بدلًا من إرهاق النفس في السباحة داخل الماء، ويستخدم البشر المجداف في توجيهه، وبالرغم من استخدامها قديمًا كإحدى وسائل المواصلات إلا أنها أصبحت الآن إحدى وسائل الترفيه أو السباقات، وقد بدأت من لحاء الشجر وتطورت مرورًا بالخشب، والألمونيوم، والبلاستيك المصبوب والألياف الزجاجية.
الزلاجات – 6000 ق.م
من المضحك أن ترى أن الزلاجات جاءت قبل اختراع العجلات، فبعد العصر الجليدي الأخير كان البشر بحاجة إلى وسيلة سهلة للتنقل على سطح الجليد بحثًا عن الطعام وانتقالًا من مكان لآخر فما كان هناك أسهل من ربط قطعتين من الأخشاب في الأقدام للانزلاق سريعًا على الثلج.
العجلات – 3500 ق.م
كانت هذه أول نقلة نوعية في وسائل النقل، وهو اختراع العجلات، فقد كان شيئًا مُبهرًا أن ترى عجلتين تدوران على محور يربطهما ببعضهما البعض كي تسير إلى الأمام، ويرجع تاريخها إلى أواخر العصر الحجري الحديث. وقد مرّت آلاف السنين دون استخدام العجلات حتى بعد اكتشاف الزراعة وصناعة الفخار، بدأ الأمر باختراع عجلة الخزف، ثم تطورت الخامات المستخدمة تدريجيا كاستخدام الخشب والمعادن والمطاط، وصولًا للأشكال الحالية.
تدجين الخيول – 3000 ق.م
بالطبع لم يبتكر البشر الخيول، بل قاموا بتليين طباعها وخفض حدتها للتعامل معها وتدجينها بعدما كانت خيولًا برية صعبة المراس. وبالرغم من وجود الكثير من الفرضيات حول تدجين الخيول، لكن من المتفق عليه أنه كان يتم اصطيادها من أجل اللحوم، لكن سرعان ما استأنسها البشر واستخدموها في التنقل والترحال.
الآلات الطائرة – 1490م
بدأ خُطاها العالم والمخترع ليوناردو دا فينشي، حيث وضع الأفكار الأولى لآلات الطيران. قفز الكثير من أعالي الجبال وصولًا إلى مثواهم الأخير في محاولات كثيرة لابتكار آلة الطيران الأفضل، لكن دافينشي بدأ بدراسة وتحليل عملية الطيران لدى الطيور ورسم قوانين وقام باختبارها وراح يطوّر نماذج الطائرة الشراعية ذات الأجنحة والطائرات العمودية والمظلات، ورغم بقائه مغمورًا لفترة بأعماله المبهرة إلا أنه كان نواة الطائرات التي نعايشها الآن.
بالون الهواء الساخن والبواخر – 1783م
كان عام 1783م زاخرًا بالكثير من ابتكارات وسائل النقل، فقد كان عام بداية بالونات الهواء الساخن والبواخر. وقد بدأت خطوات هذا العصر الحديث للرحلات الهوائية في بداية القرن السابع عشر مع تجارب غاليليو التي أظهرت أن الهواء له وزن، وكانت أولى الرحلات الموثقة بالمنطاد في لشبونة عام 1709، وفي منتصف القرن الثامن عشر اختُبرت البالونات باستخدام البخار الساخن الذي وصف بالدخان الكهربائي، ثم استُخدم بعد ذلك غاز الهيدروجين في عملية الرفع.
قاطرة البخار – 1801م
بدأ بابتكار من المخترع البريطاني ريتشارد تريفيثيك الذي ابتكر أول محرك يعمل بضغط البخار.
أول ظهور للدواسات – 1858م
ظهرت الدواسات في النماذج الأولى للدراجات وأصبحت إحدى وسائل المواصلات الشعبية وهي لا تزال موجودة حتى الآن مع اختلاف أشكالها والشركات القائمة عليها.
مترو الأنفاق – 1863م
اعتبر أسرع وسائل النقل حينها وهو جزء من السكك الحديدية تحت الأرض، وكانت مشكلته الرئيسية هي كثرة الدخان وذلك قبل تطويره لاستخدام الكهرباء.استخدمت أول نماذجه في نقل حوالي 300 ألف راكب وصولًا إلى مليارات الركاب الآن.
محرك الاحتراق الداخلي – 1859م
كان الفيزيائي الهولندي كريستيان هينغز أول شخص يقوم بتجربة محرك احتراق داخلي بدائي في القرن السابع عشر، ولم يتم ابتكار أي محرّكات فعّالة تعمل بالبنزين حتى عام 1859م.
الترام الكهربائي – 1881م
قدم الترام الكهربائي فرصة أفضل من الوسيلة التي كانت منتشرة قليلًا وهي العربات التي تجرها الخيول، فكانت طفرة في عالم المواصلات آنذاك. وبرغم اختلاف هيئتها من مكان لآخر، أصبحت الوسيلة الشعبية في أغلب مدن العالم، واختفت في البعض الآخر.
الدراجات النارية – 1885م
استخدمت الكثير من الأشكال سواء بعجلتين أو ثلاث ولأغراض مختلفة في السفر والتنقل والرياضة وغيرها لسهولة حركتها في الأماكن الوعرة بخلاف السيارات والمركبات الأخرى. وقد ظهرت أولى سلاسل الدراجات النارية في عام 1894م والتي كانت أولى الوسائل التي يُطلق عليها الدراجات البخارية.
السيارات – 1886م
بدأ المخترع الألماني كارل بنز تطويرها بوضع أول تصوّر للسيارات ذات العجلات الرباعية مدعومة بمحرك احتراق داخلي وكانت من أفضل اختراعات البشرية التي نعاصرها الآن. وبدأت السيارات في الانتشار في بداية القرن العشرين وكانت أولى السيارات التي استطاع الجمهور امتلاكها سيارات طراز تي 1908م وهي سيارة أمريكية تم تصنيعها من قبل شركة فورد.
الطائرات العاملة بالطاقة الميكانيكية – 1903م
قرر الأخوان رايت الاستيلاء على وسائل المواصلات الجوية فبدآ بتطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الميكانيكية . وتستخدم طائرات الدفع الحالية نوعًا من المراوح القوية أو شكلًا من أشكال الدفع النفاث.
الصواريخ – 1926م
تعمل محركات الصواريخ عادة بطريقة الفعل ورد الفعل أي ببساطة يتم دفع الصواريخ عن طريق طرد العادم في الاتجاه المعاكس بسرعة عالية، وكلما كانت قوة دفع العادم أعلى كانت سرعة الصاروخ عالية وهذا ما يجعلها أفضل وسائل المواصلات خارج نطاق الغلاف الجوي. تتميّز الصواريخ بخفّة وزنها وقدرتها على توليد تسارع كبير في وقت محدود، وتستخدم في العديد من المجالات العسكرية والترفيهية والعلمية.
الطائرة الهليكوبتر – 1936م
نوع من الطائرات العمودية التي يتم رفعها ودفعها بواسطة الدوارات وهذا هو تفسير عملية الإقلاع والهبوط العمودي وقدرتها على أن تحوم إلى الأمام والوراء أو أفقيًا، ولهذا فهي إحدى وسائل المواصلات الجوية الفعّالة جدًا في المناطق المزدحمة، وقد تمّت أولى رحلاتها عام 1936م.
الطائرة الأسرع من الصوت – 1947م
تم تطويرها في النصف الثاني من القرن العشرين واستخدمت بالكامل تقريبًا لأراض عسكرية، ولم يدخل إلا طرازان فقط إلى الخدمة المدنية وهما كونكورد وتوبوليف 144. وكانت الطائرة الأمريكية بيل x-1 هي أولى الطائرات التي تم اختبارها والتي كانت تعمل بمحرك صاروخي.
الطائرات الجامبو العملاقة – 1970م
طائرات ضخمة ذات جسم عريض، تكفي لاستيعاب ممرين لنقل الركاب وتستطيع نقل عدد كبير من المسافرين قد يصل إلى 850 فردا في الرحلة الواحدة. وقد صُمّمت هذه الطائرات لتوفير مزيج من الكفاءة والراحة في السفر، ومن أشهرها طائرات بوينغ 747 وإيرباص A380.
المكوك الفضائي – 1981م
عُرّف على أنه مركبة فضائية لحمل البشر في مدارات قريبة من القشرة الخارجية للأرض، وقد صُمّم اعتمادًا دراسات مضنية من قبل وكالة ناسا وسلاح الجو الأمريكي في عام 1960م. وهي مركبة تتألف من طائرة فضائية ومزوّدة بوقود الهيدروجين السائل وخزانات الأكسجين السائل. قضت أول أربع رحلات اختبارية مدارية في عام 1982م. أوقفت ناسا برنامج المكوك الفضائي عام 2011.
قطار ماجليف – 1984م
بهيئة قطار لكنه مختلف في طريقة الحركة، حيث يعتمد قطار ماجليف على قوة الرفع المغناطيسية والتي تجعله يطفو على قضبان من الحديد وكأنه قطار طائر، ويتم توليد مجالات كهرومغناطيسية قوية بين جسم القطار والقضبان مما يؤدي لطفوه، ويتميز بسرعته الفائقة التي قد تصل إلى 550 كم/ساعة.
يُعد قطار ماجليف أحد الابتكارات الجوهرية في وسائل المواصلات قاطبة، إذ إنه لا يعتمد على عجلات أو محاور ولا يحتاج إلى احتكاك يُذكر، وقد سجّل القطار في عام 2003 سرعة بلغت 581 كم/ساعة، ومؤخرًا استطاع القطار جي آر ماجليف الياباني تسجيل سرعة مقدارها 603 كم/ ساعة ليحطّم الرقم القياسي العالمي.
السيارات ذاتية القيادة – 1995م
منذ القدم والعلماء يأملون في تطوير وسائل مواصلات تسير دون دفع أو سحب، وقد كانت في تصورات ليوناردو دا فينشي، لكن مع تطوّر الأفكار وبمرور الوقت بدأت تجارب أتمتة السيارات منذ عام 1920م حتى ظهرت بالفعل أولى السيارات ذاتية التحكّم في أوائل عام 1980 في جامعة كارنيجي ميلون.
بدأت شركات تصنيع السيارات بوضع نماذج السيارات ذاتية التحكّم، قادرة على استشعار البيئة المحيطة، وبدأ بالفعل اختبار نماذج منها على الطرق السريعة.
تستخدم السيارات ذاتية التحكّم مجموعة متنوعة من التقنيات للكشف عن المناطق المحيطة بها مثل: الرادار، ضوء الليزر، نظام تحديد المواقع، نظم برمجية. تستطيع السيارات ذاتية القيادة تفسير المعلومات الواردة من جميع مجسات الاستشعار وتحليلها واتخاذ قرار بناء على ذلك.
الوقود الهيدروجيني – 2015م
تستخدم السيارات الهيدروجين كوقود كصواريخ الفضاء لكن بطريقة أخرى، لكننا نعتبرها ضمن السيارات الكهربائية وذلك لاعتمادها في الحركة على الكهرباء الناتجة من تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين، ومن المثير أنه يُمكنك شحن خلايا الوقود أثناء سير السيارة حيث يتم تعبئة خزان الوقود بالهيدروجين في فترة بسيطة جدًا تصل إلى 3 دقائق. كما أن محركها صديق للبيئة
يستطيع هذا النوع من السيارات السير لمسافة 400كلم بدون الحاجة إلى وقود، ومن أمثلة هذه السيارات تويوتا ميراي، هيونداي ix35 FCEV وهوندا كلاريتي، و سيارة «إتش تو سبيد» التي اعتُبرت كأسرع السيارات الهيدروجينية بسرعة 299 كم/ساعة وطوّرتها شركة بينينفارينا الإيطالية.
الهايبرلوب – 2012 م
إذا حدثك أحدهم أنك ستنتقل ما بين القاهرة وأسوان (حوالي 870 كم) في نصف ساعة فقط، فقد تشكّك في قدراته العقلية. نعم، تفكيرك صحيح لكن هذا ما لم يكترث إليه إيلون ماسك حينما بدأ وضع الخطوط الأولى لفكرته التي سماها بـ«الهايبرلوب»، وسيلة المواصلات المستقبلية والتي اختبر نماذجها الأولية بنجاح.
الهايبرلوب، كبسولات لنقل الركاب بسرعات فائقة والتي قد تصل إلى 1200 كم/ الساعة، تمر هذه الكبسولات في أنابيب منخفضة الضغط خالية من الهواء، تربط ما بين المحطتين، مندفعة بسرعة فائقة على وسادة هوائية مضغوطة، لا تحتك بجدران الأنبوب بفعل حقل مغناطيسي ناتج عن موتور كهربائي يعمل بالطاقة الشمسية، تستطيع كل كبسولة حمل ما يقرب من 20 راكبًا، كما يُمكنك إطلاق كبسولة كل 30 ثانية في الأنبوب دون قلق من حدوث تصادم أو خروج أحد الكبسولات عن مسارها.
تصورات مستقبلية
الحزام النفاث
يأمل الكثير في تجربة محرك نفاث يتم ارتداؤها على الظهر، كالرجل الحديدي. ورغم محاولات البعض تطوير الأمر للاستخدام التجاري إلا أن هناك من قام بالفعل بتطوير أحزمة طيرانه الخاصة بالفعل.
حافلات تسير أعلى السيارات
اختبرت الصين منتصف العام الماضي نوعًا مختلفًا من الحافلات تسير في مستوى أعلى من السيارات وذلك أملًا في توفير حل بسيط لازدحام المرور، يحلق من خلالها الركاب فوق السيارات في طرقات المدن المزدحمة، وتتسع الحافلة لعدد 300 راكب في مركبة يبلغ طول الواحدة منها حوالي 21.6 متر.
المركبة الفضائية سكايلون
أحد تصميمات الطائرات الفضائية بدون طيار تعمل بالوقود الهيدروجيني، وتمتلك محرّكا نفاثا وصاروخيا مدمجا يُسمى «سابر». وهي فكرة المهندس البريطاني آلان بوند والذي أكد على أنها ستكون قادرة على أن تجوب العالم في أربع ساعات فقط، كما أنها تستطيع الوصول للفضاء الخارجي في أقل من ربع ساعة.
قطار لا يتوقف
كبسولة تشبه القطارات العادية لكنها مرتفعة فوق مستوى سطح القاطرة، وعند اقتراب القطار من المحطات تنفصل عن الكبسولة ليأخذ أخرى محملة بالركاب من المحطة، وتظل الكبسولة المنفصلة منتظرة القطار التالي ليلتقطها. لم يتم تطبيق التصميم إلى الآن على أرض الواقع لكنها فكرة مثيرة توفر الكثير من الوقت والجهد، فبدلًا تضييع الوقت يقوم القطار بالاستمرار في طريقه ويترك الكبسولة الحاملة للمسافرين فقط.
سيارات طائرة
هذه الوسيلة تندرج تحت صنفين من وسائل المواصلات فهي وسيلة برية جوية. وقد وضعت الكثير من النماذج في بداية القرن العشرين، ففي عام 1926م عرض هنري فورد سيارة طائرة تجريبية ذات مقعد واحد لكنه تخلى عن المشروع لتحطم الطائرة، لكن ما لبثت أن قامت شركات أخرى بتصميم السيارة وتحويلها إلى واقع.
عرضت شركة جيبتاك أفييشن تصميمًا جديدًا للسيارات الطائرة وهو مزوّد بمراوح متراصة عموديًا وتبلغ سرعتها 145 كم/ ساعة، وتستطيع الإقلاع والهبوط عموديًا كالطائرة الهليوكوبتر، كما أنها مزوّدة بخلايا كهربائية تجعلها قادرة على قطع رحلات محدودة اعتمادًا عليها.
ويستثمر المؤسس المشارك في شركة سكايب بمبلغ حوالي 10 ملايين دولار لتصميم سيارة طائرة، كما يمتلك لاري بيج، المؤسس المشارك لشركة جوجل، شركتي تصنيع سيارات طائرة، وشوهد في تجارب لأكثر من مرة في هذه السيارات. كما أكدت شركة إيرباص على نيتها تطوير سيارات طائرة ذاتية القيادة وستكون متاحة للتجربة خلال هذا العام.
الطاقة النووية
رغم وجود تخوّف من مسألة الطاقة النووية هذه الأيام خصوصًا من النشطاء البيئيين، إلا أن التطوير فيها لا نهاية له. وهناك شركة أمريكية تحاول الاستفادة من الثوريوم- عنصر مشع- في توليد الطاقة، لبناء محركات سيارة تعمل خلال تركيز الحرارة المنبعثة من الثوريوم واستخدامها في تحويل الماء إلى بخار وعمل سلسلة من التوربينات الدقيقة لتوليد الكهرباء، فالثوريوم كثيف بشكل لا يُصدق، حيث يستطيع جزء بسيط فقط «8 جرام» تشغيل السيارة لأكثر من 100 عام. إلا أن كل محاولات إنتاج سيارة نووية القديم منها والحديث لم تكتمل.
الطائرات بدون طيار ذاتية القيادة
يبدو وكأن المستقبل قد أتى مبكرًا حينما بدأت شركة أمازون عرض طائرتها ذاتية القيادة. تهدف طائرة أمازون الذكيّة إلى أن تكون الوسيلة الذكية الأولى للتوصيل المنزلي، قد يكون خيالًا علميًا في نظرك لكنّه بالفعل أصبح واقعًا ملموسًا، فقد اختبرت شركة أمازون هذه الطائرات بالفعل. لا يخفى على الجميع حجم تجارة موقع أمازون والتي ستسرع هذه الطائرات الذكية وتيرته من حيث الأمان وسرعة الاستلام، تخيّل أنك تشتري ليصلك المنتج في الحال بطائرة ذكية تطرق بابك، أليس هذا رائعًا؟!
دراجة هالبو النارية
قدّمت شركة بي إم دبليو تصميمًا لدراجة مستقبلية صديقة للبيئة تُدعى «هالبو»، وهي دراجة كهربائية بتصميم فريد ومزودة بالعديد من التقنيات الراقية والجماليات الفخمة. وتعتمد الفكرة على إنشاء وسيلة مواصلات شخصية يمكنها التحرّك بكفاءة في مناطق الاختناق المروري. تتكون الدراجة من عجلة أمامية كبيرة مزودة بمستشعر التسارع «جيروسكوب» لمعرفة اتجاه الحركة وأخرى خلفية صغيرة، كما توفر لك الدراجة مكانًا صغيرًا أسفل شاشة البيانات لوضع أمتعتك الخاصة.
وما زالت رحلة التطور المستمرة، ولا نعرف ما الذي يخبئه لنا المستقبل القريب أو البعيد. فلننتظر ونرى سويًا.
