В 2022 году в Европе появляются первые автомобили с автономностью 3-го уровня. Это следует после одобрения немецких властей в предыдущем году. В то время как транспортные средства с автономностью 2-го уровня управляются только частично без помощи рук и требуют постоянного контроля со стороны человека, системы 3-го уровня могут управлять автомобилем автономно в определенных условиях (например, на автомагистралях) и могут принимать решения, не требуя от водителя брать управление на себя.
Mercedes-Benz переработал свой седан S-класса, включив в него функцию Drive Pilot, и в 2021 году получил техническое одобрение Федерального управления автомобильного транспорта Германии на основе действующих на международном уровне Правил ООН 157 для автоматизированных систем удержания полосы движения. Новая технология использует множество камер, радаров и датчиков для мониторинга ситуации с транспортным средством, контролирует его скорость и расстояния до других участников дорожного движения, а также независимого выполнения маневров уклонения или торможения без вмешательства водителя. Собранная в режиме реального времени информация о геометрии дорог, профилях маршрутов, дорожных событиях и дорожных знаках в сочетании с высокоточным GPS и цифровой 3D-картой позволяет системе самостоятельно управлять автомобилем в течение длительного времени. Mercedes-Benz также может осуществлять экстренный вызов и открывать двери и окна, чтобы предоставить доступ службам экстренного реагирования в случае чрезвычайной ситуации.
Drive Pilot – это гораздо более продвинутая версия более раннего “Пакета помощи водителю” для S-класса. Добавлен новый лидар с рабочим углом 120°, камера на заднем стекле, а также микрофоны для обнаружения огней и сирен приближающихся автомобилей скорой помощи.
Первоначально система ограничена максимальной скоростью 60 км /ч на 13 200 км автодорог в Германии. Однако, позже он станет доступен и в других странах, таких как США и Китай, скоростные ограничения будут снижаться.
Новый железнодорожный подводный тоннель Хельсинки–Таллинн проходит через Финский залив и соединяет столицу Финляндии и Эстонии. При длине под водой более 50 км он становится самым длинным подводным тоннелем в мире, превышающим 37,9 километровый тоннель под Ла-Маншем между Англией и Францией.
Необходимость в таком тоннеле возникла из-за образования узкого горлышка при перемещении людей и грузов через залив. Путешествие на пароме занимает два часа, и всё большее количество людей нуждались в транспорте. Хельсинки уже носил звание самой загруженной пассажирской гавани в мире. Между тем, сухопутный проезд между Хельсинки и Таллином занимает 800 км пути на восток и проходит через Россию.
Планы по переправе впервые появились в конце 2000-х годов. Правительства обеих стран обратились в ЕС за финансированием и отчетами об обследованиях. Наряду с этим предприниматели и частные лица начали создавать свои собственные проекты тоннелей и переходов. После технических оценок, исследований долгосрочных объёмов пассажирских и грузовых перевозок и анализа затрат и выгод Эстония и Финляндия подписали Меморандум о взаимопонимании в 2021 году. Это способствует взаимному сотрудничеству в транспортном секторе, включая крупномасштабные стройки, такие как тоннель Хельсинки–Таллинн.
Рейс 4590 авиакомпании Air France выполнял рейс сверхзвуковой самолёт «Конкорд» из международного аэропорта имени Шарля де Голля недалеко от Парижа, Франция, направляясь в международный аэропорт имени Джона Кеннеди в Нью-Йорке. 25 июля 2000 года он потерпел крушение в Гонессе, Франция – погибли все 100 пассажиров и девять членов экипажа на борту рейса, а также четыре человека на земле. В результате этой катастрофы – вместе с экономическими последствиями 11 сентября – легендарный самолет был выведен из эксплуатации в 2003 году. Ещё долгое время после «Конкорда» пассажиры не смогут летать на сверхзвуковой скорости.
В 2010 году на дорогах мира насчитывалось всего около 25 000 электромобилей. Это число росло в геометрической прогрессии в течение следующих пяти лет, достигнув более миллиона к концу 2015 года. По продажам чистых электромобилей лидировала Япония с долей рынка 28% от мировых продаж, за ней следовали Соединенные Штаты с долей 26 %, Китай с долей 16 %, Франция с 11 % и Норвегия с 7 %. В расчете на душу населения лидерами были Норвегия (6,1 %) и Нидерланды (5,55 %), а Исландия (0,94 %) значительно отстала, будучи на третьем месте. Крупнейшими компаниями по производству электромобилей были Tesla, Nissan, GM/Opel, Toyota и Ford.
Несмотря на быстрый рост, электромобили по-прежнему составляют лишь крошечный процент (0,1 %) от примерно миллиарда автомобилей в мире. Основными факторами, ограничивающими их использование, были высокая стоимость (даже после правительственных стимулов), беспокойство по поводу дальности хода, время зарядки и отсутствие общественной инфраструктуры для подзарядки. Однако в настоящее время разрабатывается ряд заметных инноваций, которые позволят этим транспортным средствам продолжить тенденцию к росту.
Возможно, самым большим достижением стало продолжающееся падение цен на аккумуляторы: в среднем с 900 долларов США за кВт-ч в 2010 году до менее 600 долларов США за кВт-ч в 2015 году. Производство аккумуляторов резко увеличится с “Гигафабриками” Теслы, которые начнут производство в 2017 году. Тесла также создаёт свою сеть зарядок, предлагая бесплатные высокоскоростные станции. К концу 2015 года около 98 процентов населения США будет находиться в пределах досягаемости станции. Сети также создавались в Европе и Азии.
Замена батареи была ещё одним разрабатываемым методом, при котором разряженная батарея заменяется полностью заряженной за пять минут, что позволяет сократить время ожидания зарядки аккумулятора. Первое современное коммерческое внедрение этой технологии закончилось банкротством для соответствующей компании, но другие продолжат разрабатывать и стандартизировать подобную технологию в будущем.
Другие области возможностей для сокращения затрат включали облегчение транспортных средств для расширения запаса хода, системы электропривода, полностью интегрирующие двигатели и электронику, использующие полупроводники с широкой полосой пропускания, нанотехнологические материалы и двигатели, не содержащие редкоземельных элементов. В дальнейшем беспроводное электричество станет довольно распространенной особенностью городских центров, и это ещё больше повысит привлекательность электромобилей.
С учетом растущей озабоченности по поводу энергетики и окружающей среды – наряду с достижениями в области технологий и снижению стоимости – эти транспортные средства имеют большие перспективы в ближайшие годы и десятилетия.
Строившийся с 1881 по 1914 гг. Панамский канал был одним из крупнейших и самых сложных когда-либо предпринятых инженерных проектов. Через него проходит кратчайший путь между Атлантическим и Тихим океанами, что значительно сокращает время в пути для судов, позволяя им избежать длительного, опасного маршрута вокруг мыса Горн на южной оконечности Южной Америки.
В течение почти ста лет, канал пользовался большим успехом, являясь ключевым маршрутом международной морской торговли. В начале 21-го века, однако, через него стало проходить гораздо больше судов, чем было предусмотрено его строителями. В 1934 году было подсчитано, что максимальная пропускная способность канала составит около 80 млн. тонн грузов в год. В 2010 году фактический показатель составил почти 300 млн. тонн с положительной динамикой роста, более трети судов не могли пройти из-за размера. Мировой спрос потребовал значительного обновления канала.
Были разработаны проекты различных улучшений, в том числе земляные работы для новых полос движения канала, позволяя проходить более габаритным кораблям и в большем количестве; два новых шлюза, по одному на Атлантическом и Тихоокеанском сторон; расширение и углубление существующих каналов; расширение озера Гатун до максимального рабочего уровня воды.
В начале 2016 года строительство окончательно завершено, и новые врата открыты для транзита. Проходимость канала на данный момент удвоилась, в целом он сможет справиться с прогнозируемым ростом объемов перевозок до 2025 года. Этот мега-проект облегчает многочисленные тяготы судоходной отрасли, а также создаёт огромное количество рабочих мест для жителей Панамы, генерирует достаточные доходы, чтобы снизить уровень бедности в стране почти на 30%. Однако критики проекта утверждают, что существуют серьезные экологические проблемы.
Бреннерский тоннель или базисный тоннель Бреннера (нем.Brennerbasistunnel; итал.Galleria di base del Brennero) – это 64-километровый маршрут грузовых и пассажирских поездов, проходящий через основание горного хребта Восточных Альп и соединяющий Скандинавию со Средиземноморьем. Он состоит из двух основных тоннелей, по которым осуществляется движение с севера на юг и обратно. Под ними находится меньший вторичный тоннель, который используется во время строительства в качестве направляющего тоннеля для определения геологических условий, а затем используется для дренажа и аварийного доступа.
Проект стоимостью 9,2 млрд евро получает значительное финансирование от Европейского союза. Он образует центральный компонент гигантского коридора SCAN-MED, начинающегося в Финляндии и тянущегося до Мальты, который образует важнейшую ось север–юг для европейской экономики.
В дополнение к базисному тоннелю Бреннера в Центральной Европе, еще одним важным компонентом коридора SCAN-MED является Фемарнбельтский тоннель в северной части маршрута. Этот подводный тоннель обеспечивает прямую связь между северной Германией и Лолландом, а оттуда – с датским островом Зеландия и Копенгагеном, став самым длинным в мире комбинированным автомобильным и железнодорожным тоннелем. Фемарнбельтский тоннель завершён вскоре после Бреннерского тоннеля.
Максимальная рабочая скорость в базисном тоннеле Бреннера составляет 250 км/ч для пассажирских поездов и 160 км/ч для грузовых. Это помогает устранить основное препятствие на альпийских маршрутах между Германией и Италией.
Раньше поездки были связаны с извилистыми железнодорожными путями и перегруженными дорогами с крутыми уклонами. В отличие от этого, Бреннерский тоннель – это совершенно новый маршрут, проходящий с малыми углами наклона напрямую через десятки километров скал. На глубине 1720 м под поверхностью он становится самым глубоким проходом через Альпы, сокращая время в пути с 80 до всего 25 минут.
Серьезной технической проблемой были четыре различных типа горных пород и одна из самых длинных линий разломов в Европе, через которую должен пройти туннель. Первый этап длился с 1999 по 2002 год и включал подготовительную работу. Этап II продолжался с 2003 по 2008 год с разведочными скважинами, экологическим планированием и окончательными техническими деталями. Этап строительства основного тоннеля начался в 2011 году.
Проект предусматривает в общей сложности выемку 21,5 миллиона кубометров горных пород, при этом около трети из них перерабатывается и повторно используется в качестве заполнителя бетона в туннеле. Оставшийся материал направляется на пять объектов над землей, действуя в качестве наполнителя для участков, которые могут быть засажены лесом и благоустроены. После завершения строительства в 2028 году базисный тоннель Бреннера становится самым длинным подземным железнодорожным соединением в мире, превысив Готардский базисный тоннель в Швейцарии протяженностью 57 км и метротоннеля Гуанчжоу в Китае.
К началу 22-го века сверхпроводники комнатной температуры используются во множестве устройств и изменили большую часть мировой инфраструктуры и дорожных сетей. Некоторые из революционных достижений включают передачу энергии без потерь, лучшее удержание энергии термоядерного синтеза, улучшенное изображение для медицинского сканирования, множество новых парящего или летающего транспорта, скользящего над землей.
Открытие сверхпроводимости в 1911 году выявило набор физических свойств, наблюдаемых в некоторых материалах, где электрическое сопротивление исчезает при приближении к абсолютному нулю. Дальнейший прорыв в 1933 году привел к открытию эффекта Мейснера – выбросу линий магнитного поля из внутренней части сверхпроводника во время его перехода в сверхпроводящее состояние, которое происходит, когда материал охлаждается жидким азотом до -203°C и придаёт магниту левитацию.
Первоначально ученые знали только о нескольких металлах с исчезающим электрическим сопротивлением чуть выше абсолютного нуля (-273°C). Однако в 1980-х годах исследователи обнаружили керамические материалы, демонстрирующие это явление выше 35 К (-238°C). Дальнейший прогресс в области керамики в 1990-х годах продемонстрировал существенный скачок критических температур, достигших более 150 К (-123°C).
Эффект Мейснера
В начале 21 века происходили постепенные улучшения с использованием различных других материалов, но все они требовали чрезвычайно высоких давлений, сопоставимых с условиями во внешнем ядре Земли. Исследователи, наконец, достигли “святого грааля” сверхпроводимости при комнатной температуре в 2020 году, используя соединение при температуре 15°C с использованием алмазной наковальни при 269 гигапаскалях (ГПа).
В последующие годы и десятилетия исследовательские группы переключили свое внимание с более высоких температур на усилия по снижению огромного давления, необходимого для сверхпроводимости. Появились новые методы масштабирования материалов – от наноразмерных до микроскопических и более крупных. В конце концов стало возможным сочетать режим комнатной температуры с материалами, видимыми невооруженным глазом и стабильными при относительно низких давлениях.
Позже, в 21 веке, некоторые из самых мощных в мире искусственных интеллектов сделали дальнейшие открытия с ещё более низким давлением. В конечном счете, эти стабильные состояния соответствовали атмосфере Земли на уровне моря. Следующий критический шаг включал совершенствование методов массового производства этих новых соединений с помощью сверхточной организации нанотехнологий. Затем произошел переход от лаборатории к практическим приложениям – снова управляемым и развертываемым ИИ наиболее эффективными из возможных способов. На заводах и других объектах 3D-печать позволила этим сверхпроводникам объединяться с высокой скоростью.
После открытия сверхпроводимости и эффекта Мейснера потребовалось столетие, чтобы появился первый сверхпроводник комнатной температуры. Теперь, после еще ста лет исследований и разработок, практическое применение становится очевидным. В 2110 году мир преображается с помощью новых устройств и компонентов, способных функционировать без электрического сопротивления и с вытеснением линий магнитного поля при комнатной температуре.
В современном городе часто можно наблюдать левитирующие автомобили, капсулы и другие транспортные средства, плавно скользящие по воздуху. Они плавают над подушкой магнетизма и питаются от беспроводной энергии, передаваемой с площадок, встроенных в землю. На улице вы можете наткнуться на сюрреалистическое зрелище припаркованного автомобиля, неподвижно висящего в воздухе. Даже само здание может включать в себя конструкции, вывески или архитектурные элементы, под которыми, по-видимому, ничего нет.
Эти парящие транспортные средства имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционным колесным транспортом. Регулируя высоту полета вблизи пешеходов, они могут просто дрейфовать над ними, что исключает возможность несчастных случаев. Это также снижает частоту дорожно-транспортных происшествий, которые были причиной огромного числа жертв в течение 20-го и 21-го веков. Отсутствие контакта с поверхностью также устраняет проблему износа шин и, следовательно, уменьшает загрязнение воздуха и микропластика, образующееся от транспортных средств.
Хотя колеса всё еще широко распространены в транспорте, их быстро вытесняют сверхпроводящие технологии, поскольку городские власти все чаще признают эти преимущества и расширяют необходимую инфраструктуру. Некоторые из более богатых и высокотехнологичных регионов уже модернизировали всю свою дорожную сеть, чтобы обслуживать левитирующие транспортные средства. По мере того как становится доступным все больше и больше маршрутов, возможность путешествовать в трех измерениях, а не в двух, позволяет сократить время в пути. В сочетании с ИИ для управления дорожным движением заторы практически устраняются. Для этих автономных летательных аппаратов доступно большое количество энергии, при этом 100% электроэнергии в мире в настоящее время обеспечивается за счет сверхэффективных чистых технологий, а для обеспечения того, чтобы они оставались в воздухе, встроено множество резервов.
Сверхпроводники комнатной температуры преобразуют множество других областей. Теперь возможна передача электроэнергии без потерь, что делает устаревшей традиционную инфраструктуру для преобразования переменного тока низкого и высокого напряжения и обеспечивает идеальную передачу электроэнергии на огромные расстояния. Накопление энергии также претерпевает революцию, поскольку деградация батареи больше не является проблемой, а сверхпроводящие провода вместо этого захватывают и хранят электричество бесконечно. Компьютеры, планшеты и другую электронику можно заставить работать без нагрева, эффективнее и с гораздо меньшим потреблением энергии.
Другие разработки включают в себя сверхсильные и ультракомпактные двигатели, а также машины, для работы которых когда-то требовались целые здания или помещения, которые теперь жизнеспособны в гораздо меньших масштабах. Например, в настоящее время появляется компактный ядерный синтез, который особенно полезен в космических путешествиях. Крупномасштабным научным установкам, таким как ускорители частиц, теперь требуется меньше энергии и капитальных затрат, в то время как высококачественная медицинская визуализация более эффективна и доступна в меньших форм-факторах.
В 1960-х годах судоходные компании начали расширять использование контейнеров. Это позволяло объединять товары в более крупные, унифицированные грузы, которые можно было легко обрабатывать, перемещать и складировать, и которые плотно упаковывались на судне или верфи. По мере того как экономика развивалась, а общество становилось все более глобализированным, контейнеров становилось всё больше и больше, что обусловливало спрос на всё более крупные морские суда.
Промышленность использует измерение, известное как TEU, что означает “двадцатифутовая эквивалентная единица”- металлическая коробка стандартного размера 6,1×2,44 м, высотой 1,3—2,9 м, которая может транспортироваться различными видами транспорта: автомобильным, железнодорожным и морским. Например, грузовое судно вместимостью 20 000 TEU может вместить в себя 20 000 грузовых контейнеров такого размера.
В начале 1970-х годов на самых больших кораблях находилось около 2000 TEU. В последующие десятилетия пропускная способность существенно возросла. К 2010 году они достигли 15 000 TEU, а к 2020 году регулярно превышали 23 000 TEU, что на порядок больше, чем 50 лет назад. Примечательный инцидент произошел в 2021 году, когда “Эверетт” – одно из крупнейших в мире контейнерных судов – сел на мель в Суэцком канале, тем самом нанося ущерб мировой торговли на почти 10 миллиардов долларов каждый день в течение недели.
Приспособления для швартовки разделяли суда на 100-метровые секции. В течение многих лет из-за этого ограничения не было возможности строить корабли больше 400 метров в длину, что приводило к появлению широких, громоздких, вертикально сложенных контейнеровозов. Однако огромные и растущие объёмы грузов, требующих перевозки, означали, что в конечном итоге это правило необходимо было нарушить по практическим соображениям и соображениям безопасности. Таким образом, начали появляться первые контейнерные суда длиной в полкилометра, их дополнительная вместимость компенсировала увеличение платы за негабаритную стоянку.
В дополнение к длине, корабли продолжали расти в ширину и в осадке. На развивающихся рынках Юго-Восточной Азии и в других странах теперь в обществе укрепился средний класс с повышенными доходами на душу населения и уровнем жизни, требующий все большего и большего количества потребительских товаров со всего мира.
К концу 2060-х годов – спустя целое столетие после их появления – контейнерные суда достигли поистине огромных размеров. Самые крупные из них в настоящее время превышают вместимость 50 000 TEU, что более чем вдвое больше по объему своих предшественников из 2020 года. Это потребовало серьезной модернизации портов, такой как реконструкция кранов и другой инфраструктуры терминалов. Гигантские плавучие сухие доки с кранами с обеих сторон, которые одновременно загружают или выгружают груз с одного судна, являются обычным явлением в прибрежных городах 2060-х годов. Еще одним важным событием является расширение каналов и других маршрутов.
Эти корабли не только намного больше, но и полностью автоматизированы. Порты с автоматизированными средствами уже появились в 2020-х годах, и сами суда теперь также управляются ИИ. Времена пиратства прошли, так как суда могут действовать полностью самостоятельно, предотвращая любую возможность захвата заложников. Автоматизированные средства защиты, такие как вооруженные беспилотные летательные аппараты, служат для отпугивания любых потенциальных злоумышленников. Любое техническое обслуживание, необходимое во время рейса, также может выполняться роботами.
Ещё одним улучшением является то, что весь мировой судоходный флот теперь на 100% экологичный, поскольку все старые суда были выведены из эксплуатации, в то время как новые суда соответствуют международным стандартам по выбросам.
Каршеринг – это вид проката автомобилей, где люди арендуют машины на короткие промежутки времени, часто по часам. Он привлекателен для клиентов, которые лишь время от времени пользуются автомобилями, а также для тех, кому нужен доступ к транспортному средству другого типа, чем тот, который используется ежедневно. Хотя некоторые фирмы экспериментировали с этой концепцией в конце 20-го века, она стала хорошо известной только в начале 21-го века. Начиная с 2000-х годов, растущая тенденция гибкой, мультимодальной мобильности по требованию привела к быстрому расширению услуг каршеринга. К 2015 году программы обмена автомобилями были доступны на пяти континентах, более чем в 30 странах и в сотнях городов по всему миру. Растущая урбанизация, возрастающие проблемы перегруженности и загрязнения окружающей среды, а также социальные и личные расходы на владение частными автомобилями, продолжали стимулировать спрос на альтернативные варианты, такие как каршеринг.
Новые инновации включали в себя услуги каршеринга в один конец для более коротких, спонтанных поездок; автопроизводителей, сотрудничающих с гаражными и парковочными сетями, чтобы предоставить пользователям бесплатную парковку в городских центрах; мобильные приложения для вызова поездок; внедрение плаг-ин электромобилей; и небольшое, но растущее число самоуправляемых транспортных средств. В то время как промышленность продолжала расширяться в Европе и Северной Америке, большая часть нового роста происходила в Азиатско-Тихоокеанском регионе, особенно в Китае. В 2014 году число участников программ каршеринга составило 2,4 миллиона человек. К 2024 году этот показатель увеличился почти в десять раз и достиг 23,4 миллиона, в то время как мировые доходы выросли в шесть раз, увеличившись с 1,1 до 6,5 миллиарда долларов.
Прибрежная тропа Англии /England’s Coastal Path/ – это общественный пешеходный маршрут протяжённостью 4800 км, охватывающий весь периметр Англии и Уэльса. Теперь это самая длинная урегулированная и размеченная знаками и дорожками прибрежная пешеходная дорога в мире. Она открывает места, которые ранее были ограничены землевладельцами или были физически недоступны. Тысячи новых пешеходных путей, сельских троп, альпинистских маршрутов, пляжей, бухт, скал и живописных видов становятся доступными, помогая стимулировать туризм, улучшить местную экономику и вдохнуть новую жизнь в приморские города и деревни. Маршрут через Уэльс был завершён уже в 2012 году. Предполагалось, что остальные английские участки будут завершены к 2030 году, но дополнительное государственное финансирование позволило ускорить график на 9 лет – с готовностью к 2021 году.
Прибрежная тропа будет находиться под угрозой эрозии в последующие десятилетия. Однако, это смогли учесть, поэтому, если часть побережья размоется или подвергнется оползню, путь не исчезнет – его можно будет восстановить с новой береговой линией.
