Fordon och transport

Varu- och personflödet har knappast minskat fram till år 2100. Vad som däremot har ökat är effektiviteten. Man har använt mycket avancerade datortekniker för att effektivisera hela logistiksystemet i samhället.

Carnav

TFCN, eller Traffic Flow Control Network, är något som har utvecklats under tjugohundratalet till ett säkert och effektivt nätverk för att handha transporter. TFCN kallas i folkmun för ”carnav”. Systemet bygger till stor del på ett antal databaser som inte bara lagrar information om fordon som rör sig på motorlederna utan dessutom simulerar framtida händelser för att förutse potentiella problem i trafikflödet och besluta om åtgärder för att minska eller eliminera problemen. Carnav kan stänga eller öppna filer, ändra hastighetsbegränsningar eller till och med rekommendera omvägar via andra leder och på så sätt kontrollera trafikflödet så att trafikstockningar inte inträffar.

Carnav bygger på att vägarna dels har sensorer, dels har datareläer och transpondrar i fordonen och dels har konstant trafikövervakning via satellit. Varje bil med transponder skickar iväg sin identifikation till ett relä som sedan skickar det vidare till en databas. En bil utan transponder eller med trasig transponder identifieras ändå av sensorerna, som dessutom används för att dubbelkolla transponderns information. Detta sammanställs i en databas för ett område. Databasen kan skicka relevant information till närliggande områden och även fråga närliggande områden om extra information. Den information som ett fordon behöver skickas över till fordonet via reläet, så en bil med transponder ”vet” därför om hur trafiksituationen ser ut.

Fordon med transponder har också en färddator som kan ta över kontrollen av fordonet. Om en förare är ouppmärksam kan färddatorn ta över kontrollen och göra en undanmanöver. Den kan också hålla fordonet under fartbegränsningen och informera om trafikstockningar längre fram och visa olika möjliga färdvägar till målet.

Om föraren tillåter kan den också fungera som autopilot och själv köra bilen till målet. Färddatorn kan fråga närliggande bilar via transpondern, och om fordonen ska åt samma håll kan ett fordon lägga sig tätt bakom ett annat. Det händer ofta att flera fordon som ska åt samma håll ligger tätt bakom varandra i ett ”tåg” som färdas med hög fart i en för ändamålet avsedd fil på en motorväg. När ett fordon behöver lämna ”tåget” gör den det och luckan fylls snabbt igen. Fordonet som lämnade ”tåget” kan sedan köra vidare själv eller leta upp ett annat ”tåg” som är på väg åt rätt håll. Detta sker mer eller mindre autonomt utan carnavs ledning.

Carnav bekostas med vägavgifter och vägskatter, samt till viss del av biltillverkare. Det är globalt utbyggt över hela Jorden, inklusive i tredje världen.

Bilpoolabonnemang

Det är inte så många storstadsbor eller förortsbor som äger en bil. De flesta abonnerar istället på rätten att framföra en bil ur en bilpool. De flesta stora firmor har bilpooler med ett stort antal bilar tillgängliga, samtliga med transponder och färddator. En abonnent går helt enkelt till bilpoolen och med sitt identikort öppnar han en bil som är ledig. Han kör sedan runt i den så länge han önskar och lämnar den sedan i en annan bilpool, där någon annan kan hämta bilen och köra vidare. När han sedan ska hem hämtar han en annan bil ur poolen och kör hem med den. Man kan också beställa en bil så att det säkert finns en i bilpoolen. Man betalar per mil via en faktura som dimper ner i (den elektroniska) brevlådan senare – i princip bränslekostnaden plus ett litet pålägg för service och omkostnader.

De flesta bilpoolföretag har policyn att det alltid ska finnas en bil tillgänglig i en bilpool. Om det finns risk att en bilpool kommer att bli tom kan bilar skickas dit från andra bilpooler med överflöd. De använder då färddatorn och Carnav för att nå fram även utan förare. Dessutom finns möjligheten att beställa en bil så att det säkert finns en i poolen när man behöver en. Skulle en abonnent ändå bli tvungen att vänta på grund av att en pool är tom när han behöver en bil så brukar företaget kompensera detta och dessutom köra fram en bil så fort som möjligt. I nödfall skickar man till och med en taxi kostnadsfritt för abonnenten.

Bilpoolabonnemang är dock inte något som alla har nytta av. Det finns nackdelar med det. Till att börja med har man inte en egen bil som man kan lasta saker i, så man får se till att ta med sig allting ur bilen när man lämnar den. Det finns också en viss risk att en bilpool är tom när man behöver en bil, men detta är endast tillfälligt och tämligen självreglerande.

Fördelarna är dock att det blir billigare och lättare för kunden att ”äga” bil, i och med att servicekostnader mer eller mindre försvinner då den delas mellan alla som abonnerar på bilpoolen. Bilpooler gör också att färre bilar står stilla och att bilindustrin därmed anstränger miljön och råvaruresurserna mindre. Dessutom sparas plats, något som det är ont om i storstäder.

Motorteknik

Två motortyper dominerar inom bilindustrin idag. Den ena är en vätedriven förbränningsmotor, den andra är en eldriven bil med antingen bränsleceller eller flytande metallbatterier.

Den vätedrivna förbränningsmotorn fungerar antingen som en vanlig kolvmotor eller som en turbinmotor. Kolvmotorn är den enklaste metoden, där en väte-syreblandning sprutas in i cylindern och antänds, vilket driver kolven och därmed motorn. Den andra varianten är en turbin, där en väte-syreblandning antänds och den expanderande heta gasen får driva runt en fläkt i en turbin. Båda har sina fördelar och nackdelar: kolvmotorn är enklare att tillverka och underhålla men har sämre bränsleekonomi, medan turbinmotorn har bättre bränsleekonomi och är helt vibrationsfri men är dyrare att tillverka och svårare att underhålla. Motorn driver i båda fallen en axel som i sin tur går direkt till hjulen.

Eldrivna bilar har en elmotor kopplad direkt till varje drivhjul, oftast de två främre men ibland alla fyra. Det är en enklare konstruktion eftersom man slipper axlar, drivlinor, kardaner och andra knepigheter. Varje elmotor styrs istället elektroniskt via en dator, vilken är enklare och billigare än mekaniska prylar att tillverka i stora upplagor. Energin till elmotorerna kommer antingen från en uppsättning flytande metallbatterier eller från en uppsättning bränsleceller.

I de flytande metallbatterierna har man en metallösning som lagrar elektrisk energi, som sedan sakta laddas ut till elmotorerna. De laddas om genom att man spolar ut den gamla metallösningen och fyller på med ny laddad lösning. Fördelen är att det är ett effektivt system räknat i energi per volym. Det används ofta i bilar i bilpooler, där det är viktigt att ha små bilar.

Bränsleceller använder väte som energikälla. Vätet pressas genom ett tunt membran täckt med platina. Membranet binder syremolekyler och när två väteatomer pressas igenom membranet reagerar vätet med syret och membranet släpper ifrån sig en elektron och en vattenmolekyl. På så sätt stoppar man in väte från en tank och syre från luften, och får ut rent vatten och elektrisk energi.

Om man behöver väte för motorn (i samtliga fall utom flytande metallbatterier) lagras det i en trycktank fylld med nanografit. Problemet med väte är att det tar plats även i flytande form, eftersom molekylerna rör på sig så mycket. Nanografiten ”låser fast” vätet i ”fack”, så att det tar mindre plats. Det innebär att en tank med nanografit kan rymma ungefär tjugofem gånger så mycket väte som samma volym utan nanografit. Dessutom blir trycket i tanken mindre, så tanken blir billigare eftersom den inte behöver vara lika trycktålig, och slutligen blir tanken säkrare, eftersom nanografiten inte släpper ut all vätgas på en gång utan lite i taget.

Fossila bränslen används fortfarande till viss del, framförallt på stora bruksfordon som används i oländig terräng, men även kompakta fusionsreaktorer används på sådana. Nackdelen med kompaktreaktorer är att de antingen måste användas eller kopplas till en extern kylanläggning för att inte överhetta. Det tar tid att få upp fusionsreaktionen i reaktorn och även att stänga av den, så om man inte har en kylanläggning på plats så är kompaktreaktorer inte så bra att använda. De flesta speditionsfirmor och långtradarmotell har dock kylanläggningar, så många långtradare har kompaktreaktorer även om många fortfarande använder fossila bränslen.

LISE är ett system för energidistribution som huvudsakligen används på kolonierna men som även har kommit att till viss del slå igenom på Jorden. Förkortningen står för Linear Induction Superconducting Engine, linjär supraledande induktionsmotor, och är ett revolutionerande system för framdrift. Idén är inte ny, utan användes i experimenttåg redan under 1900-talets senare hälft. Det var först i och med billiga supraledare i början av 2000-talet som det blev praktiskt att använda sådana system i stor skala och svävtåg har nästan helt ersatt järnvägsnätet år 2101.

LISE är bilversionen av det svävande tåget. En supraledande matta i vägbanan leder ut ström som förs över till fordonen med hjälp av induktion. Detta gör att ett fordon utrustat för LISE inte behöver något batteri eller någon bränslecell så länge den befinner sig över en vägbana utrustad med LISE. Man får dessutom fördelen att man slipper förbränningsmotorer som slukar syre. För att stimulera användandet av LISE har man ganska stora skattepålägg för de som använder förbränningsmotorer på kolonierna, såvida man inte kan visa att det är nödvändigt för ens yrkesverksamhet att använda en förbränningsmotor. Dessutom har den supraledande mattan den intressanta att ett magnetfält inte kan förekomma i supraledaren. Lägger man en magnet på en supraledare så kommer den sväva ovanför den.

Detta används ofta på kolonierna med lägre gravitation för att låta en magnet på bilens undersida hålla den svävande. Genom att variera styrkan och riktningen hos magneterna kan man styra bilen och även gasa och bromsa. Det är inget ovanligt med svävbilar på Mars, Merkurius, Ganymedes, Månen och Titan, där det inte finns några vägar som inte är utrustade med LISE.

På Jorden är det än så länge inte så intressant med svävbilar, eftersom gravitationen är så stor och att det därför krävs så mycket mer energi. Japan har dock ett väl utbyggt LISE-system för energidistribution, i och med att en bil med LISE inte behöver batterier eller bränsleceller. De flesta LISE-bilar på Jorden är dock försedda med en liten batteribackup eller bränslecell som reserv, något som kallas för LISE Combi.