Roadster Mpya ya Tesla Ilifika 60 mph kwa Sekunde 0.81, Kisha Ikaruka Juu ya Cybertruck

Kwa miaka tisa Roadster mpya ya Tesla ilikuwa gari ambalo halikuwahi kufika. Usiku wa Alhamisi, tarehe 15 Oktoba, hatimaye ilijitokeza, na haikuendesha tu. Katika eneo la majaribio la SpaceX karibu na Waco, Texas, Roadster ilipanda njia ya mteremko iliyopinda, ikashikamana nayo ikiwa imegeuka juu chini kabisa, ikawasha vichochezi vya gesi baridi (cold-gas thrusters) vilivyotengenezwa kwa ushirikiano na SpaceX, ikageuka angani na kutua kwenye magurudumu yake. "Basi, ilifanya kazi," Elon Musk alisema baadaye, kwa sauti tulivu isiyo na hisia.

Kisha ilifanya jambo la ajabu zaidi. Kwa kutumia vichochezi hivyo hivyo, gari lilijiinua juu ya msururu wa magari ya Tesla likiwa linatembea: Cybercab, Cybertruck, Tesla Semi, Model Y na Model 3, kulingana na TechCrunch. Tesla pia iliiendesha kutoka 0 hadi 60 mph kwa sekunde 0.81 wakati wa tukio hilo. "Inageuka kuwa wakati ujao kweli una magari yanayoruka," Musk aliwaambia umati.

Tazama uzinduzi kamili wa Roadster ya Tesla kwenye YouTube

Kile ambacho Tesla ilionyesha hasa

Tesla iliwasilisha matoleo matatu ya gari hilo. Takwimu zilizo hapa chini ni madai ya Tesla; hakuna hata moja ambalo limejaribiwa kwa kujitegemea bado.

• Roadster Performance: viti viwili, 0 hadi 60 mph chini ya sekunde 1.6. Hili ndilo gari la barabarani.
• Roadster Thrust: viti viwili, inaongeza vichochezi vya gesi baridi vilivyowekwa nyuma, 0 hadi 60 mph chini ya sekunde 0.9.
• Roadster Rocket: kiti kimoja, vichochezi vilivyozunguka ukingo wa gari kwa ajili ya msukumo wa kwenda mbele na juu na kwa kuzungusha, 0 hadi 60 mph chini ya sekunde 0.59. Tesla inasema ni kwa mwaliko tu na haijaidhinishwa kutumika kwenye barabara za umma.

Makamu wa rais wa uhandisi wa Tesla, Lars Moravy, alisema Rocket inatumia vichochezi kumi vinavyolishwa na takriban lita 600 za hewa iliyobanwa, ambayo inaweza kujazwa tena. Taarifa za tukio hilo zinaorodhesha masafa ya zaidi ya maili 300 na kasi ya juu ya zaidi ya 230 mph kwa matoleo yote matatu. Musk alisema uzalishaji unaanza mwaka 2028.

Uhifadhi (reservations) ulifunguliwa usiku huo huo. Vyombo kadhaa vya habari vinaripoti amana ya $5,000 ikifuatiwa na $45,000 nyingine ndani ya siku kumi, jumla ya $50,000, ili kuhifadhi toleo la Performance, na uhifadhi wa $250,000 kwa Thrust. Tesla haijatangaza bei ya mwisho.

Fizikia: kwa nini hili ni gumu sana

Katika TIBLOGICS tunaamini Tesla na SpaceX wana baadhi ya wahandisi bora zaidi duniani, na onyesho hili ni njia nzuri ya kuona sababu. Karibu kila sehemu yake inapingana na sheria ya fizikia ambayo kwa kawaida huzuia magari kufanya mambo haya. Hapa kuna maelezo rahisi kupitia namba. Ni makadirio yetu wenyewe ya haraka, si ya Tesla, na Tesla haijachapisha uzito wa gari, kwa hiyo tunadhania takriban tani mbili.

1. Kwenda kasi kuliko matairi yanavyoruhusu

Kufikia 60 mph (takriban mita 27 kwa sekunde) kwa sekunde 0.81 kunamaanisha mwendokasi wa wastani wa takriban mita 33 kwa sekunde kwa mraba, ambao ni takriban mara 3.4 ya mvuto wa dunia, au 3.4 g: zaidi ya mara tatu ya uzito wako mwenyewe ukikubana kwenye kiti.

Tatizo: gari linaweza kujisukuma mbele kwa nguvu ile tu ambayo matairi yake yanashikilia barabara, na matairi ya barabarani yanashikilia hadi takriban mara 1 hadi 1.2 ya uzito wa gari. Kwa maneno mengine, kwa matairi pekee, gari lolote hufikia kikomo cha takriban 1 g ya mwendokasi, haijalishi motori zake zina nguvu kiasi gani.

Ujanja ni kulibana gari dhidi ya barabara. Gari la Tesla linatumia feni zinazolivuta kuelekea ardhini, zilizoripotiwa kufikia 2 g. Ikiwa feni inalivuta gari chini kwa nguvu ya mara mbili ya uzito wake, matairi yanabonyeza barabara kwa mara tatu ya nguvu ya kawaida, na ushikaji unaongezeka pamoja nayo, hadi takriban 3.3 g. Ongeza msukumo kutoka kwa vichochezi vya nyuma na mbio ya sekunde 0.81 inaanza kueleweka. Tofauti na mabawa ya gari la mashindano, ambayo hubonyeza chini kwa kasi ya juu tu, feni inafanya kazi tangu gari likiwa limesimama.

2. Kuning'inia juu chini

Juu ya njia ya mteremko, gari lilikuwa limegeuka juu chini. Mvuto ulikuwa ukilitoa kutoka kwenye uso kwa 1 g. Gari linalotegemea kasi ili kubaki kwenye duara la wima lazima liende kwa kasi ya kutosha ili mkunjo uliilazimishe nje kwa nguvu kuliko mvuto unavyolivuta chini. Tesla badala yake ilitumia feni: nguvu ya kuvuta ya 2 g inashinda 1 g ya mvuto kwa tofauti kubwa, kwa hiyo gari linabaki hata kwa kasi ya wastani. Musk alisema kuvuta huko kulikuwepo "ili kuhakikisha hatumuuwi mtu yeyote".

3. Gari linaloruka kwa hewa

Kichochezi cha gesi baridi ndicho roketi rahisi kuliko zote: gesi yenye shinikizo kubwa hutoka kupitia pua, na kwa sheria ya tatu ya Newton gari linasukumwa upande mwingine. Hakuna moto, hakuna mafuta, hewa iliyohifadhiwa tu. SpaceX inaijua teknolojia hii vizuri sana: vichochezi vya gesi baridi huongoza roketi angani, ambako hakuna hewa ya kusukumia.

Fizikia pia inaeleza kwa nini hii ni kuruka kidogo tu, si safari ya angani. Ili kulibeba gari la tani mbili unahitaji takriban kilonewton 20 za msukumo. Hata pua nzuri ya gesi baridi hutoa hewa kwa kasi ya mamia ya mita kwa sekunde tu, kwa hiyo lazima itupe makumi ya kilo za hewa kila sekunde ili kutoa nguvu hiyo. Tanki la hewa iliyobanwa, liwe kubwa kiasi gani, linaisha ndani ya sekunde, si dakika.

4. Kugeuza gari kwa makusudi

Kunyanyua gari ni nusu tu ya tatizo; kulibakiza sawa, au kulizungusha mara moja kamili na kutua kwenye magurudumu, ni nusu nyingine. Tesla inasema vichochezi vinatumia viamilishaji (actuators) vya umeme kabisa vinavyofanya marekebisho madogo mno mara nyingi kila sekunde ili kulituliza gari angani. Hii ni familia ile ile ya tatizo ambalo SpaceX hulitatua inapogeuza na kutua roketi za kusukuma: pima, sahihisha, pima tena, kwa kasi kuliko chochote kinavyoweza kwenda vibaya. Moravy aliita ujanja mmoja "kick flip".

5. Nguvu

Kusogeza tani mbili kutoka kusimama hadi 60 mph kunahifadhi takriban megajouli 0.7 za nishati ya mwendo. Kuipeleka kwa sekunde 0.81 kunamaanisha karibu megawati moja kwa wastani, takriban nguvu-farasi 1,200, na kilele chake kikiwa juu zaidi. Hiyo lazima itoke kwenye betri na kupitia motori na vifaa vya kielektroniki bila kupata joto kupita kiasi.

Kwa pamoja, onyesho hili liliunganisha aerodynamics (sayansi ya mtiririko wa hewa), fluid dynamics (mienendo ya vimiminika na gesi), control theory (nadharia ya udhibiti), kemia ya betri, vifaa na uhandisi wa usalama, vyote katika kifaa kimoja kinachosogea, moja kwa moja, mbele ya kamera. Maoni yako kuhusu ratiba yawe yoyote, hiyo ni kazi ya ajabu ya uhandisi.

Ukweli halisi

Msisimko haupaswi kuficha rekodi ya nyuma. Roadster ilionyeshwa kwa mara ya kwanza Novemba 2017 ikiwa na ahadi za 0 hadi 60 mph kwa sekunde 1.9, masafa ya maili 620, kasi ya juu ya zaidi ya 250 mph, bei ya msingi ya takriban $200,000 na uwasilishaji mwaka 2020. Mwaka 2019 Musk alisema kifurushi cha hiari cha SpaceX chenye takriban vichochezi kumi vya gesi baridi "huenda hata kikaruhusu Tesla kuruka". Tesla imekosa kila tarehe ya uwasilishaji tangu hapo. Masafa yaliyotajwa ya gari jipya ya zaidi ya maili 300 ni takriban nusu ya ahadi ya awali.

Maswali yamebaki. Tesla haijasema jinsi vichochezi vya nyuma vya toleo la Thrust vingeruhusiwa kwenye barabara za umma, na Electrek ilihoji kama moshi wa vichochezi unaweza kurusha uchafu wa barabarani kwa madereva wengine. Wakosoaji kama HotCars wanasema kulirusha gari kwa sekunde chache si safari endelevu ya anga, na hakuna mdhibiti aliyesema ataruhusu ujanja huu barabarani. Uzalishaji mwaka 2028 ni lengo, si tarehe ya uwasilishaji.

Kwa nini ni muhimu

Roadster ni gari la sifa (halo car): watu wachache watainunua. Lakini onyesho hili linaonyesha kitu kikubwa zaidi. Tesla na SpaceX sasa zinashiriki uhandisi, na mbinu kutoka kwa roketi zinaingia kwenye magari. Hivyo ndivyo hadithi za kubuni za kisayansi zinavyokuwa bidhaa: si kwa kuruka mara moja, bali pale kampuni mbili ambazo kila moja ilitatua matatizo magumu zinapoanza kukopeshana majibu. Tunaangalia hatua nyingine za hadithi za kisayansi za wiki tatu zilizopita katika siku 18 zilizofanya hadithi za kisayansi kuwa kweli.

Vyanzo

• TechCrunch: Tesla reveals SpaceX-powered Roadster that flies and falls with style
• Fox Business: Tesla's new Roadster takes flight during dramatic unveiling at SpaceX facility
• CNBC: Tesla reveals next-generation Roadster after almost a decade of delays
• Teslarati: Tesla Roadster, three configs, one can fly, 0-60 in 0.8 seconds
• Electrek: Tesla unveils Cyberfied new Roadster that can kickflip
• Electrek: Are Tesla's claims for its new 'flying' Roadster real?
• Yahoo Finance: Tesla unveils Roadster featuring compressed air thrusters for limited flight
• Interesting Engineering: Elon Musk showcases 'flying car' Tesla Roadster at SpaceX facility
• Drive Tesla Canada: Roadster revealed with rocket thrusters and sub-one-second acceleration
• Driven Car Guide: Tesla's Roadster revealed (reservation payments)
• HotCars: the new Roadster cannot fly
• SlashGear: Tesla Roadster reveal live updates (official livestream link)
• Electrek (2019): Musk says Roadster SpaceX thrusters hide behind the licence plate