Якщо ви народилися після 1992 року, уявіть світ без електронної пошти. Нема мобільних телефонів. Це може звучати як історична фантастика, але протягом більш як століття це було реальністю. Тоді люди не просто сиділи, дивлячись у порожню стіну в очікуванні новин. Вони мали власне високошвидкісне інтернет-підключення. Чи не електронне. Повітряне.
Це пневматичний транспорт. Назвіть це вікторіанським інтернетом. Великі міста збудували великі підземні мережі труб. Стиснене повітря проштовхує капсули крізь них на шаленій швидкості. Документи, гроші та дрібні предмети доставляються за секунди замість днів.
Нью-Йоркське поштове відділення покладалося цю систему до 1953 року. Берлінська пошта працювала до 1976 року. Це було зовсім недавно. Ми замінили фізичні мережі електронними, тому що вони були швидшими та зручнішими. Але принцип, як і раніше, працює. Розуміння того, як працюють пневматичні системи, багато що пояснює у нашій потязі до миттєвої комунікації.
Наука всмоктування та штовхання
Технологія виглядає так, ніби вона вийшла з фільму про Шерлока Холмса. Металеві труби. Скляні клапани. Вікторіанська інженерія. Але фізика заходить ще далі.
Герон Олександрійський. Грецький математик I століття н. виявив, що повітря не порожнє. Він складається із дрібних невидимих частинок. Молекули. Якщо утримати їх у невеликому просторі, вони сильно давлять у відповідь. Якщо створити вакуум, вони прагнуть заповнити його.
Він використав це для створення примітивних парових двигунів і птахів, що співають. Але він створив систему розподілу. Це було згодом.
Джордж Медхерст. Британський інженер. В 1810 він опублікував перший план системи пневматичного транспорту швидкої дії. Він розрахував, що коли повітря стискається до тиску 40 фунтів на квадратний дюйм (psi), молекули повітря рухаються зі швидкістю 1500 футів на секунду. Це приблизно 1000 миль на годину.
Насправді штовхання капсули уповільнює її. Тим не менш, можна розвивати швидкість 100 миль на годину. Для 1810 це було безумством.
Медхерсту не вдалося збудувати систему. Він помер у 1827 році, до початку будівництва. Але план існував. Ідея спрацювала.
Чому міста будують підземні мережі?
Навіщо bother копати тунелі? Швидкість. Надійність.
У середині та наприкінці XIX століття містам потрібно було швидко передавати інформацію. Банкам потрібно було переказувати готівку. Лікарням потрібно було переміщувати зразки з лабораторій. Поштове відділення мало переміщати листи.
Мережа пневматичних труб стала основою міської інфраструктури. Вона була швидше за коня. Вона не застрягла у пробках. Їй було все одно на дощ чи сніг. Ви опускаєте капсулу в отвір. Вона пролітала крізь тунель.
Так працює бізнес. Так працює уряд. Це був фізичний прошарок інформаційної ери до цифрової епохи.
Де пневматичні труби використовуються досі
Однак ми більше не використовуємо їх для надсилання електронних листів. Але ми не відмовляємось від технології повністю. Сьогодні вона є особливою, цінною метою.
Лікарні – найбільші користувачі. Медичні пневматичні трубопроводи переміщують зразки аналізів, кров та ліки між відділеннями. Це швидше, ніж біг медсестри із коробкою. Це безпечніше, ніж довіряти важливу медичну інформацію кур’єру.
Деякі банки досі використовують їх. Для передачі великих сум готівкових чи цінних документів між касою та сховищем. Це безпечно. Це фізично. У це не можна зламатися віддалено.
Інші промислові підприємства використовують їх переміщення дрібних критично важливих компонентів. Розгляньте це як фізичний API для вашої будівлі.
Спадщина стисненого повітря
Технологія стара. Але цей принцип є вічний. Ми, як і раніше, хочемо, щоб речі рухалися швидко. Ми, як і раніше, хочемо миттєвої доставки.
Ми просто змінили середовище. Від повітря та металу до електроніки та оптоволокна.
Пневматична система труб була першою реальною спробою миттєвого телекомунікації без носія. Вона довела, що інфраструктура може бути швидше за біологію.
Ми рушили далі. З’явився електричний телеграф. Потім телефон. Потім з’явився Інтернет. Кожен крок замінював попередній. Але прагнення швидкості не змінилося.
Сьогодні, коли ви прикладаєте картку в лабораторії лікарні або кладете пакет у банківський люк, ви бачите привиди мереж XIX століття. Труби стали меншими. Капсули легші. Мета та сама.
Рушайся зараз. Не пізніше.
«Можна спостерігати багато дивних і дивовижних рухів» — Герон Олександрійський
Фізичні засади не змінилися. Молекули продовжують давити. Вакуум все ще тягне. Капсули досі летять.
Ми просто перестали дивитись на труби. Ми почали дивитись на екран.
Але труби досі там. Приховані під вулицями. Ті, хто чекає наступного разу, коли нам доведеться рухатися швидше, ніж думка.
Британська пошта не просто мріяла про підземну поштову мережу — вона її збудувала. Після замовлення дослідження концепції Медхерста у 1850-х роках інженер Т.В. Раммель був найнятий для створення складної системи доставки пошти до Лондона у 1860-х роках. До 1886 мережа простяглася на 34 милі (54,7 км) під містом. Це не надшвидка мрія, про яку говорить Медхерст, але це швидко. Швидкість передачі повідомлень досягає 51 милі на годину, тобто 82 кілометри на годину. Це швидше, ніж скаче коня. Набагато швидше.
Система обробляла 32 000 повідомлень на день. Це було логістичне диво свого часу.
За Атлантикою Нью-Йорк пішов схожим шляхом. На початку 1900-х років циліндричні контейнери переміщалися зі швидкістю 30 миль на годину петлею під Манхеттеном. Вони містили листи, посилки та все інше, що досить мало, щоб поміститися в трубу. Інші великі міста наслідували їхній приклад. Бостон, Чикаго, Філадельфія та Сент-Луїс створили свої власні пневматичні мережі. Ця технологія здавалася неминучою. Вона була дуже ефективною. Вона була дуже гарною. Вона працювала.
За межами пошти: пневматичний футуризм
Якщо ваша система електронної пошти відмінна, що можна змусити працювати? Люди почали виявляти творчий підхід. У 1867 році винахідник Альфред Біч побудував 300-футовий пневматичний метрополітен під Бродвеєм у Манхеттені. Він сподівався, що потяги, які працюють на повітряному приводі, стануть життєздатною альтернативою паровим двигунам. Він експлуатував його недовго. Чи не пішло.
Уява розігралася. Головний редактор журналу Scientific American Уолдемар Кемпферт запропонував радикальну ідею 1913 року. Чому б не готувати їжу центральною кухнею і не доставляти її прямо додому?
«Якщо ви можете відправити листа з Нью-Йорка в Бруклін за допомогою пневматичної труби, чому б не відправити п’ятизіркову вечерю?»
Наразі це звучить абсурдно. Тоді це здавалося розумним. Інфраструктура вже існує. Фізика працює. Єдина перешкода – прийняття.
Післявоєнний занепад
Перша світова війна змінила все. Поштова служба США негайно припинила пневматичне транспортування пошти. Причина проста: паливо. Під час глобальних конфліктів повітряні компресори, необхідні живлення системи, споживали занадто багато вугілля. То була не технічна помилка, а прагматичне рішення.
Після війни службу було відновлено. Але тільки в Нью-Йорку та Бостоні. В інших містах система занепала.
Приватні компанії припинили подавати заявки на нові контракти. Конгресуальні мандати зробили ці програми надто дорогими та складними. У той же час обсяг поштових відправлень зростав експонентно. Старі труби не впоралися. Пошта шукала заміну. Вони знайшли вантажівку.
Поштові вантажівки мали дві головні переваги. По-перше, вони можуть їхати будь-куди. Пневматична труба прикріплена до землі. Вантажівки можуть дістатися до передмість, сільських районів та віддалених штатів. По-друге, вони перевозять великі вантажі. Диван неможливо помістити у пневматичний контейнер.
1953 року генеральний поштмейстер США Артур Саммерфілд припинив програму. Він назавжди скасував пневматичну поштову службу. Він наказав демонтувати систему. Епоха міських поштових труб закінчилася не гучною бавовною, а тихим зітханням.
Чому пневматичні труби вижили в медицині та промисловості
Ця технологія не мертва. Вона просто скоротилася.
Пневматичні труби продовжать бути корисними у великих будинках, доки існує паперова документація. ЦРУ це знає. У 1950-х роках воно створило велику мережу зі штаб-квартирою в Ленглі, штат Вірджинія. Це 7-поверхова будівля. Воно переміщує 7500 документів на день.
Цю систему було закрито до 1989 року. Не тому, що не було потреби. Через електронну пошту. Коли працівники ЦРУ почали використовувати електронний зв’язок, фізичні канали стали непотрібними. Це яскраве нагадування, що технологія замінює технологію.
Вона також має різноманітні застосування в інших галузях. У 1970-х роках фабрики почали встановлювати важчі та ефективніші пневматичні системи. Вони рухали частини машин. Вони переміщали гравій. Переміщали сировину усередині фабрики. Це промислове застосування існує і сьогодні. Це швидше ніж ходьба. Залежно від матеріалу, це може бути чистішим, ніж конвеєрна стрічка.
Банки все ще використовують пневматичні труби у вікнах drive-thru. Клієнт знаходиться у машині. Контейнери летять від касира до сховища. Це безпечно. Це дуже швидко. Це працює.
Сучасна лікарняна мережа
Основне відродження пневматичної технології відбувається у охороні здоров’я. Лікарні повинні швидко переміщати зразки крові та тканин. Швидкість – ключовий фактор. Лабораторії можуть бути в окремих будівлях або в інших корпусах. Ходьба забирає час. Час стоїть життям.
Пневматичні труби вирішують цю проблему. Вони доставляють зразки з периферійних частин комплексу лабораторію. Це набагато швидше, ніж ходьба.
Лікарня Стенфордського університету запровадила велику систему. Вона складається з 4 миль (6,4 км) повітроводів. Вона доставляє 7000 зразків щодня. Це 2,5 мільйони на рік.
Вони також поновили нашу інфраструктуру. Ці труби не просто металеві труби. Вони мають систему цифрового моніторингу. Персонал може відстежувати рух контейнера на екрані комп’ютера. Вони точно знають, де є кров. Вони знають коли вона прибуде.
Це поєднання чудес ХІХ століття та технологій ХХІ століття. Базові засади не змінилися. Стиснене повітря переміщує контейнер. Проте масштаб, точність та інтеграція збільшилися.
Ми будуємо ці системи для переміщення речей, які важко транспортувати. Ми перестали використовувати їх для доставки пошти, тому що це дешевше та гнучкіше. Ми зберегли їх, тому що швидкість та безпека перевищують вартість. Труби ще там. Під нашими вулицями. Усередині наших лікарень. Ми чекаємо наступної проблеми, яка потребує швидкого та прямого вирішення.
