Pemecah rekor di lintasan pendek
Di kawasan pedesaan Yamanashi yang tenang, sebuah jarum perak melesat kabur dengan kecepatan yang hanya pernah dirasakan segelintir orang di atas rel. Maglev superkonduktor Jepang, pemegang rekor kecepatan dunia untuk kereta berawak dengan kecepatan 603 km/h (375 mph), menghabiskan hari-harinya bolak-balik di jalur uji sepanjang 42.8 kilometer. Pemandangan ini menarik pengunjung ke dek pengamatan dan punggung bukit, sementara sejumlah orang yang diundang atau menang undian berkesempatan naik untuk perjalanan demonstrasi. Untuk saat ini, hanya itulah yang bisa dilakukan kereta penumpang tercanggih di Bumi.
Daftar Isi
Ambisi di balik uji coba itu sangat besar. Kereta ini menjadi pusat Chuo Shinkansen, koridor berkecepatan tinggi baru yang direncanakan Central Japan Railway Company (JR Central) untuk dibangun antara Stasiun Shinagawa di Tokyo dan Nagoya, lalu diperpanjang hingga Osaka. Tahap pertama akan memangkas waktu perjalanan Tokyo-Nagoya menjadi 40 menit dengan kecepatan jelajah sekitar 500 km/h, kemudian berlanjut ke Osaka dengan waktu tempuh Tokyo-Osaka yang direncanakan sedikit lebih dari satu jam. Teknologi dan keretanya telah matang melalui pengujian selama puluhan tahun. Namun, pembangunan jalurnya terhambat oleh perpaduan proses persetujuan lingkungan, tantangan pengeboran terowongan, politik, dan biaya.
Cara kereta melayang dan melaju
SCMaglev Jepang menggunakan sistem levitasi magnetik superkonduktor. Magnet superkonduktor pada kereta menginduksi arus pada kumparan yang tertanam di jalur pemandu saat kendaraan bergerak. Arus tersebut menghasilkan medan magnet yang mengangkat sekaligus memandu kereta, dalam metode yang disebut suspensi elektrodinamis. Setelah melaju di atas sekitar 150 km/h, maglev tidak lagi bersentuhan secara fisik dengan lintasan. Kereta melayang sekitar 10 sentimeter di atas jalur pemandu. Daya dorong berasal dari motor sinkron linear yang menarik kereta ke depan dengan menggerakkan magnetnya menuju medan yang berganti-ganti di sepanjang lintasan.
Pada kecepatan rendah, kereta bergerak dengan ban karet yang dapat ditarik masuk. Saat kecepatan meningkat, ban terangkat dan kendaraan melaju di atas medan magnet yang menjadi bantalan. Sensasi di dalamnya berbeda dari kereta peluru konvensional. Getaran akibat kontak roda dan rel lebih sedikit, digantikan deru aerodinamis dan dengungan yang lebih stabil. Para insinyur telah bertahun-tahun menyempurnakan pengalaman tersebut dengan mengurangi getaran, meredam kebisingan kabin, dan menyetel aerodinamika untuk kecepatan ekstrem.
Mengapa layanan ke Nagoya terus tertunda
Target awal untuk membuka ruas Tokyo-Nagoya pada 2027 telah mundur. JR Central kini memperkirakan tahap pertama paling cepat mulai beroperasi sekitar 2035, tertunda delapan tahun. Anggaran membengkak menjadi sekitar 11 triliun yen seiring terungkapnya cakupan dan rumitnya pembangunan terowongan yang menembus Jepang tengah. Hambatan langsungnya berada di Prefektur Shizuoka, tempat perusahaan kereta perlu menggali terowongan sekitar 8.9 kilometer di bawah Pegunungan Alpen Selatan. Para pemimpin setempat menolak karena pekerjaan itu akan mengalihkan aliran air yang memasok Sungai Oi. Sungai tersebut merupakan sumber daya penting bagi masyarakat dan pertanian di hilir, sehingga penolakan tetap kuat dan pembangunan ruas terowongan itu belum dimulai.
Sebagian besar rute berada di bawah tanah. Sekitar empat perlima jalur Tokyo-Nagoya membentang di dalam terowongan, termasuk bagian dalam yang menembus kawasan perkotaan padat dan terowongan panjang di bawah pegunungan. Pengeboran berskala sebesar itu membutuhkan sistem ventilasi, pembuangan material galian, dan pengendalian air tanah yang sangat besar. Semua itu mahal dalam kondisi apa pun dan terbukti sangat membebani biaya proyek ini. Pejabat pemerintah pusat berupaya menjadi penengah, sementara JR Central melanjutkan pembangunan di ruas yang bisa dikerjakan serta program uji coba di Yamanashi sebagai persiapan untuk layanan kelak.
Para insinyur perusahaan mengatakan rangkaian keretanya sendiri sudah siap digunakan secara komersial. Fokus kini beralih ke keandalan sistem dalam jarak jauh, aerodinamika di dalam terowongan pada kecepatan sangat tinggi, serta strategi perawatan peralatan superkonduktor. Jalur Yamanashi tetap menjadi tempat uji untuk pekerjaan tersebut sampai kebuntuan perizinan terselesaikan.
Yang diungkap jalur uji Yamanashi
Jalur Uji Maglev Yamanashi dibuka pada 1997. Sejak itu, kereta telah menempuh jutaan kilometer dalam uji coba dan mencatat sejumlah tonggak kecepatan, yang berpuncak pada rekor 603 km/h. Pada hari biasa, program ini mengakumulasi sekitar 2,000 kilometer perjalanan uji. Lokasi pengujian memungkinkan para insinyur mengamati berbagai hal, mulai dari dua kereta yang berpapasan dengan kecepatan relatif gabungan lebih dari 1,000 km/h hingga perilaku kendaraan di terowongan panjang dan saat diterpa angin silang.
Pada hari perjalanan untuk umum, rutinitasnya mirip bandara kecil. Pengunjung melakukan registrasi, melewati pemeriksaan keamanan, lalu naik secara tertib. Begitu meninggalkan stasiun, kereta berakselerasi dengan cepat. Kendaraan mencapai 320 km/h dalam sekitar satu menit, lalu menembus 500 km/h dalam tiga menit, mempertahankan kecepatan jelajah untuk jarak pendek, dan menempuh seluruh 42.8 kilometer dalam sekitar delapan menit. Penumpang kerap melaporkan sensasi kecepatan yang tidak biasa, dan sebagian merasa perjalanannya lebih berguncang dibandingkan shinkansen konvensional. Umpan balik itulah tujuan pengujian. Perusahaan telah berulang kali menyempurnakan penyetelan suspensi, desain kursi, dan aerodinamika agar kabin lebih senyap dan mulus pada kecepatan yang mendorong batas fisika perkeretaapian.
Pengunjung yang tidak mendapat tiket tetap dapat mempelajari sains dan sejarahnya di Pusat Pameran Maglev Prefektur Yamanashi, yang terletak di samping jalur uji. Museum ini mendemonstrasikan superkonduktivitas melalui pameran interaktif, menampilkan kereta maglev yang sudah pensiun, dan menyediakan titik pandang tinggi tempat maglev melesat dengan kecepatan penuh. Informasi akses dan jam buka tersedia di situs resmi Pusat Pameran Maglev.
Penyempurnaan L0 dan kenyamanan
Dari prototipe awal seperti MLX01, program ini beralih ke Seri L0, lalu ke L0 yang telah disempurnakan berdasarkan pelajaran bertahun-tahun dari jalur uji. Kereta uji terbaru memiliki eksterior tanpa cat yang dilapisi film mirip kulit hiu, yang mengurangi hambatan dengan membentuk aliran udara pada tingkat mikroskopis. Para pengembang mengatakan penyempurnaan aerodinamika mengurangi hambatan udara dibandingkan versi sebelumnya, sehingga membantu menekan konsumsi energi dan kebisingan di dalam kabin. Kursi kini memiliki sandaran tetap untuk menyederhanakan mekanisme dan mengurangi bobot, sementara material kabin telah diubah untuk mengurangi rambatan getaran pada kecepatan puncak.
Rencana uji coba semakin menantang seiring para insinyur menguji berbagai kondisi ekstrem. Tim telah menjalankan kereta hingga berpapasan dengan kecepatan relatif 1,026 km/h untuk mempelajari pulsa tekanan dan gelombang kejut. Sensor tambahan dipasang untuk mendeteksi perubahan kecil pada getaran yang dapat mengindikasikan kelelahan peralatan sebelum terjadi insiden. Upaya juga dilakukan untuk memperpanjang usia magnet superkonduktor dan menyederhanakan perawatan agar sistem dapat beroperasi dengan andal selama puluhan tahun. Perubahan ini tidak semencolok desain hidung kereta baru, tetapi penting saat jaringan beralih dari jalur uji ke layanan harian.
Biaya, konsumsi daya, dan lingkungan
Kecepatan membutuhkan biaya dan energi. Chuo Shinkansen merupakan salah satu proyek infrastruktur terbesar yang pernah dikerjakan Jepang, dan desain yang didominasi terowongan menjadi salah satu alasan utamanya. Konsumsi energi juga terus menjadi bahan perdebatan. Peneliti yang mengkaji sistem ini menyebut maglev mengonsumsi jauh lebih banyak daya dibandingkan Tokaido Shinkansen saat ini pada kecepatan operasi umum, dengan sejumlah perkiraan menyebut empat hingga lima kali lipat. Sebagian penyebabnya adalah hukum fisika: hambatan aerodinamis meningkat seiring kuadrat kecepatan dan menjadi gaya dominan di atas 300 km/h. Sebagian lainnya berasal dari daya yang diperlukan untuk mengaktifkan kumparan di jalur pemandu yang panjang serta ventilasi di terowongan pegunungan.
Pendukungnya membantah bahwa mengalihkan penumpang dari penerbangan jarak pendek dapat menurunkan emisi, terutama seiring semakin bersihnya jaringan listrik Jepang. Koridor maglev juga menambah kapasitas cadangan di Honshu bagian tengah. Kapasitas cadangan itu bukan sekadar soal kenyamanan. Perencana menginginkan rute berkecepatan tinggi kedua di wilayah pedalaman yang tetap dapat beroperasi setelah gempa besar atau badai pesisir. Persoalan lingkungan masih ada, terutama di Shizuoka, tempat aliran sungai dipertaruhkan. Para insinyur terus menguji akustika aerodinamis, medan elektromagnetik, dan getaran di lokasi Yamanashi untuk mengukur dampak sistem dan menguranginya jika memungkinkan.
Pesaing melaju dengan roda baja dan magnet
Kereta generasi berikutnya dari Jepang bukan satu-satunya yang berlomba. China mendorong pengembangan kereta konvensional berkecepatan tinggi di atas rel baja dan mengembangkan teknologi maglevnya sendiri. Uji coba terbaru program CR450 menunjukkan kereta penumpang beroda di atas rel melaju mendekati 280 mph (sekitar 450 km/h). Tujuannya adalah mempersingkat waktu perjalanan di koridor yang sudah ada dan memperkuat industri domestik di bidang sarana perkeretaapian serta sistem kendali.
Dalam uji coba tersebut, Zhao Hongwei dari Akademi Ilmu Perkeretaapian China menjelaskan lamanya upaya ini berlangsung. Ia mengatakan rencana tersebut dimulai bertahun-tahun lalu dan berlanjut setelah spesifikasi inti dipastikan.
Kami mulai merencanakan CR450 pada 2018. Butuh tiga tahun untuk menetapkan spesifikasi teknis utama, dan proyek ini resmi dimulai pada 2021.
Para akademisi yang mengkaji ekonomi dan kebijakan transportasi melihat potensi sekaligus risiko pada teknologi maglev. Zhenhua Chen, profesor di The Ohio State University yang meneliti kereta berkecepatan tinggi di seluruh dunia, menjelaskan perbedaan mendasar antara maglev Jepang dan kereta peluru konvensional.
Maglev Jepang menggunakan sistem levitasi magnetik superkonduktor.
Menurutnya, manfaat teknologi ini bergantung pada pengendalian biaya dan perubahan pola perjalanan yang dapat dipicu oleh pilihan kereta yang sangat cepat dan andal.
Ini akan menjadi perubahan besar, karena kereta ini akan jauh lebih cepat, jauh lebih andal, dan jauh lebih ramah lingkungan.
Para skeptis memperingatkan bahwa biayanya dapat mengalahkan manfaat jika jumlah penumpang atau pendanaan tidak mencukupi. Rick Harnish, salah satu pendiri High Speed Rail Alliance, berpendapat bahwa sistem konvensional beroda di atas rel mungkin menjadi pilihan yang lebih praktis untuk banyak koridor.
Maglev banyak dibicarakan. Namun, pada akhirnya, kereta konvensional dengan roda baja dan rel baja adalah pilihan terbaik.
Persaingan ini tidak hanya berlangsung di Asia Timur. Amerika Serikat telah mengkaji jalur maglev antara Washington dan Baltimore, dengan dana federal yang dialokasikan untuk perencanaan. Lembaga-lembaga Jepang, termasuk Japan Bank for International Cooperation, telah menyatakan minat untuk membiayai proyek tersebut. JR Central selama bertahun-tahun mempromosikan teknologinya di luar negeri dan menjadikan jalur uji Yamanashi sebagai etalase kemampuan sistem ini.
Manfaat bagi penumpang
Jika tahap pertama dibuka, para pelancong akan mendapat penghematan waktu yang signifikan dan tingkat keandalan baru. Perjalanan Tokyo-Nagoya selama 40 menit akan mengubah perjalanan antarkota di Jepang tengah, sementara waktu tempuh Tokyo-Osaka sekitar satu jam akan mengubah perjalanan sehari dan jadwal bisnis. Maglev juga akan mengurangi beban Tokaido Shinkansen, koridor yang saat ini melayani lebih dari satu juta penumpang per hari. Jalur berkecepatan tinggi kedua di wilayah pedalaman akan meningkatkan ketahanan terhadap badai pesisir, tsunami, dan peristiwa seismik.
Ada pula nilai budaya. Kereta peluru telah menjadi bagian dari identitas Jepang sejak 1964. Peralihan dari roda baja ke levitasi magnetik merupakan lompatan keyakinan terhadap teknologi baru yang lahir dari puluhan tahun riset laboratorium dan uji lapangan. Di lereng perbukitan Yamanashi, lompatan itu tampak setiap kali L0 melesat dengan akselerasi setengah kilometer per jam per detik, lalu menghilang ke dalam terowongan yang menembus pegunungan. Jalur uji menunjukkan bahwa sistem ini nyata dan dapat beroperasi berulang kali. Tantangan sekarang adalah melampaui keberadaan kereta yang tidak menuju ke mana-mana dan membuka jalur yang dapat digunakan penumpang setiap hari.
Poin Utama
- Maglev superkonduktor Jepang memegang rekor kecepatan kereta berawak dengan 603 km/h dan saat ini hanya beroperasi di jalur uji Yamanashi sepanjang 42.8 kilometer.
- Chuo Shinkansen yang direncanakan akan menghubungkan Tokyo dan Nagoya dalam 40 menit dengan kecepatan jelajah sekitar 500 km/h, lalu diperpanjang ke Osaka.
- JR Central menunda pembukaan hingga paling cepat sekitar 2035, dengan alasan penolakan terhadap terowongan di Shizuoka dan rumitnya pembangunan secara keseluruhan.
- Biaya proyek meningkat menjadi sekitar 11 triliun yen, dipicu terowongan panjang di pegunungan dan pembangunan di bawah kawasan perkotaan.
- Kereta melayang dengan suspensi elektrodinamis, terangkat sekitar 10 sentimeter di atas jalur pemandu setelah melampaui kecepatan sekitar 150 km/h.
- Kereta uji terbaru memiliki penyempurnaan aerodinamika, kabin yang lebih senyap, dan pemantauan yang lebih baik untuk mendeteksi kelelahan peralatan sejak dini.
- Kritikus menyoroti konsumsi energi yang tinggi dibandingkan shinkansen konvensional, sementara pendukung menyebut potensi pengurangan emisi jika penumpang pesawat beralih ke kereta.
- China mengembangkan kereta beroda di atas rel yang lebih cepat sekaligus meneliti maglev, menegaskan ketatnya persaingan regional.
- Perjalanan untuk umum dan Pusat Pameran Maglev Yamanashi menjaga minat masyarakat tetap tinggi selagi proyek menunggu izin penuh untuk pembangunan.
- Pejabat dan insinyur mengatakan keretanya sudah siap; tantangan yang tersisa adalah menyelesaikan perizinan dan membangun ruas terowongan tersulit.
