上の動画では、トラックが岩に激しく衝突する様子が映し出されています。科学的な実験です。10歳の子供が夢見るような実験のように思えるかもしれませんが、この衝突の背後にある理由は極めて深刻です。
このビデオは、ペンシルベニア州立大学で実施され、 International Journal of Impact Engineeringに掲載された研究の一部です。国務省の資金提供を受けたこの研究の目的は、自然発生する岩石が防犯障壁として利用できるかどうかを迅速かつ容易に判断する方法を開発することでした。
研究者たちはシミュレーションを依頼された具体的な場所を明かさなかったが、国務省は可能な限り効率的に守備したい海外拠点を数多く抱えている。そして、その効率化の一環として、既存の地形を有効活用することが求められている。
「山岳地帯で何かを建設する場合、移動させる必要がある自然発生の巨石がたくさんあるので、どこかに置かなければなりません」と、この研究の著者の一人であるアレクサンダー・アレン・ブラウン氏は述べている。巨石を単に除去したり、人工の防護壁だけに頼ったりする（どちらも費用と時間のかかる作業）のではなく、国務省は、トラックなどの車両が建物に衝突するのを防ぐ防護壁として、自然の巨石を利用できるかどうかを調べたかったのだ。
「砂の中に岩を埋めて機能させるには、かなり大きな岩が必要だということがわかりました。本当に、本当に大きな岩が必要なのです」とブラウン氏は言う。現在ラファイエット大学に所属するブラウン氏は、マーク・ケスケ氏、ショーン・ブレナン氏、そしてペンシルベニア州立大学の土木技師トン・チウ氏を含む他の研究者らと協力し、現場で小型コンピューターを使って岩が防御として使えるかどうかを評価できるコンピューターモデルを開発した。従来のモデルでは、高性能コンピューターのクラスターで最終結果を計算するのに数時間から数日かかっていた。
「国務省は、時にはただ素早い評価をしたいだけなのです」と、チウ氏は声明で述べている。「彼らは、おそらくその場で、大まかな概算として、物事を思いつきたいのです。」
ペンシルベニア州立大学で開発されたモデルは、現場ですぐに使用できる状態です。国務省職員は特定の岩石を調べ、その仕様をプログラムに入力するだけで、数秒以内に、高速走行するトラックを止めるためにその岩石をどのくらいの深さに埋めなければならないか、あるいはそもそも埋めるのに適しているかどうかといった情報を得ることができます。
「トラックを土の中に埋めて、別のトラックと衝突させれば、トラックは止まると思うでしょう。しかし、そうではありません」とブラウン氏は言う。
研究者たちは、花崗岩の玉石と非粘着性土に焦点を当てるよう指示されました。非粘着性土とは、砂、砂利、あるいは乾燥した緩い土のような挙動を示す土で、粘土のように互いにくっつきやすい性質を持つ土とは対照的です。モデルをテストするため、彼らは設置可能な最大の玉石をペンシルベニア州立大学ラーソン交通研究所の試験コースに設置しました。この玉石は高さ約3.4メートル、重さ約2.7トンでしたが、時速約48キロで走行する約7トンのトラックに衝突されても、回転し続けました。
岩が土壌内でどれだけ移動するかは、トラックが岩を止められるかどうかを決める重要な要素の一つです。岩が回転しすぎると、トラックは岩を地面から押し出してそのまま進み続けるか、あるいは岩が傾斜路のようになり、トラックが岩の上を飛び越えてしまう可能性があります。どちらの解決策も理想的ではありません。
幸運にも、このケースではモデルが機能し、岩がテストトラック上を動いたものの、トラックを停止できるほど深く埋もれていました。
「衝突試験を見るのは本当に恐ろしい体験です。傍観者として見ているだけで、その音と振動があまりにも衝撃的で、体の芯まで揺さぶられるんです」とブラウンは言う。「岩がどれくらい動くか、トラックがどれくらい潰れるかは分かっているつもりですが、実際に見るまでは確信が持てないんです。」
