Hyperloop

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Schema des Hyperloops
Modell des Hyperloop-Systems mit Solarzellen

Der Hyperloop ist ein Konzept für ein Hochgeschwindigkeitstransportsystem, das elektrisch getriebene Transportkapseln mit Reisegeschwindigkeiten von bis zu 1.200 km/h auf Luftkissen durch eine teilevakuierte Röhre befördern soll.

Der Unternehmer Elon Musk stellte das Konzept im August 2013 vor. Danach sei es möglich, auf Strecken von bis zu 1.500 Kilometern deutlich schneller als mit dem Flugzeug und gleichzeitig deutlich billiger als mit der Bahn zu reisen.[1]

Technik[Bearbeiten]

Laut dem Konzept sollen auf Stahlbetonstützen zwei nebeneinander liegende Fahrröhren aus Stahl, in denen ein Teilvakuum herrscht, gebaut werden. Darin sollen Kapseln bewegt werden, in denen jeweils bis zu 28 Passagiere Platz finden oder die in einer größeren Variante auch Autos oder andere Lasten transportieren können. Sie sollen reibungsarm auf Luftpolstern gleiten, die durch einen Kompressor mit vor den Fahrzeugen abgesaugter Luft erzeugt werden. Das Teilvakuum ermöglicht Reisegeschwindigkeiten bis knapp oberhalb der normalen Schallgeschwindigkeit, ohne die Schallmauer durchstoßen zu müssen. Durch die oberirdische Verlegung der Fahrröhren auf Stützpfeilern und entlang bestehender Autobahn-Trassen sollen die Kosten für diesen teuersten Teil des Konzeptes niedrig gehalten werden. Weiterhin setzt das Konzept in wichtigen Teilen auf die Verwendung bereits verbreiteter und günstig verfügbarer Technik und insgesamt ausschließlich auf bereits verfügbare Technik.[2] Antrieb und Bremsung sollen über asynchrone Langstator-Linearmotoren erfolgen, die unter anderem auch bei Magnetschwebebahnen wie dem Transrapid verbaut sind. Für Notfälle sind zusätzlich eine mechanische Bremse und ein elektrischer Radantrieb vorgesehen. Die Stromversorgung soll über Solarzellen auf den Röhren erfolgen.[3]

Die vorwiegend aus Aluminium konstruierten Kapseln sollen ohne äußere Aufbauten 1,35 Meter breit und 1,1 Meter hoch sein, die Lasten-Kapseln 2,3 auf 1,9 Meter. Sie sollen ein Leergewicht von 3 und 3,5 Tonnen haben mit einer Zuladung von 12 beziehungsweise 22,5 Tonnen. Vorne angesaugte Luft wird komprimiert, gekühlt und teils für den 0,5 bis 1,3 Millimeter dicken Luftfilm verwendet, auf dem die Kapsel gleitet, und teils in einem Rohr unter der Kapsel hindurchgeführt und durch eine rückwärtige Düse ausgestoßen.

Die Fahrröhren sollen aus Stahl sein mit einer Wandstärke von 20 bis 25 Millimetern und einem Durchmesser von 2,23 oder 3,3 Metern. Der Innendruck soll bei etwa 100 Pascal gehalten werden, einem Tausendstel des Normaldrucks.

Stützpfeiler sollen in einem mittleren Abstand von etwa 30 Meter stehen und Dämpferelemente enthalten, mit denen das System auch Erdbeben aushalten können soll.

Vergleich zu California High-Speed Rail[Bearbeiten]

Musk entwickelte das Konzept als kostengünstigere und sicherere Alternative zu dem California High-Speed Rail (CHSR) zunächst für die Verbindung zwischen Los Angeles und San Francisco. Für diese rechnet Musk Kosten zwischen sechs und siebeneinhalb Milliarden US-Dollar vor.[1] Diese stellt er den derzeitigen Kostenschätzungen für den Bau des CHSR gegenüber, die gegen 70 Milliarden Dollar gehen. Der Kostenvorteil soll sich unter anderem ergeben durch die geringeren Landerwerbskosten, durch weitgehend entfallenden Aufwand für die Ebnung der Strecke und durch weniger aufwändige Fundamente. Landerwerbskosten machen einen Großteil der Kosten für den Zug aus und sollen beim Hyperloop durch weitgehende Führung der Strecke auf bestehendem Autobahngelände und den verhältnismäßig kleineren Flächenbedarf der Stützen minimiert werden. Durch die Streckenführung auf Stützen mit variabler Höhe muss nicht großflächig Gelände abgetragen oder aufgeschüttet werden. Mit einem vorgesehenen Leergewicht der Kapseln zwischen 3 und 3,5 Tonnen sind die Ansprüche an die Gründung wesentlich geringer als für einen typischerweise hunderte Tonnen schweren Hochgeschwindigkeitszug mit Achslasten von bereits weit über zehn Tonnen. Anders als CHSR ist Hyperloop in einer anfänglichen Planungsphase („Alpha“), wobei CHSR kurz vor dem ersten Spatenstich steht.[4]

Entwicklung[Bearbeiten]

Die grundlegende Idee der Fortbewegung ohne Luftwiderstand in einer evakuierten Röhre stellte George Medhurst bereits im Jahr 1812 vor.[5] Früheste Konzepte für Fortbewegung in (teil-)evakuierten Röhren sind bereits aus den 1910er Jahren bekannt.[6][7] Seit den 1970er Jahren wurden mehrere Konzepte veröffentlicht, die auch breitere Bekanntheit erlangten, jedoch bisher nie umgesetzt wurden.[8][9][10][11]

Musk begann die Konzeption von Hyperloop aus Unzufriedenheit mit der Entwicklung des Hochgeschwindigkeitszug-Projekts „California High-Speed Rail“. Er sprach erstmals am 12. Juli 2012 öffentlich über seine Idee und über Charakteristika und Umsetzungsperspektiven dafür.[12][13] In einer informellen Gruppe mit etwa einem Dutzend Mitarbeitern seiner Firmen Space X und Tesla Motors arbeitete er das Konzept im Laufe des folgenden Jahres aus und veröffentlichte es im August 2013.[14]

Für die weitere Entwicklung regt Musk ein offenes, partizipatives Konzept vergleichbar der Entwicklung freier Software an und bittet um Einsendung von Verbesserungen.

„Einzigartig an Hyperloop ist auch, dass es ein offenes Design-Konzept ist, ähnlich wie Linux. Resonanz aus der Gemeinschaft, welche hilft, das Design zu verbessern und es in die Realität umzusetzen, ist erwünscht.“

Elon Musk: Hyperloop Alpha[15][16]

Er äußert auch Bereitschaft, die Entwicklung eines Prototyps selbst zu finanzieren und durchzuführen.[17] Musk plant, bis zum Jahr 2017[18] einen Prototyp zu entwickeln, um zu demonstrieren, dass sein Projekt realisierbar ist.[1]

Vorgeschlagene Route[Bearbeiten]

Die in der Designstudie vorgeschlagene Strecke von Los Angeles nach San Francisco beginnt in Sylmar, welches südlich der Grapevine liegt, folgt dann in etwa der Interstate 5 nach Norden, und kommt an einer Station in der Nähe von Hayward auf der Ostseite des San Francisco Bay an. Durch die Führung der Route entlang des Interstates müsste nicht so viel Geld für den Kauf von Baugrundstücken aufgewendet werden. Es wurden auch mehrere Erweiterungsrouten in der Studie dargestellt, zum Beispiel eine Erweiterung nach Sacramento oder Anaheim nach San Diego oder auch Las Vegas.[15] Diese würden zum Einsatz kommen, wenn beschlossen wird, dass mit dem Hyperloop auch Waren transportiert werden sollen.

Kritik[Bearbeiten]

John Hansman, Direktor des MIT International Center for Air Transportation sagte im MIT Technology Report, dass die Idee zwar physisch zu machen sei, aber extrem teuer würde. Er denkt, dass es eine große Anzahl technischer Herausforderungen gibt.[19] „Meine Frage ist nicht, ob es zu machen ist, sondern ob es in einer Art zu machen ist, die von einem energietechnischen Standpunkt und auch von ökonomischer Seite Sinn hat.“[19]

Markus Hecht von der Technischen Universität Berlin habe sich die Designstudie zwar noch nicht angesehen, äußerte aber generelle Kritik: Er halte derartige Konzepte für unrealistisch. Er nennt das physikalische Problem der Abwärme, das in einer völlig leer gepumpten Röhre kaum zu lösen sei.[20] Außerdem sei die Rettung der Passagiere im Notfall extrem schwierig.[21] Auch andere Experten machen sich Sorgen um die Sicherheit. Besonders die Sicherheit bei Erdbeben ist fraglich. Zwar soll der Hyperloop mit einem Notsystem ausgestattet werden, das im Falle eines Bebens die Kapseln stoppen lässt. Doch durch große Geschwindigkeiten von über 1200 km/h würde sich ein Bremsweg von fast 2 Kilometern und eine Bremszeit von 15 Sekunden ergeben.[20] Auch sind Probleme wie die Unterbringung von Toiletten noch nicht geklärt und das Gewicht für einen Passagier samt Gepäck mit rund 100 Kilogramm zu gering berechnet. Vor allem in Amerika müsste man sich genauer fragen, ob bei einem Durchschnittsgewicht eines Amerikaners von 90 Kilogramm das Gewicht nicht realistischer berechnet werden müsste.[22] Doch als größtes Problem wird die als unrealistisch angesehene Kostenrechnung genannt.[23] Hecht verweist hier auf das aus Kostengründen eingestellte Swissmetro-Projekt und andere ähnliche Projekte, die die vorgeschlagenen Kosten überstiegen.[20] René Lavanchy merkt auf theguardian.com an, dass die uneinheitliche Höhe der einzelnen Stützpfeiler die Massenproduktion erschwert, das Bauen auf dem Autobahngrünstreifen sicherlich zu schwerlich tolerierbaren langanhaltenden Störungen im ohnehin staugeplagten Verkehr auf der Interstate 5 führen müsste.[24]

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Projekt „Hyperloop“: US-Unternehmer will Reisende in die Highspeed-Röhre schicken. In: Spiegel Online. 13. August 2013, abgerufen am 13. August 2013.
  2. Ashlee Vance: Revealed: Elon Musk Explains the Hyperloop, the Solar-Powered High-Speed Future of Inter-City Transportation. In: BloombergBusinessweek. Bloomberg L.P., August 2013, abgerufen am 14. August 2013 (englisch).
  3. Idee von Elon Musk Hyperloop – Blitzschnelles Reisen per Röhre. In: Die Welt. Abgerufen am 13. August 2013.
  4. CHSR-Vorsitzender Dan Richard zitiert von David R. Baker, 12. August 2013 in Musk's Hyperloop idea: High-speed L.A.-S.F. tube
  5. Hyperloop Transport Proposed By Tesla's Elon Musk. In: Technovelgy.com. Abgerufen am 13. August 2013.
  6. Boris Weinberg, 1914: Motion without friction (airless electric ways)
  7. http://www.wpi.edu/about/history/goddard/breakthrough.html
  8. http://news.google.com/newspapers?dat=19720625&id=sJVMAAAAIBAJ&pg=6834,7745999
  9. http://www.bibliotecapleyades.net/sociopolitica/esp_sociopol_underground13.htm
  10. http://swissmetro.ch/de/projekt/details/geschichte
  11. http://et3.com/
  12. Nathan Pensky, Sarah Lacy, Elon Musk: PandoMonthly Presents: A Fireside Chat with Elon Musk. In: PandoDaily. 12. Juli 2012, abgerufen am 13. September 2012 (englisch).
  13. http://www.businessweek.com/articles/2012-09-13/elon-musk-the-21st-century-industrialist
  14. Ashlee Vance, 13. August 2013: Musk Shows Hyperloop Transport Design for People to Cars
  15. a b http://www.spacex.com/sites/spacex/files/hyperloop_alpha-20130812.pdf Vorstellung des Projekts
  16. “Hyperloop is also unique in that it is an open design concept, similar to Linux. Feedback is desired from the community that can help advance the Hyperloop design and bring it from concept to reality.”
  17. SourceFed, 13. August 2013, http://youtube.com/watch?v=7tVUtvGcvOg http://sourcefednews.com/elon-musk-unveils-the-hyperloop/
  18. http://www.deutsche-mittelstands-nachrichten.de/2013/08/53920/ Hyperloop-Projekt
  19. a b Experts Raise Doubts Over Elon Musk’s Hyperloop Dream - While technically feasible, Musk’s hyperloop will likely be expensive. In: MIT Technology Report. Abgerufen am 16. August 2013.
  20. a b c Luftkissenzug "Hyperloop": Risiko in der Röhre. In: Spiegel Online. Abgerufen am 16. August 2013.
  21. KRITIK AM HYPERLOOP - Passen die fetten Amis in die Röhre? In: 20min.ch. Abgerufen am 16. August 2013.
  22. Hyperloop Would Have 'Astronomical' Pricing, Unrealistic Construction Costs, Experts Say. In: Huffington Post. Abgerufen am 16. August 2013.
  23. http://www.theatlantic.com/technology/archive/2013/08/elon-musks-futuristical-napkin-drawing-of-a-mass-transit-system/278608/
  24. René Lavanchy: Sorry, Elon Musk – your Hyperloop is going nowhere. In: theguardian.com. Guardian News and Media Limited, August 2013, abgerufen am 17. August 2013 (englisch).