Hyperloop – Elon Musks Vision des modernen Schienenverkehrs

Hyperloop: Ein Transrapid, eine Röhre, 1225 km/h. Die mögliche Zukunft des Schienenverkehrs, erdacht durch den Unternehmer Elon Musk, unternimmt erste Gehversuche.

2002 SpaceX, 2003 Tesla Motors und 2013 schließlich Hyperloop. Der Amerikanische Unternehmer Elon Musk besitzt offensichtlich ein Faible für alternativen Personentransport. Neben dem Weltraum und den Straßen will er mit seinem neuesten Projekt auch die Schienen erobern. 2013 hat Musk ein Konzept für einen Hochgeschwindigkeitstransrapid namens “Hyperloop” präsentiert. Dieser fährt in fast vollständig evakuierten Röhren. Die Kapseln sollen sich mit bis zu 1225 km/h durch die fast luftleeren Röhren bewegen und große Strecken schneller und günstiger als ein Linienflugzeug zurücklegen. Neben den Kapseln für den Personenverkehr, die etwa dreißig Passagieren Platz bieten sollen, sind auch größere für den Gütertransport geplant.

Darum ist Hyperloop so schnell

Das Projekt Hyperloop baut fast ausschließlich auf bestehender Technologie auf. Angetrieben werden die „Pods“ genannten Kapseln von asynchronen Langstator-Linearmotoren, wie sie auch in Magnetschwebebahnen zum Einsatz kommen. Dabei handelt es sich um Elektromotoren. Diese wandeln im Gegensatz zu klassischen Drehstrommotoren, elektrische Energie nicht in eine kreisförmige, sondern in eine geradlinige Bewegung um. Die Linearmotoren dienen gleichzeitig auch als Wirbelstrombremse für die Kapsel. Um den Reibungswiderstand möglichst gering zu halten schweben die Pods auf Luftkissen nach dem Prinzip der Druckluft-Levitation durch die Röhren. Ein Kompressor im Bug der Züge, saugt die in den Röhren verbleibende Luft an und hält den Druck in den Luftkissen aufrecht. Gleichzeitig minimiert das System den Luftwiderstand und sorgt für zusätzlichen Vortrieb, indem es überflüssige Luft durch eine Düse nach hinten ausstößt. Alternativ bietet sich auch eine Magnetische Levitation an, bei der die Kapsel mithilfe von Elektromagneten in der Schwebe gehalten wird. Bei langsamen Geschwindigkeiten rollen die Züge jedoch noch auf kleinen Rädern.

Durch den extrem geringen Luft- und Reibungswiderstand können Geschwindigkeiten nahe der Schallmauer erreicht werden. Die Röhren werden fast vollständig evakuiert, sodass der Innendruck nach dem Vorgang lediglich 100 Pascal betragen soll. Das entspricht gerade einmal einem Tausendstel des Atmosphärendrucks. Die Planung sieht vor die Röhren auf Betonpfeilern entlang von Autobahntrassen zu führen um Kosten für Land und dessen Planierung zu sparen. Durch eine geschickte Lagerung der Röhren auf den Pfeilern soll zusätzlich eine hohe Erdbebensicherheit gewährleistet werden. Die Stromversorgung von Hyperloop wird allein durch Solarzellen auf den Röhren übernommen und ist damit komplett unabhängig vom Netzstrom.

Studenten entwickeln Hyperloop

Zwar gab es bereits zur Präsentation des Projekts Ideen und technische Lösungen zur Umsetzung, aber die ersten Prototypen sind erst kürzlich getestet worden . Die ersten Pods stammen allerdings nicht aus der Feder der Firma Hyperloop Transportation Technology, die Musk extra für sein Projekt gegründet hat. Stattdessen gab es eine Ausschreibung für studentische Teams weltweit, Prototypen im verkleinerten Maßstab zu bauen und diese dann in einem Wettbewerb auf der ersten Hyperloop Teststrecke in Hawthorne, Kalifornien, zu vergleichen. Aus den Bewerbern wurden 27 Teams ausgewählt, ihre Pods beim Wettbewerb Ende Januar zu präsentieren. Primär geht es der Jury um die auf der Teststrecke erzielte Höchstgeschwindigkeit, aber auch um die Sicherheit der Kapseln sowie um ein durchdachtes Design.

Nach den Sicherheitschecks haben drei Teams die Freigabe für die Teströhre bekommen. Das Team des Massachusetts Institute of Technology, das Team der TU Delft aus den Niederlanden sowie das Team WARR der TU München. Dabei hat das Münchener Team die höchste Geschwindigkeit mit 94 km/h für sich verbuchen können. Der Gesamtsieg ist jedoch an das Team Delft Hyperloop aus den Niederlanden durch eine bessere Bewertung bei Design und Sicherheit gegangen. Im Sommer 2017 ist ein weiterer Wettbewerb geplant bei dem die Teams ihre verbesserten Pods erneut testen können. Der Fokus wird im Sommer jedoch voll und ganz auf Höchstgeschwindigkeit liegen.

 Kann Hyperloop überhaupt günstig sein?

Das führt auch direkt zur Frage nach der Umsetzung des Projekts. Die Pläne von Elon Musk für sein Projekt Hyperloop waren sehr ambitioniert. Dennoch gibt es außer den Prototypen der Studenten, einer kurzen Teststrecke und den zahlreichen Verhandlungen über eine erste offizielle Route nicht viel was einen Weg in die reale Welt andeutet. Ein großer Kritikpunkt ist die Kosteneinschätzung Musks. Hyperloop wirbt nicht nur mit enormer Geschwindigkeit, sondern auch mit niedrigen Kosten. Für die damals umworbene Strecke Los Angeles – San Francisco, kalkulierte Musk circa sieben Milliarden Dollar. Ein Zehntel von dem was die California-Highspeed-Rail, eine sich derzeit im Bau befindliche Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen den beiden kalifornischen Metropolen verschlingen wird.

Die Ersparnis errechnet sich hauptsächlich aus den deutlich geringeren Kosten für Land und der fehlenden Notwendigkeit Land zu ebnen. Experten sehen diese Kosteneinschätzung als fragwürdig an, da der Bau auf Betonstelzen ebenfalls sehr kostenintensiv ist. Selbige können aufgrund der unterschiedlichen Untergründe und der Höhendifferenzen nicht einheitlich in Massenproduktion hergestellt werden, sondern müssten an den jeweiligen Untergrund angepasst werden. Des Weiteren könnten durch den Bau neben Autobahnen nur Vorstädte miteinander verbunden werden. Eine Verbindung in die Innenstädte würde aufgrund des großen Bauaufwands und der gewaltigen Grundstückspreise die Kosten massiv in die Höhe treiben.

LA – San Francisco in 35 Minuten vs. Sicherheit

Doch auch die Sicherheitsbedenken sorgen für eine Menge Kritik an Hyperloop. Beispielsweise die Rettung der Passagiere in einem Notfall. Es soll zwar Notfalllösungen zur Sauerstoffversorgung der Passagiere geben, aber wie sich eine Rettung aus den Kapseln gestalten könnte, bleibt bisher noch offen. Auch die schiere Geschwindigkeit birgt hohe Risiken. Ein Bremsvorgang aus dem geplanten Reisetempo von über 1200 Stundenkilometern würde mindestens fünfzehn Sekunden dauern und einen Bremsweg von fast zwei Kilometern beanspruchen. Eine Reaktion der Selbstfahrenden Züge auf Notfälle wie Erdbeben oder Schäden an der Strecke sind dadurch quasi unmöglich.

Durch die hohe Erdbebengefahr in Kalifornien stellt dies, trotz vermeintlich erdbebensicherer Stützen, ein enormes Risiko dar. Die Folgen eines Unfalls durch eine beschädigte Röhre bei Tempi im vierstelligen Bereich wären mit Sicherheit fatal. Trotz dieser Risiken darf das Projekt nicht unterschätzt werden. Die ersten Tests beweisen, dass das Grundkonzept stimmig ist und funktioniert. Wenn in den kommenden Jahren weitere Fortschritte in der Entwicklung – vor allem in Hinblick auf die Sicherheit – gemacht werden, könnte Elon Musk ein weiteres Mal den Personentransport revolutionieren. Ob es dann auch bei dem großen Kostenvorteil und den angekündigten niedrigen Ticketpreisen bleibt wird sich zeigen. Musk gilt als Macher. Eine finale Umsetzung des Projekts ist ihm also absolut zuzutrauen.

Quelle Titelbild: www.hyperlooptransp.com