Was ist Hyperloop und wie funktioniert es?

Elon Musk, der der Welt SpaceX und Tesla geschenkt hat, ist sich sicher, dass das Transportsystem ein neues Level erreichen soll, indem es schneller, umweltfreundlicher und günstiger wird. Wir sagen Ihnen, was Hyperloop ist und warum Musks Projekt oft kritisiert wird.

Die Geschichte von Hyperloop

Die Geschichte von Hyperloop begann 2013, als der Chef von Tesla, Elon Musk, ein futuristisches Transportsystem vorschlug, das nach Ansicht des Unternehmers die veraltete Idee der Hochgeschwindigkeitszüge ersetzen wird.

Das Hyperloop-Projekt von Elon Musk ist ein Super-Hochgeschwindigkeits-Transportsystem, das aus „schwebenden“ Kapseln mit Magnetantrieb besteht. Miteinander verbunden, fahren die Kapseln mit hoher Geschwindigkeit in einer Vakuumröhre und können so in nur einer Stunde eine Strecke von 1.200 km zurücklegen.

Hyperloop-Video

Ein paar Jahrhunderte vor Musk hatten Ingenieure und Erfinder jedoch bereits versucht, etwas Ähnliches zu tun. Wissenschaftler-Physiker kamen dem Konzept, das dem Hyperloop zugrunde liegt, Ende des 17. Jahrhunderts nahe, indem sie das erste künstliche Vakuum schufen, das später die Grundlage für die Idee von unterirdischen Systemen des Hochgeschwindigkeitsverkehrs, wie der U-Bahn – Beach Pneumatic Transit (benannt nach dem Erfinder Alfred Beach) – wurde. Sein Wesen bestand darin, Passagiere in Waggons zu setzen, die sich mittels eines von riesigen Ventilatoren erzeugten Luftstroms durch die Tunnelröhre bewegen würden. Ein anderer Wissenschaftler, Robert Goddard, dachte Anfang des 20. Jahrhunderts an Vakuumzüge.

Auch der britische Ingenieur Isambard Brunel sprach über neue Wege des Transports. Er war es, der dem zukünftigen Super-Hochgeschwindigkeits-Transportsystem von Elon Musk am nächsten war. Im Jahr 1845 schlug Brunel vor, im Südwesten Englands eine Röhre zu bauen, mit deren Hilfe Züge auf die damals fantastische Geschwindigkeit von 110 km/h beschleunigt werden sollten. Allerdings war es damals unmöglich, das Projekt zu realisieren, da es an den notwendigen Materialien mangelte.

In Musks Alpha-Konzept des Hyperloop erfolgt die Bewegung der Kapseln durch das Rohr aufgrund linearer magnetischer Beschleunigung. Einfach ausgedrückt, kann das vom Unternehmer vorgeschlagene System mit Zügen verglichen werden, die durch die Kraft eines elektromagnetischen Feldes angetrieben werden – Maglev (kurz für „Magnetschwebebahn“). Die erste kommerzielle Magnetschwebebahn erschien 1984 in der britischen Stadt Birmingham. Sie verband den internationalen Flughafen von Birmingham mit einem der Bahnhöfe der Stadt.

Die Recherchen von Ingenieuren und Wissenschaftlern der Vergangenheit dienten als Grundlage für die Entwicklung eines futuristischen Modells eines neuen Transportmittels, das große Entfernungen in wenigen Minuten zurücklegen könnte, allen bekannten Transportmitteln voraus. So entstand das Hyperloop-Konzept.

Laut Elon Musk gewährleistet das ideale moderne Transportmodell nicht nur eine hohe Reisegeschwindigkeit und Sicherheit, sondern ist auch eine umweltfreundliche und kostengünstige Alternative zu bestehenden Transportmitteln (Autos, Flugzeuge, Schiffe) und beeinträchtigt andere Transporte auf derselben Strecke nicht.

Hyperloop und Freiwillige: Wer setzt die Technologie um

Nach der Veröffentlichung seiner Idee beschloss Elon Musk, das Projekt nicht zu patentieren, sondern jedem zu erlauben, sich an der Entwicklung von Hyperloop zu beteiligen. So entstanden Virgin Hyperloop und Hyperloop Transportation Technologies.

Virgin Hyperloop ist ein amerikanisches Technologieunternehmen, das Musks Idee in ein erfolgreiches kommerzielles Produkt verwandeln will. Das Unternehmen wirbt um Investoren für den Bau von magnetischen Transportbahnen und hat bereits erfolgreich einen Prototyp-Zug der Zukunft getestet.

Vor 2017 und der Umbenennung (mit Richard Bransons Investmentkonglomerat Virgin Group) hieß das Unternehmen Hyperloop One. Im Vorstand von Virgin Hyperloop sitzen Leute, die mit Musk an den Projekten SpaceX, Tesla und PayPal gearbeitet haben.

Hyperloop Transportation Technologies ist ein Unternehmen mit mehr als 800 Entwicklern aus fünf Kontinenten. Für all die Enthusiasten, die sich bereit erklärt haben, Elon Musks Idee Wirklichkeit werden zu lassen, ist die Arbeit bei Hyperloop Transportation Technologies ein unbezahlter, freiberuflicher Job mit der Aussicht, in Zukunft am Gewinn des Unternehmens beteiligt zu werden.

Viele derjenigen, die Musks Konzept entwickeln, arbeiten parallel für große Konzerne wie Boeing, Yahoo! und sogar die NASA. Der Prozess der Entwicklung der Technologie findet in kleinen Gruppen statt, in denen die Teilnehmer entsprechend ihrer Interessen und Fähigkeiten eingeteilt werden. Die Kommunikation während der Arbeit erfolgt meist per E-Mail, aber einmal pro Woche treffen sich die Teams zu Online-Diskussionen.

Wie funktioniert Hyperloop

Der Hyperloop ist eine Kette von Kapseln, die luftdichten Behältern ähneln. Die Kapseln bewegen sich in einem fast vollständigen Vakuum durch die Röhre – einem Druck, der einem Tausendstel des normalen Atmosphärendrucks entspricht. Diese Röhre sorgt für einen reduzierten Luftwiderstand, wodurch der Hyperloop hohe Geschwindigkeiten erreichen kann.

Der Hyperloop-Bewegungsprozess kann in drei Stufen unterteilt werden:

• Beschleunigung. Die Zugkraft in den Linearmotoren, die sich in der Röhre in einem bestimmten Abstand zueinander befinden, verursacht eine Translationsbewegung, die ein Magnetfeld erzeugt und einen Impuls an den Generator im Inneren der Kapsel überträgt.
• Levitation. Das Magnetfeld hebt die Kapsel an und die Zugkraft beschleunigt sie auf bis zu 1200 km/h.
• Verzögerung. Die Schubkraft kehrt die Richtung um und verringert die Geschwindigkeit der Kapsel. Die kinetische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt (nach dem Prinzip des regenerativen Bremsens) und lädt die Batterie.

Wie funktioniert Hyperloop

Um die Kosten und den Energieaufwand zu reduzieren, versuchten die Entwickler, von der Magnetschwebebahn wegzukommen und fanden einen anderen Weg, die Kabinen zu bewegen – mittels eines Luftkissens. Um das Verständnis für die Funktionsweise des Systems zu vereinfachen, verglichen die Wissenschaftler die Bewegung der Kapseln mit der Bewegung eines Pucks auf einem Air-Hockey-Tisch. Der einzige Unterschied war, dass die Kapseln nicht auf der Luftoberfläche schweben würden, sondern sich durch elektromagnetische Impulse auf Sonnenenergie über diese bewegen. Doch diese Idee musste wegen der möglichen Risiken eines Kontrollverlustes aufgegeben werden, und die Entwickler kehrten zur Magnetschwebebahn zurück.

Was sind die Bedenken gegen Hyperloop

Einige Forscher, insbesondere der ehemalige Chemiker Phil Mason von der Cornell University, der Lehrvideos über Wissenschaft macht, sprachen über die Unzulänglichkeiten des Konzepts von Elon Musk. In einem YouTube-Video erklärte Mason bildlich, wie sich das Hyperloop-System im Falle einer kleinen Störung in eine „Fahrt mit Gewehrlauf in Geschossgeschwindigkeit“ verwandeln und zum Tod aller Passagiere führen könnte. Um diese Gefahr anschaulich zu demonstrieren, baute der Wissenschaftler ein Transportmodell aus einer Glasröhre, aus der Luft herausgepumpt wurde, und einem Metallballon. Masons Experiment zeigte, dass schon eine kleine Zerstörung einer einzelnen Kapsel zu einem Druckabfall führen kann, der den Druck im gesamten Zug katastrophal verändert und ihn zu einem unkontrollierbaren Geschoss macht: Der Hyperloop würde eine solche Geschwindigkeit erreichen, dass die Passagiere im Falle eines Unfalls keine Chance hätten zu überleben.

Das Experiment von Phil Mason

Aus technischer Sicht stellen einige Forscher die potenzielle Geschwindigkeit des Hyperloop in Frage. Experten glauben, dass eine Geschwindigkeit von 1.220 Stundenkilometern unangenehme und beängstigende Gefühle bei den Passagieren hervorrufen kann. Dennoch hat der erste Passagiertest des Hyperloop-Prototyps gezeigt, dass das System sicher ist.

Immer wieder gab es Streitigkeiten über die Kosten der Technologie. Nach Berechnungen von Elon Musk wird der Bau des Hyperloop-Systems von Los Angeles nach San Francisco (zwei Tunnel und 40 Kapseln) weniger als 6 Mrd. $ kosten. Dennoch veröffentlichte Forbes im Jahr 2016 die Information, dass die Kosten für Hyperloop One nach San Francisco aufgrund von durchgesickerten Daten bis zu 13 Milliarden Dollar betragen könnten – doppelt so viel wie Musk geschätzt hatte. Viele glauben jedoch, dass selbst dieser Preis unterschätzt wird und die geschätzten Baukosten viel höher sind – etwa 100 Mrd. $.

Tatsächlich ist es unmöglich, genau zu sagen, wie viel es kosten wird, ein Hyperloop-System zu bauen: Der Preis wird für verschiedene Strecken aufgrund der Besonderheiten des Geländes unterschiedlich sein.

Wie würden sich die Passagiere im Inneren des Hyperloop fühlen

Bevor er die ersten Passagiere einlud, mit dem Zug der Zukunft zu fahren, führte Hyperloop One rund 400 Tests in der Wüste von Nevada bei Las Vegas durch. Menschen an Bord des futuristischen Transportmittels gingen erst im November 2020 auf die Reise, sieben Jahre nachdem Elon Musk der Welt von seiner Idee erzählt hatte.

Die ersten Passagiere des Hyperloop-Prototyps, der Pegasus-Kapsel, waren Virgin Hyperloop-Mitbegründer Josh Giegel und Director of Passenger Quality Services Sarah Lucian. Die Kapsel mit Passagieren legte eine Strecke von 500 Metern in 15 Sekunden bei einer Geschwindigkeit von 160 km/h zurück.

Erster Hyperloop-Test

Der Test mit Passagieren verursachte viel Kritik im Internet. Die Leute begannen, über die Innovativität von Hyperloop und der Magnetschwebebahn (Maglev) zu sprechen, die es ermöglicht, den Transport im Tunnel zu bewegen. Ein Nutzer bezeichnete Musks System sogar als „die schrecklichste Hochgeschwindigkeitsbahn der Welt“ und verglich die Entwicklung von Hyperloop mit dem Start einer Dampflokomotive Mallard in England, damals im Jahr 1938, die eine Geschwindigkeit von 203 km/h erreichte.

Einige erinnerten sich an den Weltrekord der japanischen Magnetschwebebahn, die im Jahr 2016 eine Geschwindigkeit von 603 km/h erreichte. Und die ersten Züge, die auf diesem System verkehren, konnten bereits in den 1970er Jahren Hunderte von Passagieren mit 482 km/h befördern. Das heißt, wie Kritiker von Musks Konzept sagen, ist Hyperloop gar keine Innovation.

Laut den Entwicklern sollte Hyperloop jedoch nicht mit einem Zug, einem Flugzeug oder einem Boot verglichen werden, da es sich im Grunde um eine neue Art des Transports handelt, die sich von anderen Mitteln unterscheidet, an die die Menschen gewöhnt sind. Natürlich ist es unmöglich, etwas Neues zu bauen, ohne auf den Erfindungen der Vergangenheit aufzubauen. Es ist nur wichtig, alle Unzulänglichkeiten des bestehenden Systems zu berücksichtigen und zu versuchen, sie zu überwinden.