Elon Musk, który dał światu SpaceX i Teslę, jest pewien, że system transportowy powinien osiągnąć nowy poziom, stając się szybszy, bardziej przyjazny środowisku i tańszy. Podpowiadamy, czym jest Hyperloop i dlaczego projekt Muska jest często krytykowany.
Historia Hyperloop
Historia Hyperloop rozpoczęła się w 2013 roku, kiedy to szef Tesli, Elon Musk, zaproponował futurystyczny system transportowy, który według przedsiębiorcy zastąpi przestarzałą ideę szybkich pociągów.
Projekt Hyperloop autorstwa Elona Muska to superszybki system transportowy, który składa się z „unoszących się” kapsuł na napędzie magnetycznym. Połączone ze sobą kapsuły poruszają się z dużą prędkością w próżniowej tubie, co pozwala im pokonać dystans 1200 km w ciągu zaledwie jednej godziny.
Hyperloop video
Jednak już kilka wieków przed Muskiem inżynierowie i wynalazcy próbowali zrobić coś podobnego. Naukowcy-fizycy zbliżyli się do koncepcji leżącej u podstaw Hyperloopa pod koniec XVII wieku, tworząc pierwszą sztuczną próżnię, która później stała się podstawą idei podziemnych systemów szybkiego transportu, takich jak metro – Beach Pneumatic Transit (nazwany tak od nazwiska wynalazcy Alfreda Beacha). Jego istotą było umieszczenie pasażerów w wagonach, które poruszałyby się po tunelu-rurze za pomocą strumienia powietrza wytwarzanego przez gigantyczne wentylatory. Inny naukowiec, Robert Goddard, myślał o pociągach próżniowych na początku XX wieku.
O nowych sposobach transportu mówił również brytyjski inżynier Isambard Brunel. To właśnie on był najbliżej przyszłego superszybkiego systemu transportowego Elona Muska. W 1845 roku Brunel zaproponował budowę rury w południowo-zachodniej Anglii, która pomogłaby rozpędzić pociągi do fantastycznej wówczas prędkości 110 km/h. Realizacja projektu okazała się jednak wówczas niemożliwa z powodu braku niezbędnych materiałów.
W koncepcji alfa Hyperloop Muska, ruch kapsuł przez rurę odbywa się dzięki liniowemu przyspieszeniu magnetycznemu. Najprościej rzecz ujmując, system proponowany przez przedsiębiorcę można porównać do pociągów napędzanych siłą pola elektromagnetycznego – maglev (skrót od „magnetic levitation”). Pierwszy komercyjny maglev pojawił się w 1984 roku w brytyjskim mieście Birmingham. Połączył on międzynarodowe lotnisko w Birmingham z jednym z miejskich dworców.
Poszukiwania inżynierów i naukowców z przeszłości posłużyły za podstawę do opracowania futurystycznego modelu nowego środka transportu, który mógłby pokonywać duże odległości w ciągu kilku minut, wyprzedzając wszystkie znane środki transportu. W ten sposób powstała koncepcja Hyperloop.
Według Elona Muska idealny nowoczesny model transportu nie tylko zapewnia dużą prędkość i bezpieczeństwo podróżowania, ale także jest przyjazną dla środowiska i niedrogą alternatywą dla istniejących środków transportu (samochody, samoloty, statki) oraz nie koliduje z innymi środkami transportu na tej samej trasie.
Hyperloop i wolontariusze: kto wdraża technologię
Po opublikowaniu swojego pomysłu Elon Musk postanowił nie patentować projektu, ale umożliwić każdemu udział w rozwoju Hyperloop. W ten sposób powstały firmy Virgin Hyperloop i Hyperloop Transportation Technologies.
Virgin Hyperloop to amerykańska firma technologiczna, której celem jest przekształcenie pomysłu Muska w udany produkt komercyjny. Firma pozyskuje inwestorów do budowy magnetycznych torów transportowych i przeprowadziła już udane testy prototypowego pociągu przyszłości.
Przed 2017 rokiem i rebrandingiem (z konglomeratem inwestycyjnym Richarda Bransona – Virgin Group) firma nazywała się Hyperloop One. W zarządzie Virgin Hyperloop zasiadają osoby, które współpracowały z Muskiem przy projektach SpaceX, Tesla i PayPal.
Hyperloop Transportation Technologies to firma skupiająca ponad 800 programistów z pięciu kontynentów. Dla wszystkich entuzjastów, którzy zgodzili się urzeczywistnić pomysł Elona Muska, praca w Hyperloop Transportation Technologies jest bezpłatną pracą freelancera z perspektywą uzyskania udziału w zyskach firmy w przyszłości.
Wielu z tych, którzy rozwijają koncepcję Muska, pracuje równolegle dla wielkich korporacji, takich jak Boeing, Yahoo!, a nawet NASA. Proces rozwoju technologii odbywa się w małych grupach, do których uczestnicy są przydzielani zgodnie z ich zainteresowaniami i umiejętnościami. Komunikacja podczas pracy odbywa się głównie za pomocą poczty elektronicznej, ale raz w tygodniu zespoły spotykają się na dyskusjach online.
Jak działa Hyperloop
Hyperloop to łańcuch kapsuł przypominających hermetyczne kontenery. Kapsuły poruszają się w rurze w niemal całkowitej próżni – pod ciśnieniem równym jednej tysięcznej normalnego ciśnienia atmosferycznego. Rura ta zapewnia zmniejszony poziom oporu powietrza, co pozwala Hyperloopowi na osiąganie dużych prędkości.
Proces przemieszczania się Hyperloop można podzielić na trzy etapy:
- Przyspieszenie. Siła trakcyjna w silnikach liniowych, umieszczonych w tubie w pewnej odległości od siebie, powoduje ruch translacyjny, który wytwarza pole magnetyczne i przekazuje impuls do generatora wewnątrz kapsuły.
- Lewitacja. Pole magnetyczne unosi kapsułę, a siła trakcyjna rozpędza ją do 1200 km/h.
- Opóźnienie. Siła ciągu odwraca kierunek i zmniejsza prędkość kapsuły. Energia kinetyczna zamieniana jest na energię elektryczną (na zasadzie hamowania odzyskowego) i ładuje akumulator.
Jak działa Hyperloop
Aby zmniejszyć koszty i ilość zużywanej energii, twórcy próbowali odejść od lewitacji magnetycznej i wymyślili inny sposób poruszania kabinami – za pomocą poduszki powietrznej. Aby ułatwić zrozumienie działania systemu, naukowcy porównali ruch kapsuł do ruchu krążka na stole do air hokeja. Jedyna różnica polegała na tym, że kapsuły nie unosiłyby się na powierzchni powietrza, ale poruszałyby się po niej dzięki impulsom elektromagnetycznym energii słonecznej. Jednak pomysł ten musiał zostać zarzucony ze względu na potencjalne ryzyko utraty kontroli, a konstruktorzy powrócili do stosowania lewitacji magnetycznej.
Jakie są obawy związane z Hyperloop
Niektórzy naukowcy, w szczególności były chemik z Cornell University Phil Mason, który tworzy filmy edukacyjne o tematyce naukowej, mówili o wadach koncepcji Elona Muska. W jednym z filmów na YouTube Mason obrazowo wyjaśnił, jak system Hyperloop może w przypadku drobnej usterki zamienić się w „podróż z prędkością lufy karabinu” i doprowadzić do śmierci wszystkich pasażerów. Aby jasno zademonstrować to zagrożenie, naukowiec stworzył model transportu składający się ze szklanej rury z wypompowanym z niej powietrzem oraz metalowego balonu. Eksperyment Masona pokazał, że nawet niewielkie zniszczenie pojedynczej kapsuły mogłoby doprowadzić do dekompresji, która katastrofalnie zmieniłaby ciśnienie w całym pociągu, czyniąc z niego niekontrolowany pocisk: Hyperloop osiągnąłby taką prędkość, że w razie wypadku pasażerowie nie mieliby szans na przeżycie.
Eksperyment Phila Masona
Z technicznego punktu widzenia, niektórzy badacze kwestionują potencjalną prędkość Hyperloop. Eksperci uważają, że prędkość 1220 km/godz. może wywołać nieprzyjemne i przerażające odczucia u pasażerów. Niemniej jednak, pierwszy test pasażerski prototypu Hyperloop wykazał, że system jest bezpieczny.
Wielokrotnie spierano się o koszt tej technologii. Według wyliczeń Elona Muska, budowa systemu Hyperloop z Los Angeles do San Francisco (dwa tunele i 40 kapsuł) będzie kosztować mniej niż 6 mld dolarów. Mimo to w 2016 roku Forbes opublikował informację, że na podstawie wyciekłych danych koszt budowy Hyperloop One do San Francisco może wynieść 13 mld dolarów – dwukrotnie więcej niż szacował Musk. Wielu uważa jednak, że nawet ta cena jest niedoszacowana, a szacowany koszt budowy jest znacznie wyższy – około 100 mld dolarów.
W rzeczywistości nie da się dokładnie określić, ile będzie kosztować budowa systemu Hyperloop: cena będzie różna dla różnych tras ze względu na specyfikę terenu.
Jak pasażerowie czuliby się wewnątrz Hyperloop
Zanim Hyperloop One zaprosił pierwszych pasażerów do podróży pociągiem przyszłości, przeprowadził około 400 testów na pustyni w Nevadzie, niedaleko Las Vegas. Ludzie na pokładzie futurystycznego środka transportu wybrali się w podróż dopiero w listopadzie 2020 roku, siedem lat po tym, jak Elon Musk opowiedział światu o swoim pomyśle.
Pierwszymi pasażerami prototypu Hyperloop, kapsuły Pegasus, byli współzałożyciel Virgin Hyperloop Josh Giegel i dyrektor Passenger Quality Services Sarah Lucian. Kapsuła z pasażerami pokonała dystans 500 metrów w 15 sekund z prędkością 160 km/h.
Pierwszy test Hyperloop
Test z pasażerami wywołał wiele krytyki w Internecie. Ludzie zaczęli mówić o innowacyjności Hyperloop i lewitacji magnetycznej (maglev), która pozwala transportowi poruszać się w tunelu. Jeden z użytkowników nazwał nawet system Muska „najstraszniejszą koleją dużych prędkości na świecie”, porównując rozwój Hyperloopa do uruchomienia w Anglii, jeszcze w 1938 roku, lokomotywy parowej Mallard, która osiągnęła prędkość 203 km/h.
Niektórzy pamiętali o rekordzie świata japońskiego Maglevu, który w 2016 r. osiągnął prędkość 603 km/h. A pierwsze pociągi działające w tym systemie mogły przewozić setki pasażerów z prędkością 482 km/h już w latach 70. ubiegłego wieku. Czyli, jak twierdzą krytycy koncepcji Muska, Hyperloop wcale nie jest innowacją.
Jednak według twórców Hyperloop nie powinien być porównywany do pociągu, samolotu czy łodzi, ponieważ jest to w zasadzie nowy sposób transportu, różniący się od innych środków, do których ludzie są przyzwyczajeni. Oczywiście, nie da się zbudować czegoś nowego, nie bazując na wynalazkach z przeszłości. Ważne jest tylko, aby wziąć pod uwagę wszystkie niedociągnięcia istniejącego systemu i spróbować je przezwyciężyć.
