Hype um HyperloopReisen in Highspeed-Kapseln ist keine Spinnerei

Der US-Visionär Elon Musk träumt von Reisen fast mit Schallgeschwindigkeit. Physikalisch spricht wenig dagegen. Warum gibt es die Technik nicht längst? von 

Hyperloop nennt Elon Musk die einzige Möglichkeit für superschnelles Reisen, die dem Menschen noch fehlt. Es sei denn, die Erfindung der Teleportation grätscht dazwischen – was "genial" wäre, weshalb sich doch "bitte jemand darum kümmern möge". Die Idee des Multimillionärs und Raumfahrt- sowie Elektroauto-Unternehmers: Die 560 Kilometer zwischen Los Angeles und San Francisco ließen sich durchaus in einer Röhre zurücklegen, in der Kabinen Passagiere bei Tempo 1.100 von Stadt zu Stadt befördern.

Diese "fünfte Art des Transports" nach Flugzeug, Zug, Auto und Schiff hat Musk nun mal eben zusammen mit einem Dutzend Ingenieure aus seinen Unternehmen SpaceX und Tesla Motors auf 57 Seiten skizziert. Macht ja sonst keiner. Schlimmer noch: Den Visionär Musk nervt seit Jahren ein Großprojekt in Kalifornien, das kurz vor Baubeginn steht. Die kalifornische Hochgeschwindigkeitsbahn, die ab 2029 Sacramento mit San Diego verbinden soll. Die Strecke Los Angeles – San Francisco sei dann mit dem Zug in unter drei Stunden zu bewältigen.

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Das bringt Musk auf die Palme: Wie kann es sein, dass man in der Heimat des Silicon Valleys einen Expresszug baut, der "sowohl einer der teuersten pro Meile als auch einer der langsamsten der Welt ist"? Der enttäuschte Musk will nun den Anstoß geben, dass es auch ganz anders geht.

Wie realistisch ist der Hyperloop?

Der Physiker und Ingenieur John Hansman vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) formuliert es so: "Ich sehe nichts, was fundamentale Regeln der Physik brechen würde." Theoretisch sei der Hyperloop also möglich. Wäre ja auch peinlich, wenn die heiß ersehnte Projektskizze von Musk an solchen Banalitäten scheitern würde. Mögliche Probleme haben der Multimillionär und seine Ingenieure natürlich gleich mitgedacht.

Was eben nicht funktionierte, war, einfach das altbekannte Prinzip Rohrpost zu vergrößern. Die Idee, Menschen wie Nachrichten in Containern durch eine Röhre per Druckluft zu pusten, erzeugt im großen Maßstab "so stupend viel Reibung, dass sie unmöglich für die Praxis ist", stellt Musk fest.

Wie wäre es also statt Pneumatik mit eloktromagnetischer Schwebetechnik ähnlich dem Transrapid? Damit experimentiert etwa das Konsortium Evacuated Tube Transport Technologies, kurz ET3. Würde bestens gehen, wenn es gelänge, die Röhre im luftleeren Raum zu halten. Denn der Luftwiderstand ist das größte Problem, wenn es um hohe Geschwindigkeiten geht. Ihn zu überwinden, würde zu viel Energie verbrauchen. Einen evakuierten Tunnel findet Musk aber schwierig: "Schon eine undichte Versiegelung oder ein kleiner Riss irgendwo in den Hunderten von Meilen an Rohr würde ausreichen – und das ganze System funktioniert nicht mehr."

Die Lösung des US-Visionärs ist der Hyperloop. Dessen Gondeln operieren in Röhren mit niedrigem Druck. Es geht auch mit Luft, sie muss nicht vollkommen aus der Röhre gesaugt werden. Simple Pumpen könnten die Luftdichte auch nach kleinen Schwankungen wieder ausgleichen.

Allerdings bleibt die verbliebene Luft in der Röhre ein Problem. Legt sich die Passagierkapsel zu nah an die Innenwand des Tunnels, verhält sie sich wie eine Spritze. Sie drückt die Luft vor sich her. Höchstgeschwindigkeiten kurz unterhalb der Schallmauer wären futsch. Es sei denn, man erweitert den Durchmesser der Röhre deutlich, was nicht mehr praktikabel wäre.

Oder die Gondeln rasen schneller als Überschallgeschwindigkeit. Das allerdings dürfte den meisten Passagieren nicht gefallen, sie müssten zu starke Beschleunigungen aushalten. Und ein Röhrentransport allein für Astronauten ist abwegiger als der Hyperloop selbst.

Wie genau könnte es also funktionieren?

Die Kabinen mit Platz für je 28 Passagiere sind so gedacht, dass sie wie Schlitten durch den engen Tunnel mit einem inneren Durchmesser von 2,23 Metern gleiten. Nicht auf Schnee oder Eis, sondern auf Luft. Ein Ventilator am Bug schaufelt die Luft hinter die Gondel. Das löst auch gleich das Problem mit dem Spritzeneffekt. Geschwindigkeiten von knapp über 1.100 Kilometern pro Stunde sollen so erreicht werden können.

Beschleunigen sollen die Kapseln lineare Wechselstrommotoren, die laut Musk im Abstand von etwas mehr als 100 Kilometern an der Röhre angebracht werden können. Ein magnetisches Leitgitter treibt die Kapsel an. Ein Prinzip, das auch Magnetschwebebahnen ausnutzen. Schließlich braucht es noch eine kleine Batterie, die den Bugventilator antreibt. Fertig ist die Laube. Der MIT-Physiker Hansman ist da nicht so sicher, sagte er dem Magazin Technology Review. "Ich denke, es gibt eine Reihe technischer Herausforderungen mit dem Fahrzeug", sagt Hansman, der auch das internationale Zentrum für Luftverkehr leitet. Eine der größten Fragen sei, wie viel Energie das System erfordert.

Die Röhre selbst stellt sich Elon Musk oberirdisch auf Stelzen entlang des Interstate-5-Highways vor. Von Los Angeles bis San Francisco betrüge die Reisezeit damit gut 35 Minuten. Derzeit brauche man mit dem Auto fünfeinhalb Stunden, mit dem Flugzeug eine Stunde und 15 Minuten und in frühestens 16 Jahren mit dem derzeit geplanten Hochgeschwindigkeitszug etwa zwei Stunden und 38 Minuten, rechnen Musk und sein Team vor. In Intervallen von zwei Minuten könnten Passagierkapseln im Hyperloop losdüsen, während der Rush Hour sogar alle 30 Sekunden. 7,4 Millionen Menschen ließen sich so jedes Jahr zwischen den beiden Großstädten pro Strecke befördern.

Leserkommentare
    • lib-dem
    • 13. August 2013 20:19 Uhr

    Kann man auch auf Stelzen bauen (Erdbebengefahr!).
    Fährt zwar keine 1100 km/h, läßt sch aber auf um die 400km/h pimpen.
    Dafür ist es eine erprobte Technik.
    Und während man den Unterdruck auf der gesamten Strecke des Hyperloop aufrecht erhalten muss, wandert das Magnetfeld des Transrapid immer nur mit dem Zug mit. Das dürfte Energie sparen ...

    Und wenn man unbedingt will, kann man auch eine Röhre drum herum bauen.
    Muss man aber nicht ...

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    Auf der Autobahn denk ich mir: das kann doch nicht die Lösung sein. Wie wäre es denn die röhrenidee einfach für Frachten zu nehmen? ! Und so den unsäglichen Lkw Verkehr verringert...

    Wäre das die ideale Lösung.

    Und die Sicherheitsstandards müssten nicht so hoch geschraubt werden da keine Menschen transportiert werden.

    Die Autobahnen wären freier ohne LKWs, die Straßen wären sicherer, viel Öl könnte gespart werden. Eigentlich nur Vorteile...

  1. Also ich finde diese Idee realitätsnäher, als private Reisen ins Weltall :)

    9 Leserempfehlungen
  2. ... ist, dass der Zug auf "Luftkissen" gleitet. Da ist gerade mal ein Millimeter zwischen den jeweils gut einen Quadratmeter großen "Skiern" unter dem Fahrzeug und der Röhre. An einigen Stellen auch nur ein halber Millimeter (Details siehe Musks Konzept).

    Ist die Röhre also an einer Stelle auch nur einen Millimeter verbeult, egal ob wegen eines Unfalls (kann ja z.B. mal ein Baum drauffallen, manche sind sicher höher als die Stelzen), wegen thermischer Ausdehnung von in der Sonne liegender Anlagenteile, wegen Winddruck oder wegen der dynamischen Kräfte der durchflitzenden Fahrzeuge, wird es bereits kritisch.

    Laut Musks Dokument beträgt der minimal zulässige Biegeradius bei voller Geschwindigkeit schlappe 23,5 Kilometer - und das bei 0,5 g Beschleunigung. Auf 100 Meter sind damit mal gerade 21 Zentimer Abweichung zur Seite bzw. nach oben oder unten möglich, auf 10 Meter 2,1 Millimeter. Da darf keines der Fundamente der Stelzen, die alle 30 Meter stehen, auch nur einen Zentimeter rutschen.

    Zwar will Musk die Röhre flexibel aufhängen, aber das bedeutet dann fast zwangsläufig, dass die Röhre von den durchflitzenden Fahrzeugen zu munteren Schwingungen angeregt werden, die garantiert über dem zulässigen Zentimeter liegen.

    Ohne aktive Dämpfungselemente, laufende Kontrolle jeder Stelze im Millimeterbereich, exakte Vorspannung der Röhre zwischen den Stelzen, damit sie nicht durchhängt und viele, viele, viele Kostentreiber mehr sehe ich da keine Chance.

    Jag

    20 Leserempfehlungen
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    oh, es gibt bei einer neuen Technik ein paar zu lösende Problemchen, das ist ja wirklich ein Wunder. Na klar, dann ist das ganze natürlich völlig unmöglich.

    Ebenso wie Auto, Eisenbahn (Ärzte sagen dazu: bei Tempo 60 stirbt der Mensch), Computer, Mondfahrt...

    Ich finde Musk gut. Einer der wenigen Visionäre und Macher in dieser faden Zeit. Ich wünschte, solche Leute gäbe es auch in unserem Bürokratenstaat.

    Ihre geschilderten Probleme wurden bereits gelöst – sehen Sie sich einmal die Transrapid-Technik an. Da ist zwischen Fahrweg (den der Wagen an drei Seiten umschließt) und Wagen ebenfalls wenige Millimeter Toleranz vorgesehen. Und das funktioniert seit den 70er Jahren!

    Wenn ich mich recht erinnere, hat der gute alte Kruckenberg (Schienenzeppelin) in den Zwanzigern ebenfalls eine Röhre mit Unterdruck und Magnetfeldführung ersonnen und durchgerechnet. 18.000 km/h theoretische Spitze!

    Die Idee von Herrn Musk ist alles andere als neu, aber praktikabel. Warum er nicht gleich den Transrapid (Vorteile bei Steigungen, Radien etc., bereits entwickelt) nimmt, bleibt mir aber schleierhaft.

    • Sandale
    • 13. August 2013 21:05 Uhr

    Also ich nicht.

    Irgendwelche Manager (Business Kasper)? Die sind sich zu wichtig und die bestehen auf ihre Flugmeilen - vielleicht geht's mit Röhrenmeilen.

    Mein Tipp: Freiwillig setzt sich keiner in die Rohrpost. Hört sich maximal technikfeindlich an, aber ich denke man muß nicht jeden Quatsch mitmachen.

    Dann doch lieber Websessions.

    8 Leserempfehlungen
  3. .....hoher und niedriger Druck, und banale Peinlichkeiten, wo ist denn die Damentoilette, oder überhaupt eine Toilette, in dem Gefährt, und wie kommt man da hin, wenn man angeschnallt ist, 35 Minuten avisierte Fahrzeit sind doch nicht eben mal um die Ecke ?

    4 Leserempfehlungen
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    ...das erfordert Planung und ggf. Willensstärke :-)

    Ich glaube nicht, dass Personen, die nicht 35 Minuten ohne Toilette aushalten, die Zielgruppe eines Beförderungsmittels dieser Geschwindigkeit zwischen LA und SF sind.

    • Hainuo
    • 13. August 2013 21:40 Uhr

    ...aber bei Überschallgeschwindigkeit auf die Landschaft schauen, da wird man ja bekloppt ;-)

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    ... und nicht auf die Landschaft. Also keine Sorge.

  4. ...das erfordert Planung und ggf. Willensstärke :-)

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    Antwort auf "A propos..."
  5. ...soll er Investoren anwerben un das Ding bauen.

    Ob Subventionen dafür gut ausgegeben wären wage ich zu bezweifeln, aber ein Mann wie Musk wird die ja nicht brauchen.

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  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte MIT | Tesla Motors | Tunnel
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