mini|Modellbild der Variante einer auf einem Luftpolster gleitenden und durch ein Gebläse angetriebenen Kapsel mini|Längsschnitt der Variante einer auf einem Luftpolster gleitenden und durch ein Gebläse angetriebenen Kapsel mini|Modell des Hyperloop-Systems mit aufliegenden Solarzellen. Die Röhren sind zu Anschauungszwecken transparent dargestellt. Der Hyperloop ist ein von Elon Musk im Jahr 2013 vorgestelltes Konzept für ein Hochgeschwindigkeitsverkehrssystem, bei dem sich Kapseln (engl. pod) in einer weitgehend luftleeren Röhre in Magnetfeldern, wie beim Transrapid gleitend, mit nahezu Schallgeschwindigkeit fortbewegen sollen. In der Nähe von Stationen sollen Linearmotoren wie bei einer Magnetschwebebahn hohe Beschleunigungen ermöglichen, während bei erreichter Reisegeschwindigkeit elektrisch betriebene Kompressoren genügend Vortrieb erzeugen sollen. Die Energie soll von auf der Röhre montierten Solarzellen generiert werden. Damit sei es möglich, auf Strecken deutlich schneller und umweltfreundlicher als mit dem Flugzeug und gleichzeitig deutlich günstiger als mit der Bahn zu reisen. Nach zahlreichen unbemannten Testfahrten wurde im November 2020 erstmals eine kurze Testfahrt mit Fahrgästen umgesetzt. Nach der ursprünglichen Veröffentlichung des Konzepts wurden die finanziellen und technologischen Annahmen in Zweifel gezogen, und eine Vielzahl der ursprünglichen Projekte musste aufgegeben werden.
Technik Konzept
Das Konzept setzt auf Stahlbeton-Stützen mit zwei nebeneinander liegenden Fahrröhren aus Stahl, in denen ein starker Unterdruck herrscht. Dieser soll Reisen knapp unterhalb der Schallgeschwindigkeit ermöglichen. In den Röhren sollen sich Kapseln mit Platz für 28 Passagiere bewegen. Größere Kapseln sollten Autos und andere Lasten transportieren. Sie sollten reibungsarm auf einem 0,5 bis 1,3 Millimeter dicken Luftpolster gleiten. Die vor den Fahrzeugen angesaugte Luft sollte zum kleineren Teil zur Herstellung des Luftfilms dienen und zum größeren Teil in einem Rohr unter der Kapsel hindurchgeführt und durch eine rückwärtige Düse ausgestoßen werden.
Die meisten beteiligten Unternehmen und Forschungseinrichtungen planen inzwischen aber ein elektromagnetisches Schwebesystem. Laut Ursprungskonzept soll es möglich sein, auf Strecken von bis zu 1200 Kilometern deutlich schneller und umweltfreundlicher als mit dem Flugzeug und gleichzeitig deutlich günstiger als mit der Bahn zu reisen.
Antrieb und Bremsung sollen über asynchrone Langstator-Linearmotoren erfolgen. Für Notfälle sind zusätzlich mechanische Bremsen und elektrischer Radantrieb vorgesehen. Die Stromversorgung soll über Solarenergie erfolgen.
Kosten
Durch oberirdische Verlegung der Fahrröhren entlang bestehender Autobahn-Trassen sollen die Kosten des Fahrwegs als teuerstem Teil des Konzeptes niedrig gehalten werden. Es setzt in wichtigen Teilen generell auf Verwendung bereits verbreiteter und günstig verfügbarer Technik.
Abmessungen
Die vorwiegend aus Aluminium konstruierten Kapseln sollen einen Durchmesser von 2,2 Metern haben. Sie sollen ein Leergewicht von 3 bis 3,5 Tonnen mit einer Zuladung von 12 beziehungsweise 22,5 Tonnen bei den Lastenkapseln haben. Die Stahlfahrröhren sollen einen Durchmesser von 2,23 oder 3,3 Metern bei einer Wandstärke von 20 bis 25 Millimetern erhalten und ihr Innendruck bei 100 Pascal gehalten werden, einem Tausendstel des Normaldrucks. Die Stützpfeiler sollen in einem mittleren Abstand von etwa 30 Meter stehen und durch Dämpfungselemente gegen Erdbeben gesichert werden.
Energieverbrauch
2013 gab SpaceX für eine hypothetische Strecke zwischen Los Angeles und San Francisco einen Energieverbrauch von 4,4 kWh/100 km pro Person (bei voller Auslastung mit 840 Personen) an. auf www.spacex.com, abgerufen am 26. Juli 2022 Die Energie für die Errichtung und Unterhaltung der Fahrwege blieb darin allerdings unberücksichtigt. Im Vergleich dazu benötigt ein ICE 3 bei voller Auslastung etwa 8,4 kWh/100 km pro Person und ein Flugzeug mindestens 30 kWh/100 km pro Person. auf www.elektropraktiker.de, abgerufen am 14. August 2020Energieverbrauch eines ICE auf https://railfreak.de, abgerufen am 14. August 2020Energieverbrauch Flugzeuge auf www.nachhaltige-energiegewinnung.spoererau.de, abgerufen am 14. August 2020
Aussagen, wonach ein nennenswerter Teil der für den Hyperloop notwendigen Energie von auf den Röhren montierten Solarmodulen bezogen werden kann oder dabei sogar ein Überschuss produziert werden kann, werden angezweifelt.
Vergleich zu California High-Speed Rail Musk entwickelte das Konzept nach eigener Aussage als kostengünstigere und sicherere Alternative zu dem California High-Speed Rail (CAHSR) zunächst für die Verbindung zwischen Los Angeles und San Francisco. Er behauptete, eine Fahrzeit von 35 min für die 570 km lange Strecke erreichen zu können. Für diese kalkuliert Musk Kosten zwischen sechs und siebeneinhalb Milliarden US-Dollar. Anders als für einen Hochgeschwindigkeitszug muss für den Hyperloop die zugrunde liegende Technik erst noch entwickelt werden, während die Trasse für den Hochgeschwindigkeitszug inzwischen bereits im Bau ist. Musks Vorschlag wurde von verschiedener Seite heftig kritisiert, unter anderem wurde angeführt, die Kostenannahmen seien unrealistisch und die Route verbinde nicht die Innenstädte, sondern nur Vororte.
Entwicklung Die grundlegende Idee der Fortbewegung ohne Luftwiderstand in einer evakuierten Röhre stellte George Medhurst bereits im Jahr 1812 vor. Früheste Konzepte für Fortbewegung in (teil-)evakuierten Röhren sind bereits aus den 1900er und 1910er Jahren bekannt.Boris Weinberg, 1914: Motion without friction (airless electric ways) Der Raketenforscher Robert Goddard entwickelte 1904 als Student an der Worcester Polytechnic Institute in den USA das Konzept eines Vacuum Tube Transportation System. Die Idee veröffentlichte er als Teil einer Kurzgeschichte. Ein Patent wurde postum im Jahr 1950 anerkannt. Der sowjetische Forscher Boris Weinberg entwickelte unabhängig ein nahezu identisches Konzept. Auch der Erfinder der Magnetschwebebahn, Hermann Kemper, erkannte 1938 den idealen Einsatz seiner Technologie in einer Vakuumröhre. Seit den 1970er Jahren wurden mehrere Konzepte veröffentlicht, die auch breitere Bekanntheit erlangten, jedoch bisher nie umgesetzt wurden.bibliotecapleyades.net
Musk begann die Konzeption von Hyperloop aus Unzufriedenheit mit der Entwicklung des Hochgeschwindigkeitszug-Projekts California High-Speed Rail. Inspiriert wurde Musk nach Presseberichten von ET3, einem seit Ende der 1990er bestehenden Konzeptes für Vakuumröhrenbahnen des Erfinders und Geschäftsmannes Daryl Oster. Musk sprach erstmals am 12. Juli 2012 öffentlich über seine Idee und über Charakteristika und Umsetzungsperspektiven dafür. In einer informellen Gruppe mit etwa einem Dutzend Mitarbeitern seiner Unternehmen SpaceX und Tesla Motors arbeitete er das Konzept im Laufe des folgenden Jahres aus und veröffentlichte es im August 2013.Ashlee Vance: Musk Shows Hyperloop Transport Design for People to Cars. In: bloomberg.com, 13. August 2013 (englisch)
Für die weitere Entwicklung regt Musk ein offenes, partizipatives Konzept vergleichbar der Entwicklung freier Software an und bittet um Einsendung von Verbesserungen. Im August 2013 veröffentlichte er dafür ein White Paper, in dem er unter anderem folgendes schreibt.
Im Juni 2015 gab Musk bekannt, einen Wettbewerb unter dem Namen SpaceX Hyperloop Pod Competition zu veranstalten, um die Entwicklung zu beschleunigen. Hierfür ließ er eine Teststrecke mit einer Länge von einer englischen Meile (etwa 1,6 km) im kalifornischen Hawthorne bauen. Mit dem Bau wurde im Januar 2016 das Unternehmen AECOM beauftragt. Die Röhre, in der komplette Prototypen getestet werden können, hat einen Durchmesser zwischen 4 und 5 Fuß (etwa 1,2–1,5 m). Nebenbei besteht für die teilnehmenden Teams die Möglichkeit, sich mit Subkomponenten an einem Konstruktions-Workshop an der Texas-A&M-Universität zu beteiligen. Die Jury wird aus unabhängigen Ingenieuren von SpaceX bestehen. Bereits eine Woche nach der Bekanntgabe der Hyperloop Pod Competition hatten sich über 700 Teilnehmer angemeldet. Dazu gehören auch Teams von Universitäten. Am 30. Januar 2016 gab die den Wettbewerb ausrichtende Texas-A&M-Universität bekannt, dass von den 120 eingereichten Vorschlägen 22 für die nächste Runde und damit für den Test auf der noch zu bauenden Teststrecke ausgewählt wurden. Beim Wettbewerbsfinale am 29. Januar 2017 fuhren drei Kapseln durch die Röhre. Die Kapsel des WARR Hyperloop Teams der Technischen Universität München erreichte die höchste Geschwindigkeit. Den Hauptpreis holte das Team der Technischen Universität Delft.
Elon Musk kündigte am 15. Januar 2015 zunächst an, in Texas eine Teststrecke zu bauen. Im Mai 2016 wurde ein Prototyp des Antriebs jedoch auf einer Teststrecke in Nevada der Öffentlichkeit vorgestellt und im März 2017 Bilder der Teststrecke in der Mojave-Wüste nahe Las Vegas veröffentlicht. Erste erfolgreiche Tests erfolgten wenig später, bei einem Praxistest Ende Juli wurde eine neue Rekordgeschwindigkeit von 310 km/h erreicht.
mini|Eine 24 Meter lange Teststrecke in „Lebensgröße“ von TUM Hyperloop in Ottobrunn bei München mini|TUM-Hyperloop-Kapsel
Im August 2017 fand die zweite Hyperloop Pod Competition statt, bei der nur noch die Geschwindigkeit bewertet wurde. Wieder gewann das Team WARR Hyperloop der Technischen Universität München. Ihre Kapsel erreichte eine Rekordgeschwindigkeit von 324 km/h (201 mph) und war damit deutlich schneller als die der anderen Teams. Im Jahr 2018 gewann das WARR-Hyperloop-Team den Wettbewerb und erreichte mit einer Höchstgeschwindigkeit von knapp 467 km/h einen neuen Rekord. Das Team der TU München gewann auch den vierten Wettbewerb am 21. Juli 2019 (als TUM Hyperloop) mit einer Geschwindigkeit von 463,5 km/h. Auf dem Campus des Hochschul- und Forschungszentrums Garching bei München existiert eine zu TUM Hyperloop gehörende Teststrecke, die für Testung von Pods für die Hyperloop Pod Competition aufgebaut wurde.
Nach 400 unbemannten Testfahrten hat die Kapsel am 8. November 2020 in der 500 m langen Teströhre in Las Vegas, Nevada, eine bemannte Testfahrt mit 172 km/h durchgeführt.Virgin Hyperloop: Erste bemannte Testfahrt erfolgreich orf.at, 9. November 2020, abgerufen am 9. November 2020. Im Herbst 2022 wurde die Hyperloop-Teststrecke von SpaceX abgerissen und durch einen Parkplatz für die Beschäftigten von SpaceX ersetzt.Sarah McBride: Musk’s SpaceX Dismantles Hyperloop Prototype, Puts Up a Parking Lot, bloomberg.com, 3. November 2022.
Südkorea arbeite seit 2017 an einem eigenen Hyperloop-System. Das Korean Railroad Research Institute (KRRI) gab 2020 bekannt, dass ihr Hyper-Tube, in der Größe einer Modelleisenbahn, während eines Tests eine Geschwindigkeit von über 1.000 km/h erreicht hat.South Korea tests Hyperloop Train over urban transport news vom 19. Januar 2021, abgerufen am 28. April 2023.Hyperloop auf koreanisch: Hyper-Tube-Zug erreicht über 1.000 km/h TN digital pioneers vom 19. November 2020, abgerufen am 28. April 2023. 2018 haben die Hyperloop Transportation Technologies (HTT) mit Sitz in Los Angeles und die Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA), eine Kooperation zur Entwicklung einer Hyperloop für Containertransporte beschlossen. Das Projekt HHLA-Hyperloop wurde 2022 ohne Realisierung einer Anlage beendet.
Am 14. Dezember 2022 haben sich sieben Unternehmen zur The Hyperloop Association mit Sitz in Brüssel zusammengeschlossen, der ersten globalen Vereinigung innerhalb der Hyperloop-Branche.Companies join forces to launch the first international Hyperloop Association Global Railway Review vom 8. Februar 2023, abgerufen am 29. April 2023.Hyperloop-Unternehmen starten erste internationale Die Hyperloop Association Rail Market Nachrichten vom 9. Februar 2023, abgerufen am 29. April 2023.