A hyperloop ötlete egy konkrét problémára nyújtott megoldásként indult: Kalifornia autópályái igen túlterheltek, ezért az állam már régóta tervezi egy nagysebességű vasúthálózat megépítését Los Angeles és San Francisco között. A jelenlegi tervek szerint egy hagyományos vasút épülne, ennek költségvetése most 70 milliárd dollár. Erre született válaszként az ún. hyperloop ötlete: Elon Musk úgy véli, ennél olcsóbban és gyorsabban is meg lehetne oldani a két város összeköttetését egy új, eddig még sehol sem használt technológia segítségével. 2013-ban már be is mutatta tervét a Los Angeles- San Francisco vonalra. A fejlesztés azóta jól halad, már folynak az első tesztek, és a napokban bemutatták a Tesla és a SpaceX által kifejlesztett vasúti kocsikat is.
Mágnesvasút vákuumban
A koncepció szerint egy mágnesvasút egy légritkított csőben haladna, ahol (légellenállás hiányában) akár 1220 km/h-val, a hangsebességet megközelítő gyorsasággal is képes lenne haladni, így az ember nagyjából fél óra alatt tehetné meg az 560 kilométeres távot. Ahhoz, hogy egy jármű gyorsabban haladhasson, az út súrlódását és légellenállást kell leküzdeni. A súrlódás kiküszöbölését már sikerült megoldani, a mágnesvasutak azért képesek rendkívül gyors sebességre, mert közvetlenül nem érintkeznek a sínekkel. A hyperloop lényege, hogy a légellenállást is ki lehet küszöbölni, ha a vonat egy légmentes (vagy nagyon ritka levegőjű) térben halad. Ehhez „csak” egy légmentesen zárt alagutat kell építeni a két állomás közé, és a kapszulaszerű vasúti kocsikat is légmentesen le kell zárni a bennük levő levegővel, hasonlóan a repülőgépekhez.
Musk szerint a vonalat így 7,5 milliárd dollárból is meg lehetne valósítani. A Tesla és a SpaceX közös csapata el is kezdte a prototípusok megépítését, az elmúlt 1-2 évben elkészült egy rövid tesztpálya és a napokban legyártották az első vasúti kocsikat. Látszik, hogy nem kimondottan üzleti vállalkozásról, hanem szenvedély-projektről van szó: Musk a teljes kivitelezésről lemondott, a terveket közkinccsé nyilvánította, hogy más cégek is kifelelszthessék a saját hyperloopjukat (közben persze Musk csapata is dolgozik a saját verzióján).
Magyarországon is megépítenékA vákumban haladó vonat koncepciója tulajdonképpen nem új: amióta ismert a légellenállás fogalma, mérnökök onnantól kezdve többször felvetették a vákuumban haladó, gyorsabb és hatékonyabb vasút ötletét. A hyperloop közvetlen elődjét 1904-ben tervezte meg egy amerikai mérnök, Robert Goddard. A következő évtizedekben az USA-ban, Japánban és Svájcban többször tervbe vették egy vákuumvonat megépítését, de a döntéshozók minden esetben túl költségesnek és kockázatosnak ítélték a projekteket, elsősorban egy több kilométeres vákuumcső megépítését és fenntartását találták túl drágának.
Karbantartók rémálma
Elon Musk terve is az ára miatt kapta a legtöbb kritikát. Bár Musk szerint a kaliforniai hyperloop nagyjából 7 milliárd dollárból megépíthető lenne, sokak szerint viszont a Tesla vezetője súlyosan alulbecsülte a költségeket. Michael L. Anderson, az Kaliforniai Egyetem közgazdásza szerint a valós költség a Musk által becsült ár 10-20-szorosa is lehet. Mint mondta, a nagy sebessége miatt a vasútba nemigen építhetők be kanyarok, így a vasút nagyrészt földalatti alagútban kellene, hogy haladjon, az alagútfúrás pedig rendkívül költséges. Bonnie Lowenthal, a kaliforniai közlekedési bizottság elnöke a Wall Street Journalnak nyilatkozva arra hívta fel a figyelmet, hogy a hyperloop terve nem veszi figyelembe a környezetvédelmi és földrengésvédelmi előírásokat (ezeknek megfelelni plusz költségeket jelentene), valamint, hogy a vonal kialakításához számos telket is meg kellene vásárolni.
Ennél is nagyobb problémát jelent az alagutak karban tartása. Mivel a hyperloop lényege, hogy az alagútban vákuumközeli alacsony légnyomás legyen, már a legkisebb repedés is fennakadást okozhat. A terv szerint a cső nagyrészt acélból készülne, azonban a hőtágulás miatt szükséges lenne rugalmas, mozgó elemeket is beépíteni, hiszen egy ilyen hosszú alagút esetén a melegben összesen több száz méterrel is megnyúlhat az acélelemek hossza. Ezeknek az elemeknek az állagmegóvása „egy karbantartó rémálma lenne” – fogalmaz az Eureka Magazine szerzője.
Nagy kérdés, mekkora lenne a vasút energiaigénye: a vákuumalagút előnye, hogy a vonat kevesebb energiával tudna gyorsabban haladni. Elon Musk tervei szerint az alagút külső felületére napelemeket telepítenének, amelyek nemcsak a közlekedéshez szükséges energiát biztosítanák, hanem még plusz energiát is táplálnának a hálózatba. Ugyanakkor használat előtt az alagútból előbb a levegő kipumpálásával létre kéne hozni a vákuumközeli nyomást, ami szintén sok időbe és energiába kerülne. A Railway Gazette szerint ami kérdésessé teszi a vonat hatékonyságát, az a tervezett kocsik kis mérete. „A hyperloop vákuumalagútjában elhanyagolható lenne a légellenállás, így a magas sebesség eléréséhez kevesebb energiára lenne szükség, viszont a kapszulák lefékezéséhez több energia kellene, mint a hagyományos vonatoknál (…) A fő kihívást az utaskapacitás jelenti. Ha egy hyperloop-kocsiban 50 utas fér el, óránként, 9 másodperces különbségekkel 400 kocsinak kellene elindulnia ahhoz, hogy a hyperloop elérje például a brit High Speed 2 vonal kapacitását. Ehhez 23 külön alagútra lenne szükség” – írják.
A vákuum miatt komoly biztonsági kockázatok is felmerülnek: ha a cső akkor lyukad ki, amikor éppen áthalad benne a vonat, az 1200 km/h-val haladó jármű összeütközne a hirtelen beáramló levegővel, vagyis a vonat egy erős léglöketet kapna, olyan erő hatna rá, mintha valami felrobbant volna a közelében. Ha a löket elég erős, akár a vasút légmentesen zárt falát is megrepesztheti. Ebben az esetben az történne, mint amikor egy repülőgép sérül meg menet közben, és a kabinban dekompresszió lép fel: a nyomáskülönbség magával rántaná az utasokat, és a kocsikból kiszökne a levegő, így az utasok csak oxigénpalackból lélegezhetnének. Mivel azonban az alagútban még kisebb lenne a légnyomás, mint több ezer méter magasban, a dekompresszió erősebb is lenne, mint ami a repülőgép-katasztrófák során, a hirtelen nyomáscsökkenés önmagában súlyos sérüléseket, vagy akár halálos légembóliát okozna.
A biztonsági kockázatokat Elon Musk is elismerte, a tervei szerint ezért kezdetben csak áruszállításra használnák a hyperloopot – ezzel nagyjából el is dőlt, hogy a kaliforniai vonal nem kap zöld utat, hiszen az államban leginkább személyvonatokra lenne szükség.
Ha másra nem, tapasztalatszerzésre jó
Mindezzel együtt az eddigi tesztek sikeresnek nevezhetők: a fejlesztők nyilvános versenyeket hirdettek működő prototípusok elkészítésére, és tavaly megépítettek egy kisméretű működő modellt, ennek alagútja, 1,26 km hosszú. A teszteken egyelőre a tervezettnél jóval alacsonyabb sebességű járműveket próbáltak csak ki, mivel még fejlesztés alatt állnak azok a kocsik, amik kibírnák a végleges gyorsaságot.
A teszteket többek között az Eindhoveni Egyetem mérnöki tanszékei is támogatták. Az egyetem egyik oktatója Carlo van de Weijer nyíltan beszélt arról, hogy szerinte a hyperloop nem fog működni, de ez nem baj, mert a tesztek hasznos információval szolgálnak majd más fejlesztésekhez. „Az egész felhajtás komoly áttörésekhez vezethet a közlekedésben, még akkor is, ha maga a hyperloop nem egy komoly ötlet és sosem fog megvalósulni” – mondta.
