Der Hyperloop wurde 2012 von Tesla- und SpaceX-Gründer Elon Musk erstmals als Konzept verfeinert und gilt als die Zukunft des Personenverkehrs.
Für Uneingeweihte ist Hyperloop ein Hochgeschwindigkeits-Personentransportsystem, das eine versiegelte Röhre beinhaltet, durch die sich Hochgeschwindigkeitskapseln bewegen, was die Reisezeiten verkürzt. Beispielsweise würde die Fahrt von London nach Edinburgh – die im Zug mehr als vier Stunden dauert – theoretisch nur 30 Minuten dauern.
Musk hat seitdem Startup-Firmen und von Studenten geleitete Projekte ermutigt, ihre eigenen Versionen von Hyperloop zu entwickeln. Das Hochgeschwindigkeitssystem verwendet eine Version der Magnetschwebebahn, aber was ist das und wie funktioniert es?
Was ist Magnetschwebebahn?
Magnetschwebebahn oder Magnetschwebebahn ist, wenn ein Objekt nur mit Magnetfeldern und ohne andere Unterstützung in der Luft schwebt.
Zusammen mit superschnellen Magnetschwebebahnen hat die Magnetschwebebahn verschiedene technische Anwendungen, einschließlich Magnetlager. Es kann auch für Display- und Neuheitszwecke verwendet werden, z. B. als schwebende Lautsprecher.
Wie funktioniert Magnetschwebebahn?
Die bekannteste Anwendung der Magnetschwebebahn sind Magnetschwebebahnen. Derzeit sind die Magnetschwebebahnen nur in einer Handvoll Ländern, darunter China und Japan, in Betrieb und mit einer Rekordgeschwindigkeit von 375 mph (603 km/h) die schnellsten der Welt. Die Zugsysteme sind jedoch unglaublich teuer im Bau und enden oft als wenig genutzte Eitelkeitsprojekte.
Bildnachweis: EnergieministeriumEs gibt zwei Haupttypen der Magnetschwebebahn-Technologie – elektromagnetische Federung (EMS) und elektrodynamische Federung (EDS).
EMS nutzt elektronisch gesteuerte Elektromagnete im Zug, um ihn an ein magnetisches Stahlgleis zu ziehen, während EDS verwendet supraleitende Elektromagnete sowohl am Zug als auch an der Schiene, um eine sich gegenseitig abstoßende Kraft zu erzeugen, die die Waggons zum Schweben bringt.
Eine Variante der EDS-Technologie – wie sie im Inductrack-System zum Einsatz kommt – verwendet anstelle von angetriebenen Elektromagneten oder gekühlten supraleitenden Magneten eine Anordnung von Permanentmagneten an der Unterseite des Zuges. Dies wird auch als passive Magnetschwebetechnik bezeichnet.
Wie verwendet Hyperloop Magnetschwebetechnik?
In Musks ursprünglichem Konzept schwebten die Pods auf einer Druckluftschicht, ähnlich wie Pucks, die auf einem Air-Hockey-Tisch schwebten. Eine neuere Version der Technologie von Hyperloop Transportation Technologies (HTT) – einem von zwei Unternehmen, die das Hyperloop-Rennen anführen – verwendet jedoch passive Magnetschwebetechnik, um den gleichen Effekt zu erzielen.
Bildnachweis: HyperloopTTDie Technologie wurde von Lawrence Livermore National Labs (LLNL) an HTT lizenziert, die sie als Teil des Inductrack-Systems entwickelt haben. Diese Methode gilt als billiger und sicherer als herkömmliche Magnetschwebebahnen.
Bei dieser Methode werden Magnete auf der Unterseite der Kapseln in einem Halbach-Array platziert. Dadurch wird die Magnetkraft der Magnete auf eine Seite des Arrays fokussiert, während das Feld auf der anderen Seite fast vollständig aufgehoben wird. Diese Magnetfelder bewirken, dass die Pods schweben, wenn sie über elektromagnetische Spulen, die in die Schiene eingebettet sind, passieren. Der Schub von Linearmotoren treibt die Kapseln nach vorne.
Der Hauptkonkurrent von HTT, Hyperloop One, verwendet auch ein passives Magnetschwebesystem, bei dem kapselseitige Permanentmagnete eine passive Spur abstoßen, wobei die einzige Eingangsenergie aus der Geschwindigkeit der Kapsel stammt.
Bildnachweis: Virgin HyperloopBei beiden Systemen wird der Luftdruck in den Tunneln mit Hilfe von Luftpumpen gesenkt, um die Bewegung der Pods zu unterstützen. Der niedrige Luftdruck reduziert den Luftwiderstand drastisch, sodass nur relativ wenig Strom benötigt wird, um Höchstgeschwindigkeiten zu erreichen.
Hyperloop-Fortschritt
Jetzt, da wir die Magnetschwebetechnik verstehen, ist es an der Zeit, sich die Fortschritte anzusehen, die Unternehmen bei der Erweiterung der Technologie für den allgemeinen Gebrauch machen.
In aufregenden Neuigkeiten hat der Hyperloop von Virgin zwei Passagiere auf dem 2-Sitzer Pod-2 sicher transportiert. Dieses Fahrzeug ist eine viel kleinere Version dessen, was wir später von der Firma erwarten. Nach den Projektionen von Virgin werden wir eines Tages einen 28-sitzigen Personenkraftwagen sehen.
Das aktuelle Modell erreichte nur 107 Meilen pro Stunde, aber sie taten dies sicher und wir nennen das einen Sieg für neue Technologien.
Natürlich lässt Elon Musk Virgin nicht den ganzen Hyperloop-Ruhm nehmen. Im Juli dieses Jahres twitterte Musk, dass er sich darauf freue, einen 10 Kilometer langen Tunnel mit mehreren Kurven zu bauen, um das reale Hyperloop-Reisen besser nachzuahmen.
Die Zukunft von Hyperloop
Bei solch großen Fortschritten im Jahr 2020 ist es natürlich, sich zu fragen, wann wir das Transportsystem in vollem Umfang sehen werden. Es ist noch zu früh, um es ehrlich zu sagen. Die Technologie ist unglaublich teuer und es ist noch ein langer Weg, um die prognostizierten Geschwindigkeiten zu erreichen, die Wissenschaftler und Ingenieure für möglich halten.
Vorerst werden wir den Fortschritt weiterhin beobachten und Sie über die neuesten Entwicklungen bei Magnetschwebebahn-basierten Transporten wie dem Hyperloop auf dem Laufenden halten.
