Элон Маск, подаривший миру SpaceX и Tesla, уверен, что транспортная система должна выйти на новый уровень, став быстрее, экологичнее и дешевле. Мы рассказываем, что такое Hyperloop и почему проект Маска часто критикуют.
История Hyperloop
История Hyperloop началась в 2013 году, когда глава Tesla Элон Маск предложил футуристическую транспортную систему, которая, по мнению предпринимателя, заменит устаревшую идею скоростных поездов.
Проект Hyperloop Элона Маска — это сверхскоростная транспортная система, состоящая из «парящих» капсул на магнитной тяге. Соединенные друг с другом, капсулы движутся на высокой скорости в вакуумной трубе, что позволяет им преодолеть расстояние в 1200 км всего за один час.
Видео Hyperloop
Однако за несколько веков до Маска инженеры и изобретатели уже пытались сделать нечто подобное. Ученые-физики приблизились к концепции, лежащей в основе Hyperloop, в конце 17 века, создав первый искусственный вакуум, который впоследствии лег в основу идеи подземных систем скоростного транспорта, подобных метро — Beach Pneumatic Transit (по имени изобретателя Альфреда Бича). Его суть заключалась в том, чтобы посадить пассажиров в вагоны, которые двигались бы по тоннелю-трубе с помощью потока воздуха, создаваемого гигантскими вентиляторами. Другой ученый, Роберт Годдард, придумал вакуумные поезда в начале 20 века.
О новых способах передвижения говорил и британский инженер Изамбард Брюнель. Именно он был ближе всего к будущей сверхскоростной транспортной системе Элона Маска. В 1845 году Брюнель предложил построить на юго-западе Англии трубу, которая помогла бы разгонять поезда до фантастической по тем временам скорости 110 км/ч. Однако реализовать проект в то время было невозможно из-за отсутствия необходимых материалов.
В альфа-концепции Маска Hyperloop движение капсул по трубе происходит за счет линейного магнитного ускорения. Проще говоря, предложенную предпринимателем систему можно сравнить с поездами, приводимыми в движение силой электромагнитного поля — маглев (сокращение от «магнитная левитация»). Первый коммерческий маглев появился в 1984 году в британском городе Бирмингеме. Он соединил международный аэропорт Бирмингема с одним из городских вокзалов.
Поиски инженеров и ученых прошлого послужили основой для разработки футуристической модели нового средства передвижения, способного преодолевать большие расстояния за несколько минут, опережая все известные виды транспорта. Так возникла концепция Hyperloop.
По мнению Элона Маска, идеальная современная транспортная модель не только обеспечивает высокую скорость и безопасность передвижения, но и является экологически чистой и недорогой альтернативой существующим видам транспорта (автомобилям, самолетам, кораблям) и не создает помех для другого транспорта на том же маршруте.
Hyperloop и волонтеры: кто внедряет технологию
После публикации своей идеи Элон Маск решил не патентовать проект, а позволить любому желающему принять участие в разработке Hyperloop. Так появились компании Virgin Hyperloop и Hyperloop Transportation Technologies.
Virgin Hyperloop — американская технологическая компания, которая стремится превратить идею Маска в успешный коммерческий продукт. Компания привлекает инвесторов для строительства магнитных транспортных путей и уже провела успешные испытания прототипа поезда будущего.
До 2017 года и ребрендинга (с инвестиционным конгломератом Virgin Group Ричарда Брэнсона) компания называлась Hyperloop One. В совет директоров Virgin Hyperloop входят люди, работавшие с Маском над проектами SpaceX, Tesla и PayPal.
Hyperloop Transportation Technologies — это компания из более чем 800 разработчиков с пяти континентов. Для всех энтузиастов, согласившихся воплотить идею Элона Маска в жизнь, работа в Hyperloop Transportation Technologies — это неоплачиваемый фриланс с перспективой получения доли прибыли компании в будущем.
Многие из тех, кто разрабатывает концепцию Маска, параллельно работают в таких крупных корпорациях, как Boeing, Yahoo! и даже NASA. Процесс разработки технологии происходит в небольших группах, участники которых распределяются в соответствии с их интересами и навыками. Общение во время работы происходит в основном по электронной почте, но раз в неделю группы собираются для онлайн-дискуссий.
Как работает Hyperloop
Hyperloop представляет собой цепочку капсул, напоминающих герметичные контейнеры. Капсулы движутся по трубе в почти полном вакууме — давлении, равном одной тысячной от нормального атмосферного давления. Эта труба обеспечивает пониженный уровень сопротивления воздуха, что позволяет Hyperloop достигать высоких скоростей.
Процесс движения Hyperloop можно разделить на три этапа:
- Ускорение. Сила тяги в линейных двигателях, расположенных в трубе на определенном расстоянии друг от друга, вызывает поступательное движение, которое создает магнитное поле и передает импульс на генератор внутри капсулы.
- Левитация. Магнитное поле поднимает капсулу, а сила тяги разгоняет ее до 1200 км/ч.
- Замедление. Сила тяги меняет направление и уменьшает скорость капсулы. Кинетическая энергия преобразуется в электрическую (по принципу рекуперативного торможения) и заряжает аккумулятор.
Как работает Hyperloop
Чтобы снизить стоимость и количество потребляемой энергии, разработчики попытались уйти от магнитной левитации и придумали другой способ перемещения кабин — с помощью воздушной подушки. Чтобы упростить понимание того, как работает система, ученые сравнили движение капсул с движением шайбы на столе для аэрохоккея. Единственное отличие заключалось в том, что капсулы не парили бы на поверхности воздуха, а перемещались по ней с помощью электромагнитных импульсов на солнечной энергии. Но от этой идеи пришлось отказаться из-за потенциального риска потери управления, и разработчики вернулись к использованию магнитной левитации.
Какие опасения вызывает Hyperloop
Некоторые исследователи, в частности бывший химик Корнельского университета Фил Мейсон, снимающий образовательные видеоролики о науке, говорили о недостатках концепции Элона Маска. В одном из видео на YouTube Мейсон образно объяснил, как система Hyperloop в случае незначительной неисправности может превратиться в «поездку на пушечном стволе со скоростью пули» и привести к гибели всех пассажиров. Чтобы наглядно продемонстрировать эту угрозу, ученый создал модель транспорта, состоящую из стеклянной трубки с выкачанным из нее воздухом и металлического шара. Эксперимент Мейсона показал, что даже небольшое разрушение отдельной капсулы может привести к разгерметизации, которая катастрофически изменит давление во всем поезде, превратив его в неуправляемую пулю: Hyperloop достигнет такой скорости, что в случае аварии у пассажиров не останется шансов выжить.
Эксперимент Фила Мейсона
С технической точки зрения некоторые исследователи оспаривают потенциальную скорость Hyperloop. Эксперты считают, что скорость в 1 220 км/час может вызвать неприятные и пугающие ощущения у пассажиров. Тем не менее, первое пассажирское испытание прототипа Hyperloop показало, что система безопасна.
Много раз возникали споры о стоимости технологии. По расчетам Элона Маска, строительство системы Hyperloop от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (два тоннеля и 40 капсул) обойдется менее чем в $6 млрд. Тем не менее, в 2016 году Forbes опубликовал информацию о том, что, исходя из утечки данных, стоимость Hyperloop One до Сан-Франциско может достичь $13 млрд — в два раза больше, чем предполагал Маск. Однако многие считают, что даже эта цена занижена и предполагаемая стоимость строительства гораздо выше — около 100 млрд долларов.
На самом деле, невозможно точно сказать, сколько будет стоить строительство системы Hyperloop: цена будет разной для разных маршрутов из-за особенностей местности.
Как будут чувствовать себя пассажиры внутри Hyperloop
Прежде чем пригласить первых пассажиров в поезд будущего, компания Hyperloop One провела около 400 испытаний в пустыне Невада недалеко от Лас-Вегаса. Люди на борту футуристического транспорта отправились в путешествие только в ноябре 2020 года, через семь лет после того, как Элон Маск рассказал миру о своей идее.
Первыми пассажирами прототипа Hyperloop, капсулы Pegasus, стали соучредитель Virgin Hyperloop Джош Гигель и директор по качеству обслуживания пассажиров Сара Люсиан. Капсула с пассажирами преодолела расстояние в 500 метров за 15 секунд со скоростью 160 км/ч.
Первое испытание Hyperloop
Тест с пассажирами вызвал много критики в Интернете. Люди стали говорить об инновационности Hyperloop и магнитной левитации (маглев), которая позволяет транспорту двигаться в тоннеле. Один из пользователей даже назвал систему Маска «самой ужасной высокоскоростной железной дорогой в мире», сравнив развитие Hyperloop с запуском паровоза Mallard в Англии еще в 1938 году, который достиг скорости 203 км/ч.
Некоторые вспомнили о мировом рекорде японского маглева, который в 2016 году достиг скорости 603 км/ч. А первые поезда, работающие по этой системе, могли перевозить сотни пассажиров со скоростью 482 км/ч еще в 1970-х годах. То есть, как говорят критики концепции Маска, Hyperloop — это вовсе не инновация.
Однако, по словам разработчиков, Hyperloop не стоит сравнивать с поездом, самолетом или лодкой, потому что это, по сути, новый способ передвижения, отличающийся от других средств, к которым привыкли люди. Конечно, невозможно построить что-то новое, не опираясь на изобретения прошлого. Важно лишь учесть все недостатки существующей системы и попытаться их преодолеть.
