Hyperloop

Konzeptzeichnung des Innenlebens von Hyperloop ⓘ

Ein Hyperloop ist ein vorgeschlagenes Hochgeschwindigkeitstransportsystem für den öffentlichen und den Güterverkehr. Der Begriff wurde von Elon Musk populär gemacht, um ein modernes Projekt zu beschreiben, das auf dem Vactrain-Konzept basiert (erstes Auftreten 1799). Hyperloop-Systeme bestehen aus drei wesentlichen Elementen: Röhren, Gondeln und Terminals. Die Röhre ist ein großes, abgedichtetes Niederdrucksystem (normalerweise ein langer Tunnel). Die Gondel ist ein mit Atmosphärendruck beaufschlagter Wagen, der innerhalb dieser Röhre im Wesentlichen ohne Luftwiderstand oder Reibung mit Hilfe eines magnetischen Antriebs (in einigen Fällen ergänzt durch einen Ventilator) fährt. Das Terminal wickelt die Ankünfte und Abfahrten der Gondeln ab. Der Hyperloop in der von Musk vorgeschlagenen ursprünglichen Form unterscheidet sich von den Vactrains dadurch, dass er sich auf den Restluftdruck im Inneren der Röhre stützt, um den Auftrieb durch Tragflächen und den Antrieb durch Ventilatoren zu gewährleisten. ⓘ

Der Hyperloop geht auf ein Konzept von George Medhurst aus dem Jahr 1799 zurück, das später unter den Bezeichnungen pneumatische Eisenbahn, atmosphärische Eisenbahn oder Vactrain weiterentwickelt wurde. Elon Musk hat das Interesse am Hyperloop wieder geweckt, nachdem er es 2012 in einem Vortrag erwähnt hatte. Musk förderte das Konzept weiter, indem er im August 2013 ein Weißbuch veröffentlichte, in dem er eine Hyperloop-Strecke vorstellte, die von der Region Los Angeles zur San Francisco Bay Area führen sollte und in etwa dem Korridor der Interstate 5 folgte. Sein ursprüngliches Konzept sah druckreduzierte Röhren vor, in denen die unter Druck stehenden Kapseln auf Luftlagern fahren, die von linearen Induktionsmotoren und Axialkompressoren angetrieben werden. Verkehrsanalysten haben die Kostenschätzungen in dem Weißbuch in Frage gestellt, und einige sagten voraus, dass ein realisierter Hyperloop das Budget um mehrere Milliarden Dollar übersteigen würde. ⓘ

Das Hyperloop-Konzept wurde von Musk und SpaceX vorangetrieben, und andere Unternehmen oder Organisationen wurden ermutigt, an der Entwicklung der Technologie mitzuwirken. Der Hyperloop der Technischen Universität München stellte im Juli 2019 bei dem von SpaceX in Hawthorne, Kalifornien, veranstalteten Pod-Design-Wettbewerb einen Geschwindigkeitsrekord von 463 km/h (288 mph) auf. Virgin Hyperloop führte im November 2020 auf seinem Testgelände in Las Vegas die erste Testfahrt für Menschen durch und erreichte dabei eine Höchstgeschwindigkeit von 172 km/h (107 mph). ⓘ

Schema des Hyperloops. ⓘ

Längsschnitt des Hyperloops. ⓘ

Modell des Hyperloop-Systems mit Solarzellen, zu Anschauungszwecken transparent dargestellt. ⓘ

Der Hyperloop ist ein in der Entwicklung befindliches Hochgeschwindigkeitsverkehrssystem, bei dem sich Kapseln in einer weitgehend luftleeren Röhre auf Luftkissen gleitend mit nahezu Schallgeschwindigkeit fortbewegen. 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. ⓘ

Der Unternehmer Elon Musk stellte die Idee im August 2013 in einem White Paper vor. Damit sei es möglich, 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. Kurz nach Veröffentlichung wurden seine finanziellen und technologischen Annahmen bezweifelt. Nach zahlreichen unbemannten Testfahrten wurde am 8. November 2020 erstmals eine Testfahrt mit Fahrgästen umgesetzt, die Kapsel bewegte sich dabei in einer Geschwindigkeit von 172 km/h durch eine 500 m lange Teströhre in Las Vegas. ⓘ

Geschichte

Nach einer Idee aus dem Jahr 1799 wurde der Vactrain im Jahr 1904 von Robert H. Goddard, einem Studenten des Worcester Polytechnic Institute, erfunden. ⓘ

Musk erwähnte erstmals im Juli 2012 auf einer PandoDaily-Veranstaltung in Santa Monica, Kalifornien, dass er über ein Konzept für ein "fünftes Verkehrsmittel" nachdenke und nannte es Hyperloop. Dieses hypothetische Hochgeschwindigkeits-Transportmittel hätte folgende Eigenschaften: Unempfindlichkeit gegenüber Wettereinflüssen, Kollisionsfreiheit, doppelt so hohe Geschwindigkeit wie ein Flugzeug, geringer Stromverbrauch und Energiespeicherung für einen 24-Stunden-Betrieb. Der Name Hyperloop wurde gewählt, weil er in einer Schleife fahren würde. Musk stellt sich vor, dass die fortschrittlicheren Versionen in der Lage sein werden, mit Hyperschallgeschwindigkeit zu fahren. Im Mai 2013 verglich Musk seinen Hyperloop mit einer "Kreuzung aus einer Concorde, einer Railgun und einem Air-Hockey-Tisch". ⓘ

Von Ende 2012 bis August 2013 arbeitete eine Gruppe von Ingenieuren sowohl von Tesla als auch von SpaceX an der konzeptionellen Modellierung von Musks Hyperloop. Ein frühes Systemkonzept wurde in den Blogs von Tesla und SpaceX veröffentlicht, in dem ein mögliches Design, die Funktion, der Transportweg und die Kosten eines Hyperloop-Systems beschrieben werden. Dem Alphadesign zufolge würden die Gondeln mithilfe von linearen Elektromotoren allmählich auf Reisegeschwindigkeit beschleunigen und auf Luftlagern über ihrer Bahn durch Röhren auf Säulen über der Erde oder in Tunneln unter der Erde gleiten, um die Gefahren von Bahnübergängen zu vermeiden. Ein ideales Hyperloop-System wird energieeffizienter, leiser und autonomer sein als die bestehenden Massentransportmittel. Musk hat auch um Feedback gebeten, um zu sehen, ob die Menschen Wege finden können, es zu verbessern". Der Hyperloop Alpha wurde als Open-Source-Entwurf veröffentlicht. Die Marke "HYPERLOOP", die für den "Hochgeschwindigkeitstransport von Gütern in Röhren" gilt, wurde am 4. April 2017 an SpaceX vergeben. ⓘ

Im Juni 2015 kündigte SpaceX den Bau einer 1,6 km langen Teststrecke an, die neben dem SpaceX-Werk in Hawthorne liegen sollte. Die Strecke wurde fertiggestellt und diente zum Testen von Pod-Designs, die von Dritten für den Wettbewerb eingereicht wurden. ⓘ

Im November 2015, als mehrere kommerzielle Unternehmen und Dutzende von Studententeams die Entwicklung von Hyperloop-Technologien vorantrieben, stellte das Wall Street Journal fest, dass "die Hyperloop-Bewegung", wie sich einige ihrer nicht angeschlossenen Mitglieder selbst bezeichnen, offiziell größer ist als der Mann, der sie ins Leben gerufen hat". ⓘ

Das Hyperloop-Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelte den ersten Prototyp einer Hyperloop-Kapsel, den es am 13. Mai 2016 im MIT-Museum vorstellte. Ihr Entwurf verwendet eine elektrodynamische Aufhängung für den Schwebezustand und Wirbelstrombremsen. ⓘ

Am 29. Januar 2017, etwa ein Jahr nach der ersten Phase des Hyperloop-Pod-Wettbewerbs, führte der MIT-Hyperloop-Pod die erste Niederdruck-Hyperloop-Fahrt der Welt vor. Im Rahmen dieses ersten Wettbewerbs erzielte das Team der Universität Delft aus den Niederlanden die höchste Gesamtpunktzahl und gewann den Preis für das "beste Gesamtdesign". Der Preis für die "schnellste Gondel" ging an das Team WARR Hyperloop der Technischen Universität München (TUM), Deutschland. Das MIT-Team belegte den dritten Platz in dem von SpaceX-Ingenieuren bewerteten Wettbewerb. ⓘ

Der zweite Hyperloop-Pod-Wettbewerb fand vom 25. bis 27. August 2017 statt. Einziges Bewertungskriterium war die Höchstgeschwindigkeit, vorausgesetzt, es folgte eine erfolgreiche Abbremsung. Der TUM WARR Hyperloop gewann den Wettbewerb mit einer Höchstgeschwindigkeit von 324 km/h (201 mph) und brach damit den bisherigen Rekord von 310 km/h (190 mph) für Hyperloop-Prototypen, der von Hyperloop One auf ihrer eigenen Teststrecke aufgestellt wurde. ⓘ

Ein dritter Hyperloop-Pod-Wettbewerb fand im Juli 2018 statt. Die Titelverteidiger, das Hyperloop-Team TUM WARR, übertraf bei ihrem Lauf mit einer Höchstgeschwindigkeit von 457 km/h (284 mph) ihren eigenen Rekord. ⓘ

Beim vierten Wettbewerb im August 2019 gewann das Team der TUM, jetzt TUM Hyperloop (by NEXT Prototypes e.V.), erneut den Wettbewerb und übertraf den eigenen Rekord mit einer Höchstgeschwindigkeit von 463 km/h. ⓘ

Der erste Passagiertest der Hyperloop-Technologie wurde von Virgin Hyperloop mit zwei Mitarbeitern des Unternehmens im November 2020 erfolgreich durchgeführt, wobei die Einheit eine Höchstgeschwindigkeit von 172 km/h erreichte. ⓘ

Theorie und Betrieb

Eine künstlerische Darstellung einer Hyperloop-Kapsel: Axialkompressor auf der Vorderseite, Fahrgastraum in der Mitte, Batteriefach auf der Rückseite und Luftreifen auf der Unterseite ⓘ

Eine 3D-Skizze der potenziellen Hyperloop-Infrastruktur. Die Stahlrohre sind in diesem Bild transparent dargestellt. ⓘ

Das vactrain-Konzept ähnelt einem Hochgeschwindigkeitsbahnsystem ohne nennenswerten Luftwiderstand, bei dem die Züge in evakuierten (luftleeren) oder teilweise evakuierten Röhren magnetisch schweben. Die Schwierigkeit, ein Vakuum über große Entfernungen aufrechtzuerhalten, hat jedoch verhindert, dass diese Art von System jemals gebaut wurde. Der Hyperloop ähnelt einem Vactrain-System, arbeitet aber mit einem Druck von etwa einem Millibar (100 Pa). ⓘ

Ursprüngliches Designkonzept

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 bzw. in einer größeren Variante Lasten transportiert werden wie z. B. Autos. Sie sollen reibungsarm auf Luftpolstern gleiten, die aus vor den Fahrzeugen durch einen Kompressor abgesaugter Luft erzeugt werden. Die meisten beteiligten Unternehmen und Forschungseinrichtungen planen inzwischen aber ein elektromagnetisches Schwebesystem. ⓘ

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. Antrieb und Bremsung sollen über asynchrone Langstator-Linearmotoren erfolgen, die auch bei Magnetschwebebahnen wie dem Transrapid verbaut worden sind. Für Notfälle sind zusätzlich mechanische Bremse und elektrischer Radantrieb vorgesehen. Die Stromversorgung soll über Solarenergie erfolgen. ⓘ

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. Ursprünglich sollte die vorn angesaugte Luft komprimiert, gekühlt und teils für den 0,5 bis 1,3 Millimeter dicken Luftfilm verwendet werden, auf dem die Kapsel gleitet. Der andere Teil sollte in einem Rohr unter der Kapsel hindurchgeführt und durch eine rückwärtige Düse ausgestoßen werden. ⓘ

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 ⓘ

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, sind als belegelose Spekulation zu bezeichnen. ⓘ

2013 gab SpaceX für die Strecke zwischen Los Angeles und San Francisco einen Energieverbrauch von 4,4 kWh/100 km pro Person (bei voller Auslastung mit 840 Personen) an. 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. ⓘ

Im Alpha-Level-Konzept sollten die Nur-Passagier-Gondeln einen Durchmesser von 2,23 m (7 ft 4 in) haben und eine Höchstgeschwindigkeit von 1.220 km/h (760 mph) erreichen, um die aerodynamische Effizienz zu erhalten. (Abschnitt 4.4) Der Entwurf sah vor, dass die Passagiere beim Start und bei der Landung eine maximale Trägheitsbeschleunigung von 0,5 g erfahren, was etwa dem Zwei- bis Dreifachen eines Verkehrsflugzeugs entspricht. ⓘ

Vorgeschlagene Strecken

Interstate 5 ⓘ

Es gibt eine Reihe von Streckenvorschlägen für Hyperloop-Systeme, die die ungefähren Entfernungsbedingungen erfüllen, für die ein Hyperloop eine Verbesserung der Transportzeiten bieten soll (Entfernungen von weniger als 1.500 Kilometern (930 Meilen)). Die Streckenvorschläge reichen von Spekulationen, die in Unternehmensmitteilungen beschrieben werden, über Geschäftspläne bis hin zu unterzeichneten Vereinbarungen. ⓘ

Vereinigte Staaten

Die im Entwurfsdokument auf Alpha-Ebene von 2013 vorgeschlagene Route verlief vom Großraum Los Angeles bis zur San Francisco Bay Area. Dieses konzeptionelle System würde in der Nähe von Sylmar, südlich des Tejon Passes, beginnen, der Interstate 5 nach Norden folgen und in der Nähe von Hayward auf der Ostseite der San Francisco Bay enden. Mehrere vorgeschlagene Abzweigungen wurden ebenfalls in dem Entwurfsdokument dargestellt, darunter Sacramento, Anaheim, San Diego und Las Vegas. ⓘ

Die im Alpha-Entwurf von Musk vorgeschlagene Strecke wurde noch nicht ausgearbeitet. Ein Grund dafür ist, dass sie an den Rändern der beiden großen Ballungsräume (Los Angeles und San Francisco) enden würde, was zwar erhebliche Kosteneinsparungen beim Bau mit sich brächte, aber die Fahrgäste, die von und nach dem Stadtzentrum von Los Angeles und San Francisco sowie jeder anderen Gemeinde jenseits von Sylmar und Hayward reisen, müssten auf ein anderes Verkehrsmittel umsteigen, um ihr Endziel zu erreichen. Dadurch würde sich die Gesamtreisezeit zu diesen Zielen erheblich verlängern. ⓘ

Ein ähnliches Problem besteht bereits im heutigen Flugverkehr, wo auf kurzen Strecken (wie LAX-SFO) die Flugzeit nur einen relativ kleinen Teil der Reisezeit von Tür zu Tür ausmacht. Kritiker haben argumentiert, dass dies die vorgeschlagenen Kosten- und/oder Zeiteinsparungen des Hyperloop im Vergleich zum kalifornischen Hochgeschwindigkeitsprojekt, das sowohl in San Francisco als auch in Los Angeles Bahnhöfe im Stadtzentrum bedienen wird, erheblich schmälern würde. Es wird geschätzt, dass Passagiere, die von Finanzzentrum zu Finanzzentrum reisen, etwa zwei Stunden sparen, wenn sie den Hyperloop nehmen, anstatt die gesamte Strecke zu fahren. ⓘ

Andere stellten die Kostenprognosen für die vorgeschlagene Strecke in Kalifornien in Frage. Einige Verkehrsingenieure argumentierten 2013, dass sie die Kostenschätzungen auf der Alpha-Ebene für unrealistisch niedrig hielten, wenn man den Umfang des Baus und die Abhängigkeit von einer unbewiesenen Technologie bedenkt. Die technologische und wirtschaftliche Machbarkeit der Idee ist unbewiesen und Gegenstand erheblicher Debatten. ⓘ

Im November 2017 kündigte Arrivo ein Konzept für ein Magnetschwebebahn-Autotransportsystem von Aurora, Colorado, zum Denver International Airport an, der ersten Etappe eines Systems vom Stadtzentrum Denvers. In dem Vertrag wurde die mögliche Fertigstellung der ersten Etappe im Jahr 2021 beschrieben. Im Februar 2018 kündigte Hyperloop Transportation Technologies einen ähnlichen Plan für eine Schleife zwischen Chicago und Cleveland sowie eine Schleife zwischen Washington und New York City an. ⓘ

Im Jahr 2018 wurde die Missouri Hyperloop Coalition zwischen Virgin Hyperloop One, der University of Missouri und dem Ingenieurbüro Black & Veatch gegründet, um eine vorgeschlagene Strecke zwischen St. Louis, Columbia und Kansas City zu untersuchen. ⓘ

Am 19. Dezember 2018 enthüllte Elon Musk einen 3 km langen Tunnel unter Los Angeles. Bei der Präsentation fuhr ein Tesla Model X in einem Tunnel auf der vordefinierten Strecke (statt in einer Niederdruckröhre). Laut Musk liegen die Kosten für das System bei 10 Millionen US-Dollar. Musk sagte: "The Loop ist ein Sprungbrett in Richtung Hyperloop. The Loop ist für den Transport innerhalb einer Stadt gedacht. Hyperloop ist für den Transport zwischen Städten gedacht, und das würde viel schneller als 150 mph gehen." ⓘ

Die Northeast Ohio Areawide Coordinating Agency (NOACA) hat sich mit Hyperloop Transportation Technologies zusammengetan, um eine 1,3 Millionen Dollar teure Machbarkeitsstudie für die Entwicklung einer Hyperloop-Korridorstrecke von Chicago nach Cleveland und Pittsburgh für Amerikas erstes staatenübergreifendes Hyperloop-System in der Megaregion der Großen Seen durchzuführen. Hunderttausende von Dollar wurden bereits für das Projekt bereitgestellt. Der NOACA-Verwaltungsrat hat einen Auftrag in Höhe von 550.029 Dollar an Transportation Economics & Management Systems, Inc. (TEMS) für die Great Lakes Hyperloop Feasibility Study vergeben, um die Machbarkeit eines Ultra-Hochgeschwindigkeits-Hyperloop-Passagier- und Frachttransportsystems zu bewerten, das zunächst Cleveland und Chicago miteinander verbindet. ⓘ

Indien

Hyperloop Transportation Technologies wurde 2016 von der indischen Regierung für eine vorgeschlagene Strecke zwischen Chennai und Bengaluru in Erwägung gezogen, mit einer konzeptionellen Fahrzeit von 30 Minuten für 345 km (214 Meilen). HTT unterzeichnete auch eine Vereinbarung mit der Regierung von Andhra Pradesh, um Indiens erstes Hyperloop-Projekt zu bauen, das Amaravathi mit Vijayawada in einer 6-minütigen Fahrt verbindet. ⓘ

Am 22. Februar 2018 unterzeichnete Hyperloop One eine Absichtserklärung mit der Regierung von Maharashtra zum Bau eines Hyperloop-Transportsystems zwischen Mumbai und Pune, das die Reisezeit von derzeit 180 Minuten auf 20 Minuten verkürzen würde. ⓘ

Das in Indore ansässige Unternehmen Dinclix GroundWorks' DGWHyperloop befürwortet einen Hyperloop-Korridor zwischen Mumbai und Delhi über Indore, Kota und Jaipur. ⓘ

Das Eisenbahnministerium wird mit dem IIT Madras bei der Entwicklung eines "einheimischen" Hyperloop-Systems zusammenarbeiten und die Einrichtung eines Kompetenzzentrums für Hyperloop-Technologien am IIT unterstützen. ⓘ

Saudi-Arabien

Am 6. Februar 2020 gab das Verkehrsministerium des Königreichs Saudi-Arabien eine Vertragsvereinbarung mit Virgin Hyperloop One (VHO) über die Durchführung einer bahnbrechenden Vormachbarkeitsstudie zur Nutzung der Hyperloop-Technologie für den Transport von Passagieren und Fracht bekannt. Die Studie wird als Blaupause für künftige Hyperloop-Projekte dienen und auf der langjährigen Beziehung des Entwicklers zum Königreich aufbauen, die ihren Höhepunkt fand, als Seine Königliche Hoheit Prinz Mohammed bin Salman Abdulaziz Al Saud, Kronprinz von Saudi-Arabien, bei einem Besuch in den Vereinigten Staaten die Passagierkabine von VHO besichtigte. ⓘ

Italien

Am 29. Dezember 2021 genehmigte der Regionalrat von Venetien eine Absichtserklärung mit MIMS und CAV für die Erprobung der Hyper-Transfer-Technologie. Bis Mitte 2023 muss die Machbarkeitsstudie eines von CAV ausgewählten Unternehmens abgeschlossen und die Entwicklung eines ersten Prototyps 2026 abgeschlossen sein. Für diese Phase wurden 4 Millionen Euro bereitgestellt. ⓘ

Anderswo auf der Welt

Viele der aktiven Hyperloop-Strecken, die in Betracht gezogen wurden, befinden sich außerhalb der USA. Im Jahr 2016 veröffentlichte Hyperloop One den weltweit ersten detaillierten Business Case für eine 500 km lange Strecke zwischen Helsinki und Stockholm, die durch einen Tunnel unter der Ostsee hindurch die beiden Hauptstädte in weniger als 30 Minuten verbinden würde. Hyperloop One führte eine Machbarkeitsstudie mit DP World durch, um Container von dessen Hafen Jebel Ali in Dubai zu transportieren. Ende 2016 kündigte Hyperloop One eine Machbarkeitsstudie mit der Straßen- und Verkehrsbehörde von Dubai für Passagier- und Frachtstrecken an, die Dubai mit den Vereinigten Arabischen Emiraten verbinden sollen. Hyperloop One erwog im Laufe des Jahres 2016 auch Passagierstrecken in Moskau und einen Fracht-Hyperloop, der Hunchun im Nordosten Chinas mit dem Hafen von Zarubino in der Nähe von Wladiwostok und der nordkoreanischen Grenze im Fernen Osten Russlands verbinden sollte. Im Mai 2016 startete Hyperloop One seine Global Challenge mit einer Aufforderung zur Einreichung umfassender Vorschläge für Hyperloop-Netze auf der ganzen Welt. Im September 2017 wählte Hyperloop One 10 Strecken aus 35 der besten Vorschläge aus: Toronto-Montreal, Cheyenne-Denver-Pueblo, Miami-Orlando, Dallas-Laredo-Houston, Chicago-Columbus-Pittsburgh, Mexico City-Guadalajara, Edinburgh-London, Glasgow-Liverpool, Bengaluru-Chennai und Mumbai-Chennai. ⓘ

Andere haben europäische Routen vorgeschlagen, darunter eine Strecke von Amsterdam oder Schiphol nach Frankfurt. Im Jahr 2016 begann ein Team der Technischen Universität Warschau mit der Bewertung potenzieller Strecken von Krakau nach Danzig durch Polen, die von Hyper Poland vorgeschlagen wurden. ⓘ

TransPod untersuchte die Möglichkeit von Hyperloop-Strecken, die Toronto und Montreal, Toronto und Windsor sowie Calgary und Edmonton verbinden würden. Toronto und Montreal, die größten Städte Kanadas, sind derzeit durch den Ontario Highway 401 verbunden, die meistbefahrene Autobahn Nordamerikas. Im März 2019 hat Transport Canada die Studie über Hyperloops in Auftrag gegeben, um "besser über die technischen, betrieblichen, wirtschaftlichen, sicherheitstechnischen und regulatorischen Aspekte des Hyperloops informiert zu sein und die baulichen Anforderungen und die kommerzielle Machbarkeit zu verstehen." ⓘ

Hyperloop Transportation Technologies (HTT) unterzeichnete Berichten zufolge im März 2016 eine Vereinbarung mit der slowakischen Regierung zur Durchführung von Auswirkungsstudien mit potenziellen Verbindungen zwischen Bratislava, Wien und Budapest, aber es gab keine weiteren Entwicklungen. Im Januar 2017 unterzeichnete HTT eine Vereinbarung zur Untersuchung der Strecke Bratislava-Brünn-Prag in Mitteleuropa. ⓘ

2017 gab SINTEF, die größte unabhängige Forschungsorganisation in Skandinavien, bekannt, dass sie den Bau eines Testlabors für Hyperloop in Norwegen in Betracht zieht. ⓘ

Im Juni 2017 wurde eine Vereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung einer Hyperloop-Strecke zwischen Seoul und Busan in Südkorea unterzeichnet. ⓘ

Auch die Fluggesellschaft Lufthansa führte nach Angaben einer Sprecherin bereits im August 2016 erste Gespräche mit Hyperloop Transportation Technologies (HTT). Demnach habe die Airline berechnet, welche innerdeutschen Flugstrecken durch die HTT-Technologie abgelöst werden könnten. Genannt wurden die Strecken München nach Hamburg, sowie die Fernverbindungen von Berlin nach Düsseldorf bzw. von Köln nach Berlin. ⓘ

Im Rahmen eines Wettbewerbs des Bundes Deutscher Architekten (BDA) für die Entwicklung Berlins entwarf ein Architekturbüro die Vision eines neuen Berliner Stadtteils „Seaside Berlin“ an der Ostsee. Dieser Berliner Stadtteil an der Ostsee soll mittels Hyperloop in 10 Minuten von Berlin aus erreichbar sein. ⓘ

Andere vorgeschlagene Strecken binden Inseln an größere Städte mit Hochgeschwindigkeitsstrecken der Bahn an oder queren Meerengen, wie Palma de Mallorca – Barcelona (Spanien), Jeju – Mokpo (Südkorea), Palermo – Neapel (Italien), London (UK) – Den Haag/Randstad (Niederlande), Taipei (Taiwan) – Fuzhou (China), Haikou – Zhanjiang (China), Busan (Südkorea) – Kitakyushu (Japan), Dublin (Irland) – Liverpool (UK), Belfast – Glasgow (UK), Nykøbing (Dänemark) – Rostock (Deutschland), Kopenhagen (Dänemark) – Stettin (Polen), Calvi/Korsika – Nizza (Frankreich), Havanna (Kuba) – Florida (US), Tanger (Marokko) – Cádiz (Spanien), Buenos Aires (Argentinien) – Montevideo (Uruguay), Dalian – Yantai (China) und Helsinki – Turku – Stockholm (Schweden). Diese Konzepte zielen damit mehr auf eine Verdrängung des Flugverkehrs ab als auf Verkürzung der Reisezeit. ⓘ

Mars

Laut Musk wäre der Hyperloop auf dem Mars nützlich, da dort keine Röhren benötigt würden, da die Marsatmosphäre nur etwa 1 % der Dichte der Erdatmosphäre auf Meereshöhe hat. Damit das Hyperloop-Konzept auf der Erde funktioniert, sind Niederdruckröhren erforderlich, um den Luftwiderstand zu verringern. Würden sie jedoch auf dem Mars gebaut, könnte aufgrund des geringeren Luftwiderstands ein Hyperloop ohne Röhre, sondern nur mit einer Schiene gebaut werden, so dass es sich nur um einen magnetisch schwebenden Zug handeln würde. ⓘ

Entwicklung des Open-Source-Designs

Im September 2013 führte die Ansys Corporation Strömungssimulationen durch, um die Aerodynamik der Kapsel und die Scherkräfte zu modellieren, denen die Kapsel ausgesetzt sein würde. Die Simulationen ergaben, dass das Design der Kapsel erheblich umgestaltet werden müsste, um eine Überschallströmung zu vermeiden, und dass der Spalt zwischen der Rohrwand und der Kapsel größer sein müsste. Ansys-Mitarbeiter Sandeep Sovani sagte, die Simulation zeige, dass der Hyperloop Herausforderungen mit sich bringe, aber er sei überzeugt, dass er machbar sei. ⓘ

Im Oktober 2013 veröffentlichte das Entwicklungsteam des OpenMDAO-Software-Frameworks ein unfertiges, konzeptionelles Open-Source-Modell von Teilen des Hyperloop-Antriebssystems. Das Team behauptete, das Modell zeige die Machbarkeit des Konzepts, obwohl die Röhre einen Durchmesser von 4 m (13 Fuß) haben müsste, was deutlich größer wäre als ursprünglich geplant. Das Modell des Teams ist jedoch kein echtes Arbeitsmodell des Antriebssystems, da es eine Vielzahl technischer Faktoren nicht berücksichtigte, die für den Bau eines Hyperloop-Systems auf der Grundlage von Musks Konzept erforderlich sind, und insbesondere keine aussagekräftigen Schätzungen zum Gewicht der Komponenten enthielt. ⓘ

Im November 2013 analysierte MathWorks die im Vorschlag vorgeschlagene Strecke und kam zu dem Schluss, dass die Strecke überwiegend realisierbar sei. Die Analyse konzentrierte sich auf die Beschleunigung, die die Passagiere erfahren, und die notwendigen Abweichungen von öffentlichen Straßen, um die Beschleunigungen in einem vernünftigen Rahmen zu halten; sie machte deutlich, dass die Beibehaltung einer Flugbahn entlang der I-580 östlich von San Francisco bei den geplanten Geschwindigkeiten nicht ohne erhebliche Abweichungen in dicht besiedelten Gebieten möglich war. ⓘ

Im Januar 2015 wurde in einem Papier, das auf dem Open-Source-Modell OpenMDAO der NASA basierte, die Notwendigkeit eines größeren Rohrdurchmessers und einer reduzierten Reisegeschwindigkeit nahe Mach 0,85 bekräftigt. Auf der Grundlage von thermischen Modellen der Wechselwirkungen zwischen dem Kompressionszyklus, dem Rohr und der Umgebung wurde empfohlen, die Wärmetauscher an Bord zu entfernen. Der Verdichterkreislauf würde nur 5 % der dem Rohr zugeführten Wärme beitragen, während 95 % der Wärme durch Strahlung und Konvektion in das Rohr gelangen würden. Der Gewichts- und Volumennachteil der eingebauten Wärmetauscher wäre den geringen Nutzen nicht wert, und unabhängig davon würde die Beharrungstemperatur im Rohr nur 30-40 °F (17-22 °C) über der Umgebungstemperatur liegen. ⓘ

Laut Musk lassen sich verschiedene Aspekte des Hyperloop-Systems auch auf andere Interessen von Musk anwenden, z. B. auf den Transport auf dem Mars und den Antrieb von Elektrodüsen. ⓘ

Forscher des MIT-Fachbereichs Luft- und Raumfahrttechnik veröffentlichten im Juni 2017 Forschungsergebnisse, die die Herausforderung des aerodynamischen Designs nahe der Kantrowitz-Grenze bestätigten, die im ursprünglichen SpaceX-Alpha-Konzept aus dem Jahr 2013 theoretisiert worden war. ⓘ

Im Jahr 2017 gründeten Dr. Richard Geddes und andere die Hyperloop Advanced Research Partnership, die als Clearingstelle für öffentlich zugängliche Hyperloop-Berichte und -Daten fungieren soll. ⓘ

Im Februar 2020 bildeten Hardt Hyperloop, Hyper Poland, TransPod und Zeleros ein Konsortium, um die Standardisierungsbemühungen im Rahmen eines gemeinsamen technischen Ausschusses (JTC20) voranzutreiben, der von den europäischen Normungsgremien CEN und CENELEC eingerichtet wurde, um gemeinsame Standards zu entwickeln, die die Sicherheit und Interoperabilität der Infrastruktur, des rollenden Materials, der Signalgebung und anderer Systeme gewährleisten sollen. ⓘ

Hyperloop-Forschungsprogramme

TUM Hyperloop (ehemals WARR Hyperloop)

TUM Hyperloop ist ein Forschungsprogramm, das 2019 aus dem Team des Hyperloop-Pod-Wettbewerbs der Technischen Universität München hervorgegangen ist. Das TUM-Hyperloop-Team hatte alle vier Wettbewerbe in Folge gewonnen und dabei den bis heute gültigen Weltrekord von 463 km/h (288 mph) aufgestellt. Das Forschungsprogramm hat zum Ziel, die technische Machbarkeit anhand eines Demonstrators zu untersuchen, sowie durch Simulation die wirtschaftliche und technische Machbarkeit des Hyperloop-Systems. Der geplante 24-Meter-Demonstrator wird aus einer Röhre und der vollwertigen Gondel bestehen. Die nächsten Schritte nach Abschluss der ersten Projektphase sind die Erweiterung auf 400 m, um höhere Geschwindigkeiten zu erforschen. Dies ist im Raum München, in Taufkirchen, Ottobrunn oder auf dem Flugplatz Oberpfaffenhofen geplant. ⓘ

Eurotube

EuroTube ist eine gemeinnützige Forschungsorganisation für die Entwicklung von Vakuumtransporttechnologie. EuroTube entwickelt derzeit eine 3,1 km (1,9 mi) lange Teströhre in Collombey-Muraz, Schweiz. Die Organisation wurde 2017 an der ETH Zürich als Schweizer Verein gegründet und 2019 in eine Schweizer Stiftung umgewandelt. Die Teströhre ist im Maßstab 2:1 mit einem Durchmesser von 2,2 m geplant und für 900 km/h (560 mph) ausgelegt. ⓘ

Hyperloop-Pod-Wettbewerb

Hyperloop-Pod-Wettbewerb ⓘ

Eine Reihe von studentischen und nicht-studentischen Teams nahmen 2015-16 an einem Hyperloop-Pod-Wettbewerb teil. Mindestens 22 von ihnen bauten Hardware, um Mitte 2016 auf einer gesponserten Hyperloop-Teststrecke zu konkurrieren. ⓘ

Im Juni 2015 kündigte SpaceX an, einen Hyperloop-Kapselwettbewerb zu sponsern und eine 1,6 km lange Teststrecke in der Nähe des SpaceX-Hauptsitzes in Hawthorne, Kalifornien, für den Wettbewerb im Jahr 2016 zu bauen. SpaceX erklärte in seiner Ankündigung: "Weder SpaceX noch Elon Musk sind mit irgendwelchen Hyperloop-Unternehmen verbunden. Obwohl wir selbst keinen kommerziellen Hyperloop entwickeln, sind wir daran interessiert, die Entwicklung eines funktionierenden Hyperloop-Prototyps zu beschleunigen." ⓘ

Mehr als 700 Teams hatten bis Juli vorläufige Bewerbungen eingereicht, und die detaillierten Wettbewerbsregeln wurden im August veröffentlicht. Die Einreichungen für die Wettbewerbsabsicht waren im September 2015 fällig, wobei SpaceX im Oktober detailliertere Rohr- und technische Spezifikationen veröffentlichte. Im November 2015 fand ein vorläufiges Design-Briefing statt, bei dem mehr als 120 studentische Ingenieurteams ausgewählt wurden, die ihre endgültigen Design-Pakete bis zum 13. Januar 2016 einreichen sollten. ⓘ

Vom 29. bis 30. Januar 2016 fand an der Texas A&M University ein Design-Wochenende für alle eingeladenen Teilnehmer statt. Die Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology wurden zu den Gewinnern des Wettbewerbs gekürt. Das Team der University of Washington gewann den Safety Subsystem Award, die Universität Delft den Pod Innovation Award und den zweiten Platz, gefolgt von der University of Wisconsin-Madison, Virginia Tech und der University of California, Irvine. In der Kategorie Design gewann das Team Hyperloop UPV von der Universitat Politecnica de Valencia, Spanien. Am 29. Januar 2017 gewann Delft Hyperloop (Technische Universität Delft) in der Endphase des SpaceX-Hyperloop-Wettbewerbs den Preis für das "beste Gesamtdesign", während WARR Hyperloop von der Technischen Universität München den Preis für den "schnellsten Pod" gewann. Den dritten Platz belegte das Massachusetts Institute of Technology. ⓘ

Der zweite Hyperloop-Pod-Wettbewerb fand vom 25. bis 27. August 2017 statt. Einziges Bewertungskriterium war die Höchstgeschwindigkeit, vorausgesetzt, es folgt eine erfolgreiche Abbremsung. WARR Hyperloop von der Technischen Universität München gewann den Wettbewerb mit einer Höchstgeschwindigkeit von 324 km/h (201 mph). ⓘ

Ein dritter Hyperloop-Pod-Wettbewerb fand im Juli 2018 statt. Die Titelverteidiger, das WARR-Hyperloop-Team der Technischen Universität München, übertraf mit einer Spitzengeschwindigkeit von 457 km/h (284 mph) ihren eigenen Rekord. Beim vierten Wettbewerb im August 2019 gewann das Team der Technischen Universität München, jetzt TUM Hyperloop (von NEXT Prototypes e.V.), erneut den Wettbewerb und übertraf den eigenen Rekord mit einer Höchstgeschwindigkeit von 463 km/h. ⓘ

Kritik und Überlegungen zum menschlichen Faktor

Einige Kritiker des Hyperloop konzentrieren sich auf die - möglicherweise unangenehme und beängstigende - Erfahrung der Fahrt in einer engen, versiegelten, fensterlosen Kapsel in einem versiegelten Stahltunnel, die erheblichen Beschleunigungskräften ausgesetzt ist, auf den hohen Geräuschpegel aufgrund der Luft, die bei nahezu Schallgeschwindigkeit komprimiert und um die Kapsel geleitet wird, sowie auf die Vibrationen und Erschütterungen. Selbst wenn die Röhre anfangs glatt ist, kann sich der Boden bei seismischer Aktivität verschieben. Bei hohen Geschwindigkeiten können selbst geringfügige Abweichungen von einer geraden Bahn zu erheblichen Erschütterungen führen. Hinzu kommen praktische und logistische Fragen, wie man am besten mit Sicherheitsproblemen wie Fehlfunktionen der Ausrüstung, Unfällen und Notfallevakuierungen umgeht. ⓘ

Andere Magnetschwebebahnen sind bereits im Einsatz, die einen Großteil der zusätzlichen Kosten des Hyperloop vermeiden. Der SCMaglev in Japan hat 603 km/h (375 mph) ohne Vakuumröhre erreicht, indem er ein extrem aerodynamisches Zugdesign verwendet. Außerdem entfallen die Kosten und der Zeitaufwand für das Auf- und Abpumpen des Drucks an den Ein- und Ausgängen einer Hyperloop-Röhre. ⓘ

Es gibt auch Kritik an der technischen Konstruktion des Röhrensystems. John Hansman, Professor für Luft- und Raumfahrttechnik am MIT, hat auf Probleme hingewiesen, wie z. B. die Kompensation eines leichten Ausrichtungsfehlers in der Röhre und das mögliche Zusammenspiel zwischen dem Luftkissen und der Niederdruckluft. Er hat auch die Frage aufgeworfen, was passieren würde, wenn der Strom ausfallen würde, während die Kapsel meilenweit von einer Stadt entfernt ist. Der Physikprofessor Richard Muller von der UC Berkeley äußerte sich ebenfalls besorgt über "die Neuartigkeit des Hyperloop und die Anfälligkeit seiner Röhren, die ein verlockendes Ziel für Terroristen wären", und darüber, dass das System durch alltäglichen Schmutz und Dreck gestört werden könnte. ⓘ

Politische und wirtschaftliche Überlegungen

In dem Alpha-Vorschlag wurde davon ausgegangen, dass die Kosteneinsparungen im Vergleich zum konventionellen Schienenverkehr aus einer Kombination mehrerer Faktoren resultieren würden. Das schmale Profil und die erhöhte Lage der Alpha-Strecke würden es ermöglichen, den Hyperloop hauptsächlich im Mittelstreifen der Interstate 5 zu bauen. Ob dies wirklich machbar wäre, ist jedoch umstritten. Das niedrige Profil würde den Bedarf an Tunnelbohrungen verringern, und das geringe Gewicht der Kapseln dürfte die Baukosten im Vergleich zum konventionellen Schienenpersonenverkehr senken. Es wurde behauptet, dass es aufgrund des kleinen, abgedichteten, erhöhten Profils im Vergleich zu einer Bahntrasse auch weniger Widerstand gegen Wegerechte und Umweltauswirkungen geben würde; andere Kommentatoren behaupten jedoch, dass ein kleinerer Fußabdruck keine Garantie für weniger Widerstand ist. Der Autor Alon Levy kritisiert diese Annahme: "In Wirklichkeit ist ein vollständig aufgeständertes System (wie es Musk mit dem Hyperloop vorschlägt) eher ein Fehler als ein Vorteil. Das Land im Central Valley ist billig, Hochspannungsmasten sind teuer, wie man an den Kosten für Hochstraßen und Züge auf der ganzen Welt leicht erkennen kann". Michael Anderson, Professor für Agrar- und Ressourcenökonomie an der UC Berkeley, sagte voraus, dass sich die Kosten auf rund 100 Milliarden US-Dollar belaufen würden. ⓘ

In dem Alpha-Entwurf in Elon Musks ursprünglichem Whitepaper wurde kein Gesamtfahrpreis vorgeschlagen. Die von den Hyperloop-Entwicklern prognostizierten niedrigen Ticketpreise wurden von Dan Sperling, dem Direktor des Institute of Transportation Studies an der UC Davis, in Frage gestellt, der erklärte, dass "das wirtschaftlich niemals aufgehen würde". Einige Kritiker haben argumentiert, dass es aufgrund der Tatsache, dass Hyperloops für die Beförderung von weniger Fahrgästen ausgelegt sind als herkömmliche öffentliche Zugsysteme, schwierig sein könnte, Fahrkartenpreise zu erheben, die die Kosten für Bau und Betrieb decken. ⓘ

Die ersten Kostenschätzungen für den Hyperloop sind Gegenstand von Diskussionen. Eine Reihe von Wirtschaftswissenschaftlern und Verkehrsexperten sind der Meinung, dass die Kosten für Entwurf, Entwicklung, Bau und Erprobung eines völlig neuen Verkehrssystems mit 6 Milliarden US-Dollar dramatisch untertrieben sind. Laut The Economist ist es unwahrscheinlich, dass die Schätzungen "gegen die Hypertrophie der Kosten, die jedes andere große Infrastrukturprojekt zu erleiden scheint, immun sind". ⓘ

Die politischen Hindernisse für den Bau eines solchen Projekts in Kalifornien werden sehr groß sein. In das bestehende Megaprojekt California High-Speed Rail ist viel "politisches und Reputationskapital" investiert. Dieses durch ein anderes Projekt zu ersetzen, wäre angesichts der politischen Ökonomie Kaliforniens nicht einfach. Texas wurde als Alternative vorgeschlagen, weil das politische und wirtschaftliche Umfeld dort günstiger ist. ⓘ

Der Bau eines erfolgreichen Hyperloop-Demonstrationsprojekts im kleinen Maßstab könnte die politischen Hindernisse verringern und die Kostenschätzungen verbessern. Musk hat angedeutet, dass er sich persönlich am Bau eines Demonstrationsprototyps des Hyperloop-Konzepts beteiligen und auch die Entwicklungsarbeiten finanzieren könnte. ⓘ

Die Solarpaneele, die Musk entlang des Hyperloop-Systems installieren will, wurden von dem Ingenieurprofessor Roger Goodall von der Loughborough University kritisiert, da sie nicht genug Energie für den Betrieb des Hyperloop-Systems liefern würden. Er argumentierte, dass die Luftpumpen und der Antrieb viel mehr Energie benötigen würden, als die Solarpaneele erzeugen könnten. ⓘ

Hyperloop-Unternehmen


Name des Unternehmens	Land	Schätz.	Verbleib	Anmerkungen ⓘ
Virgin Hyperloop	U.S.	2014	Aktiv	Beendete die Entwicklung von Passagierfahrten im Februar 2022, um sich auf Fracht zu konzentrieren
Hyperloop-Transporttechnologien	U.S.	2013	Aktiv
Transpod	Kanada, Frankreich	2015	Aktiv
DGWHyperloop	Indien	2015	Aktiv
Arrivo	U.S.	2016	Defunct	Beendete die Hyperloop-Entwicklung im November 2017 zugunsten der Magnetschwebebahn
Hardt Globale Mobilität	Niederlande	2016	Aktiv
Zeleros	Spanien	2016	Aktiv
Nemovo	Polen	2017	Aktiv	Benannt nach Hyper Poland bis November 2020

Vorgeschlagene Routen

Europa

Vision for Europe

Hypothetischer Verlauf eines Hyperloops für Deutschland, inkl. Entfernungen und Reisezeiten ⓘ

Vorgeschlagene Routen des Konzeptes „Vision for Europe“ ⓘ

Das Unternehmen Hyperloop One veröffentlichte im Juni 2017 unter dem Titel Vision for Europe insgesamt neun Konzepte für potentielle Hyperloopstrecken in Mittel- und Westeuropa. ⓘ

Die längste der vorgeschlagenen Routen sieht einen kreisförmigen Streckenverlauf vor, der die Städte Berlin, Leipzig, Nürnberg, München, Stuttgart, Frankfurt am Main, Köln und Hamburg miteinander verbinden soll. Der Hyperloop soll die 1991 km lange Strecke in 142 Minuten befahren, wobei die voraussichtliche Fahrtzeit für Berlin–Leipzig mit 14 min, Leipzig-Nürnberg mit 20 min, Nürnberg–München mit 12 min, München–Stuttgart mit 17 min, Stuttgart–Frankfurt mit 15 min, Frankfurt–Köln mit 14 min, Köln–Hamburg mit 30 min und Hamburg–Berlin mit 20 min angegeben wird. ⓘ

Unter den vorgeschlagenen Strecken finden sich weiterhin drei Routenvorschläge für Großbritannien, ein Ring ähnlich dem deutschen in den Niederlanden, diverse Städteverbindungen wie Helsinki–Tallinn, Madrid–Tanger und Warschau–Breslau sowie eine Verbindung über die Mittelmeerinseln Korsika und Sardinien. ⓘ

Vereinigte Arabische Emirate

Laut einem Werbevideo sollen auch die Vereinigten Arabischen Emirate an diesem Transportsystem interessiert sein. Man rechnet mit einer Fahrzeit von 12 Minuten zwischen den Zentren von Dubai und Abu Dhabi anstelle von zwei Stunden mit dem Auto. ⓘ

Unternehmen

Zur Entwicklung der Hyperloop-Technologie und Umsetzung von Projekten wurden mehrere Unternehmen gegründet, darunter:

Virgin Hyperloop One (vormals Hyperloop One, davor Hyperloop Technologies) – 2014 gegründetes US-amerikanisches Unternehmen, das im November 2020 die erste bemannte Fahrt in einer Hyperloop-Kapsel auf einer 500 m langen Teststrecke durchführte. Das Unternehmen hat mit Stand Februar 2021 Finanzierung in Höhe von rund 370 Millionen US-Dollar von verschiedenen Investoren erhalten, darunter in signifikanter Höhe von der Virgin Group, was zur Umbenennung des Unternehmens in Virgin Hyperloop One führte. Im Februar 2022 hat das Unternehmen das Thema Personenbeförderung aufgegeben. Das Konzept soll künftig ausschließlich auf den Transport von Fracht ausgerichtet werden. Gleichzeitig mit der Bekanntgabe der Neuorientierung des Unternehmens wurde die Hälfte der Belegschaft entlassen.
Hyperloop Transportation Technologies – In den Vereinigten Staaten ansässiges, 2013 – und damit als erstes – gegründetes Hyperloop-Unternehmen, das mit Stand Februar 2021 rund 30 Millionen US-Dollar Investorenkapital eingesammelt hat. und mehrere Teststecken gebaut hat, darunter eine 320 Meter lange Strecke in Toulouse, Frankreich.
Hardt Hyperloop – 2016 aus der TU Delft hervorgegangenes, in den Niederlanden ansässiges Startup, das ein Hyperloop-Netz für Europa plant. Gemeinsam mit anderen europäischen Hyperloop-Unternehmen werden Standardisierungsinitiativen vorangetrieben, um eine langfristige Interoperabilität verschiedener Systeme in Europe sicherzustellen. In diesem Zusammenhang erhielt Hardt Hyperloop einer Förderung der Europäischen Kommission, um eine drei Kilometer lange Teststrecke in der Provinz Groningen zu errichten.
Nevomo (vormals Hyper Poland) – 2017 mehrheitlich aus Absolventen der TU Warschau hervorgegangenes, polnisches Startup, dessen Fokus auf einer kürzeren Time-to-Market durch die Anwendung verschiedener Prinzipien des Hyperloop-Ansatzes auf konventionelle Eisenbahnstrecken liegt. Nevomo plant den Einsatz von kostengünstiger Magnetschwebetechnologie auf einem dritten Gleis auf bestehenden Eisenbahntrassen, wovon genehmigungsrechtliche und finanzielle Vorteile erwartet werden. Die Technologie, die erstmals im Herbst 2019 mit einem Technologiedemonstrator der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, ist dergestalt konzipiert, das ein gradueller Ausbau bis zu einem Voll-Hyperloop ermöglicht werden soll.
Zeleros – 2016 von Absolventen der Polytechnischen Universität Valencia gegründetes, in Valencia ansässiges Startup, das 2020 eine Finanzierungsrunde in Höhe von 7 Millionen Euro abschließen konnte, mit der ein Testzentrum mit drei Kilometer langer Teststrecke in Spanien errichtet werden soll. Zeleros ist gemeinsam mit Hardt und Nevomo an der europäischen Standardisierungsinitiative beteiligt. ⓘ

Kritik

John Hansman, Direktor des MIT International Center for Air Transportation, sagte der MIT Technology Review 2013, dass die Idee zwar physikalisch machbar sei, aber extrem teuer werden würde. Er sieht eine große Anzahl bislang nicht gelöster technischer Herausforderungen. „Meine Frage ist nicht, ob es realisierbar ist, sondern ob es in einer Art umsetzbar ist, die von einem energietechnischen Standpunkt und auch von ökonomischer Seite Sinn ergibt.“ ⓘ

Markus Hecht, Leiter des Fachgebiets Schienenfahrzeuge der Technischen Universität Berlin, habe sich die Konzeptstudie zwar noch nicht angesehen, äußerte aber im Jahr 2013 generelle Kritik: Er halte derartige Konzepte für unrealistisch. Er nennt das physikalische Problem der Abwärme, welches in einer Vakuumröhre kaum zu lösen sei. Außerdem sei die Rettung der Passagiere im Notfall schwierig. Auch andere Experten machen sich Sorgen um die Sicherheit, besonders bei Erdbeben. Zwar soll der Hyperloop mit einem Notsystem ausgestattet werden, das im Falle eines Bebens die Kapseln stoppen lässt, doch die große Geschwindigkeit von über 1200 km/h würde einen Bremsweg von fast zwei Kilometern bei einer Bremszeit von 15 Sekunden erzeugen. Auch sei die Toilettenfrage noch nicht geklärt und das Gewicht für einen Passagier samt Gepäck mit 100 Kilogramm zu gering berechnet. Vor allem in den USA müsste bei einem Durchschnittsgewicht von 80 Kilogramm das Gewicht realistischer berechnet werden. ⓘ

Als größtes Problem wird die als unrealistisch angesehene Kostenrechnung genannt. Hecht verweist hier auf das aus Kostengründen eingestellte Swissmetro-Projekt und ähnliche Vorhaben, die geplante Kosten überstiegen. René Lavanchy merkt im britischen Guardian an, dass die uneinheitliche Höhe der Stützpfeiler die Massenproduktion erschwere und das Bauen auf dem Autobahngrünstreifen sicherlich zu schwer tolerierbaren, längeren Störungen im ohnehin staugeplagten Verkehr auf der Interstate 5 führen würde. ⓘ

Herausforderungen

Zu den zu lösenden Aufgaben gehören folgende Punkte: ⓘ

Antrieb
Schweben der Kapseln unter anderem (betrieblich)
Energieversorgung der Kapseln während der Fahrt
Kupplung von Kabinen,
Herstellung von Abzweigen
Lösungen für den Fall einer Abbremsung bzw. Berührung der Außenwand durch die Kapsel
Materialfragen im Falle eines Antriebs durch eine Turbine in der Kapsel
Die genaue bauliche Ausrichtung der Röhren bei geringem Spalt zwischen Magneten der Kapsel und ihrer Führung
Benötigten Kurvenradien
Längenausdehnung bzw. Materialspannungen in der Röhre je nach Temperatur
Die geringere Stabilität gegen Verformung einer Röhre mit Unterdruck im Vergleich zu einer Pipeline mit Überdruck
Übermaße der Rohre beim Transport auf der Straße je nach Abmessungen
Störungen des Straßenverkehrs durch den Bau von Stelzen bei Errichtung entlang von Straßen
Die erschwerte Einführung der Rohre in gebohrte Tunnels im Vergleich zu Segmenten konventioneller Tunnelauskleidungen
Der Luftwiderstand in der Röhre bzw. der Weg der vor der Kapsel befindlichen Luft hinter dieselbe
Weitere aerodynamische Kräfte
(im Zusammenhang mit dem Vakuum) die Luftversorgung der Fahrgäste und der Verbleib der ausgeatmeten Luft
Die Herstellung von Druckschleusen, in denen die Kapseln vom normalen Luftdruck ins Vakuum wechseln und die Minimierung des dabei zu pumpenden Volumens an Totluft
Die Herstellung sicherer Verschlüsse und Abdichtungen dieser Druckschleusen
Der Ein- und Ausstieg mit Zahl und Größe der benötigten Einstiegsöffnungen der Kapseln und den damit zusammenhängenden Bewegungsmöglichkeiten innerhalb der Kapsel
Der Raum zur Öffnung der Türen bei Störfällen
Die Wirkungen des Vakuums auf Materialien
Der Umgang mit Lufteintritt in die Röhren bis hin zu vollständigen Brüchen
Die Herstellung und Steuerung von Sicherheitsschleusen für den Fall eines punktuellen Bruchs der Röhre
Die Beschädigung bzw. Beschleunigung von Kapseln durch die Druckwelle eintretender Luft und ihr Zusammenprall mit anderen Kapseln,
Sicherheitsfragen für die Umgebung im Fall eines Bruches (eine gebrochene Röhre würde wie ein riesiger Staubsauger wirken),
Die Evakuierung der Fahrgäste im Fall von Störungen und die dazu ggf. benötigte Beförderung der Kapseln zu Ausgängen und die elektromagnetische Abschirmung durch die Röhre. ⓘ

Die benötigten Stahlmengen und deren Herstellung beeinflussen die Umweltverträglichkeit; bei konventioneller Herstellung des Stahls in Kohle-beschickten Hochöfen kann je nach Passagierzahl und Art der Stromerzeugung bereits die CO₂-Emission bei der Stahlherstellung der Hyperloop-Röhren umgerechnet in der Größenordnung der CO₂-Emissionen je Personenkilometer von Bahnfahrten liegen. Während bei neuen Bahnlinien bereits die Fertigstellung von Teilstrecken im Netz sofort Vorteile bringt, ist ein neues Verkehrssystem erst einsetzbar, wenn die gesamte Strecke zwischen zwei Stationen errichtet wurde. ⓘ

Für Röhren-Gabelungen waren lange keine Lösungen bekannt, bis die niederländische Firma Hardt eine Lösung ankündigte. ⓘ

Die Konzepte unterscheiden sich deutlich hinsichtlich des Querschnitts von Fahrzeugen und benötigten Röhren. Während Musk Fahrzeuge mit zwei Personen nebeneinander in Liegesitzen zeigte, mit 6 bis 8 Passagieren je Kapsel und 3 Kapseln je Zug, zeigen andere Zeichnungen Sitzreihen mit 2+2 Plätzen und einem Mittelgang mit großzügiger Stehhöhe, mit einer Länge ähnlich konventioneller Züge. Auch der Antrieb und Auftrieb, die Minderung des Gegendrucks in der Röhre und die Druckhaltung werden unterschiedlich gelöst und geben damit Anlass zu spezifischer Kritik. Teils werden die gesamten Kapseln in einen Streckenabschnitt auf Umgebungsdruck gebracht, bei der Swissmetro sollte ein Übergang die druckdichte Verbindung bei den Eingängen der Kapsel herstellen. ⓘ

Siehe auch

Beach Pneumatic Transit
CargoCap ⓘ

Rundfunkberichte

Ralf Krauter: Rohrpost für Passagiere – Hype um den Hyperloop, Deutschlandfunk – „Wissenschaft im Brennpunkt“ vom 27. August 2017 ⓘ