Владислава ШевченкоКолонізація Марсу, об’єднання людського мозку з комп’ютером, космічний туризм, інтернет-супутники… Якщо про ці, здавалося б, фантастичні ідеї ми давно читаємо на сторінках книжок та бачимо у фільмах й серіалах, то Ілон Маск збирається їх реалізувати. Які з амбітних планів справдяться, а які залишаться лише на папері, покаже час.
Проте, цікаво, що кілька років поспіль з освоєнням космосу та штучним інтелектом ми активно обговорювали ще один проєкт Маска — потяги hyperloop. Водночас минулого року тема майже зникла з інформаційного поля, а новини про розробки зустрічалися дедалі рідше. Хоча до цього саме 2020 рік багато компаній називали терміном запуску перших комерційних ліній.
Як з’явився hyperloop
Вперше про розробку нового транспортного засобу Ілон Маск розповів світові у 2012 році, як відповідь на проєкт будівництва швидкісної ділянки залізниці між Лос-Анджелесом та Сан-Франциско. На його думку, запропонований проєкт був занадто дорогим, а потяги — повільними для міста, де розташована Кремнієва Долина.
Маск вважав, що його концепція дозволить скоротити час подорожі між двома містами з трьох годин літаком до всього-лише 30 хвилин. Спочатку багатьом ідея здалася туманною та не зовсім зрозумілою, але за рік Ілон представив документ Hyperloop Alpha, у якому на 57 сторінках детально описав, як працюватиме п’ятий вид транспорту та скільки це коштуватиме. Очільник SpaceX запевняв, що його hyperloop буде безпечним, швидким та доступним для людей.
Що таке hyperloop
Hyperloop — це транспортні капсули, які переміщуються по сталевій трубі над або під землею. Щоби зменшити опір та пришвидшити рух, Маск запропонував відкачувати більшу частину повітря з труб, створюючи у них частковий вакуум. Такого принципу дотримуються літаки, які здіймаються на великі висоти, щоб подорожувати менш щільним повітрям та збільшувати швидкість.
За ідеєю Маска, замість того, щоб використовувати колеса, як у потягах або автомобілях, капсули hyperloop плаватимуть над поверхнею труби на наборі з 28 повітряних лиж. Це дозволить зменшити силу тертя — ще одну причину сповільнення. Ефект подібний до того, як шайба плаває прямо над столом у відомій грі аерохокей.
Кожна капсула може перевозити від 28 до 40 пасажирів з невеликим багажем. Капсули відправлятимуться кожні дві хвилини (або кожні 30 секунд у годину пік). Живлення hyperloop отримуватиме від сонячних панелей, які розмістять у верхній частині труби.
Також існують версії hyperloop, у яких для зменшення тертя використовують магнітну левітацію. Наприклад, компанія Virgin Hyperloop One, яка трохи відхиляється від початкового плану Маска та працює за такими основними принципами:
- магнітна левітація — це технологія, яка використовує два набори магнітів: одна пара піднімає капсули над поверхнею, а друга — переміщує їх на високій швидкості зі зменшеним тертям;
- видалення більшої частини повітря з труб дозволяє зменшити опір під час руху.
Загалом, ідея використання вакуумних труб у транспорті не нова. Ще у 1864 році у Лондоні побудували підземну залізницю Crystal Palace, вагони по якій рухалися за допомогою змін тиску повітря. Лінія працювала менш ніж три місяці та була закритою. Згодом подібні системи почали використовувати для доставки посилань, досі пневмопошту можна знайти у супермаркетах або банках, де через них доставляють гроші.
Прототип пневматичного підземного метро Альфреда Біча (Нью-Йорк, 1867 рік)
Хто займається розробкою
Після оголошення концепції Ілон Маск заявив, що не братиме участі у розробці та впровадженні hyperloop, аби зосередитися на електромобілях Tesla та космічному проєкті SpaceX. Водночас проєкт hyperloop розвиватиметься за моделлю open source, тобто концепція відкрита для всіх охочих. Це призвело до формування безлічі стартапів та компаній, які працюють над розвитком транспорту та створенням фізичного прототипу.
Hardt Hyperloop
На початку 2020 року у Європі створили спільний технічний комітет під назвою JTC 20, який зосередився на розробці загальних підходів до побудови hyperloop на всьому континенті. У нього увійшли нідерландська Hardt Hyperloop
Hyperloop почне перші тестові запуски, польська Hyper Poland, канадська TransPod з офісами в Італії та Франції та іспанська Zeloros.
Лідером серед них вважають Hardt Hyperloop, яку заснував нідерландський інженер Тім Хоутер. Минулого року компанія побудувала перший європейський випробувальний полігон, де реалізували основні системи hyperloop, такі як левітація, рух та вакуумне середовище.
У 2022 році компанія планує завершити будівництво європейського центру розробки hyperloop у Гронінгені разом з партнерами, серед яких Deutsche Bahn та сталеварний гігант Tata Steel.
Нещодавно Hardt Hyperloop також заявили про будівництво hyperloop, який з’єднає Париж та Амстердам менш ніж за 90 хвилин. Його планують запустити у 2028 році. Загалом, нідерландські інженери прагнуть з’єднати hyperloop п’ять міст: Амстердам, Брюссель, Париж, Дюссельдорф і Франкфурт.
Image: Hardt Hyperloop/ Province of North Holland
Hyperloop Transportation Technologies (HTT)
Компанію HTT зі штаб-квартирою у Лос-Анджелесі та командою з 800 працівниками заснували у 2013 році. У французькому місті Тулуза HTT має власний Центр досліджень та розробки, де у 2018 році презентувала повномасштабну пасажирську капсулу Quintero One. Її довжина складає 32 м та може вміщати до 80 людей.
Пізніше у тому самому французькому місті HTT представила першу у світі завершену колію для hyperloop, яку збирається оптимізувати для інтеграції у будівництво комерційної лінії у столиці ОАЕ, Абу-Дабі. Минулого року компанія також повідомила про плани провести перші випробування hyperloop з пасажирами у 2020 році.
Співзасновник Hyperloop Transport Technologies Бібоп Греста заявив, що комерційні перевезення в Абу-Дабі, ймовірно, будуть реалізовані лише до 2023 року, проте пробні запуски можуть розпочатися вже цьогоріч. Вартість проєкту в ОАЕ компанія оцінює від $20 млн до $40 млн за кілометр траси.
Нагадаємо, у 2018 році Міністерство інфраструктури України підписала меморандум з HTT, метою якого є підготовка техніко-економічного обґрунтування та впровадження hyperloop в Україні. Проте, вже наступного року міністр інфраструктури Владислав Криклій відмовився від проєкту.
Virgin Hyperloop One (VHO)
Компанія Virgin Hyperloop One була відкрита у червні 2014 року та нараховує понад 300 співробітників. Компанія розробляє проєкти в США, Індії, Саудівській Аравії та ОАЕ.
У квітні 2017 року VHO побудувала у Лас-Вегасі випробувальний полігон з довжиною траси 500 м, а вже за місяць провела перше у світі випробування системи. Пасажирська капсула Hyperloop розігналася до 113 км/год, а в грудні того ж року — до рекордних 387 км/год. За словами компанії, якщо довжину траси збільшити до 2 км, то вийде розігнати капсулу від 1 000 км/год до 1 200 км/год.
Роком пізніше компанія оголосила про плани побудувати hyperloop між індійськими містами Пуною та Мумбаєм до 2024 року. У лютому 2020 року уряд індійського штату Махараштра відмовився від проєкту щонайменше на п’ять років, бо перш, ніж розпочинати будівництво, Індія хоче побачити вже реалізований та успішний комерційний проєкт.
Щоправда, вже за місяць міністр містобудування Махараштри Екнат Шинде повідомив, що проєкт гіперлупу Мумбай-Пуна знаходиться у стадії розробки з використанням методу Swiss Challenge. Тобто, коли зацікавлена сторона пропонує проєкт уряду, який зобов’язаний опублікувати його деталі та запросити інші компанії подати власні пропозиції. Після цього влада обирає найкращу пропозицію.
Також цього року Міністерство Транспорту в Королівстві Саудівська Аравія оголосило про укладення контракту з VHO, в рамках якого компанія проведе техніко-економічне обґрунтування використання технології для перевезення пасажирів і вантажів на основі мережі маршрутів гіперлупів, які можуть побудувати через Саудівську Аравію. Це буде перше дослідження, яке проводитимуть на національному рівні.
The Boring Company
Маск створив компанію The Boring Company, щоб полегшити розробку тунелів під містами. Наприкінці 2018 року компанія відкрила випробувальний тунель під Лос-Анджелесом та провела демонстрацію з переміщенням по ньому Tesla Model X зі спеціальними висувними колесами для стабілізації положення машини протягом всієї подорожі.
Цього року у травні The Boring Company завершила прокладку другого тунеля під конгрес-центром Лас-Вегаса (перший відкрили у лютому). Після завершення будівництва наземних станцій (два виходи на поверхню на кінцях тунелів і підземна станція посередині маршруту) відбудеться офіційний запуск системи Convention Center Loop, який планують до виставки CES 2021.
Користуватися тунелями зможуть тільки власники повністю електричних автомобілів з нульовими викидами CO2. При цьому тунелі будуть відкриті для автомобілів різних виробників, а не тільки для моделей Tesla. Якщо шлях тунелем займає дві хвилини, то по землі — 15 хвилин. Компанія зазначила, що на відміну від метро, кількість станцій необмежена, бо для них достатньо місця, як для паркування автомобіля, адже доступ здійснюється підйомниками.
Раніше Маск також розповідав про те, що проєкти сучасних підземок Loop стануть перехідним етапом до hyperloop.
HyperPower
Розвиток hyperloop не обмежується трубами та капсулами. Так, нещодавно австралійська компанія HyperPower розробила невеликий електромотор, який має щільну енергію та здатний розігнати капсулу Hyperloop з 0 до 600 км/год приблизно за 5 секунд.
HyperPower
Яка реальна швидкість
Рекорд належить німецькій компанії TUM Hyperloop, якій у 2018 році вдалося розігнати капсулу до 463 кілометрів на годину на змаганнях SpaceX Hyperloop Pod Competition, які організовує Ілон Маск.
Вартість побудови hyperloop
За розрахунками Маска, витрати на побудову гіперлупу між Лос-Анджелесом та Сан-Франциско мали скласти всього $6 млрд. Virgin Hyperloop One поки не називає точних цифр, але зазначає, що його мета — зробити гіперлуп доступним для всіх. Компанія HTT оцінює вартість проєкту в ОАЕ від $20 до $40 млн за кілометр траси.
Якщо порівнювати з іншими видами транспорту, то будівництво автобанів у Європі коштує від €6 млн до €20 млн за 1 км залежно від регіону та умов. Ще дорожче коштує побудова швидкісної залізничної дороги, наприклад, вартість відрізку між німецькими містами Ерфурт-Ебенсфельд склала близько €30 млн за 1 км.
Як забезпечити безпеку пасажирів
Найбільше запитань пов’язано з вакуумом всередині траси hyperloop. Якщо порахувати лінію довжиною 600 км та діаметром 2 м, то її внутрішній обсяг вакууму у 50 разів перевищуватиме Space Power Facility NASA (найбільша вакуумна камера у світі) та в 100 разів — Великого адронного коллайдера. Яким чином розробники Hyperloop збираються відкачувати таку кількість повітря, поки незрозуміло. Також проблемою під час розробки hyperloop є саме швидкість та відсутність тертя, що може створювати труднощі під час гальмування.
Щодо міцності, то VHO пояснює, що вони будують товсті сталеві труби, які надзвичайно важко проколоти або зламати. Крім того, труби спроєктовані таким чином, щоби витримувати зміни тиску повітря, зберігаючи водночас цілісність. Капсулу для HTT виготовляє компанія Carbures, яка виробляє компоненти для Airbus і Boeing. Щоправда, для побудови однієї капсули необхідний цілий рік.
Критики hyperloop попереджають, що подорож у трубі може бути незручною через прискорення, яке викликатиме нудоту у пасажирів. За словами HTT, проблема прискорення є найскладнішою, тому компанія працює над плавним розгоном, який має забезпечити високий рівень комфорту для пасажирів. Однак, на думку VHO, подорож на hyperloop буде приблизно такою самою, як їзда у ліфті або пасажирському літаку.
До того ж існує проблема з безпекою, адже розгерметизація hyperloop навіть в одному місці призведе до загибелі пасажирів. Тож, швидше за все, заходи безпеки майже не відрізнятимуться від тих, які проводять наразі в аеропортах, що зменшуватиме перевагу перед літаками.
Знайти відповіді на всі ці питання поки не вдається, тому зрозуміло, що проєкт варто доопрацювати. Проте, це не виключає можливості, що незабаром він таки запрацює.
Коли очікувати відкриття hyperloop
До новин компаній про відкриття комерційних ліній у найближчі роки аналітики ставляться доволі скептично. Наприклад, міжнародна дослідницька фірма Lux Research Inc. опублікувала звіт «Аналіз технічних бар’єрів для реалізації hyperloop», у якому зазначила, що не варто очікувати відкриття проєктів hyperloop до 2040 року.
Попри те, що гіперлупи здаються дещо фантастичною ідеєю, слід пам’ятати, якого прогресу досяг світ за останні 200 років. Тому чекаємо…