Прошло четыре года с тех пор, как миллиардер-мечтатель Элон Маск предложил миру концепцию вакуумного поезда «Hyperloop». Идея нового вида транспорта, способного перевозить пассажиров со скоростью выше звуковой, вдохновила тысячи людей по всему миру. С другой стороны, ни один из проектов Маска не подвергался столь жёсткой критике, как Hyperloop. Настораживало и то, что сам Маск отказался претворять идею в жизнь, предоставив план разработки энтузиастам.

Сегодня Hyperloop всё ещё остаётся «транспортом будущего», однако работа над его реализацией не останавливается ни на секунду: несколько компаний уже близки к заветной постройке трасс, а многие страны становятся в очередь, чтобы первыми испытать новинку. Ну а чуть больше месяца назад и сам Элон Маск решил присоединиться к работе и построить собственную систему Hyperloop. Новость взбудоражила сообщество, следившее за эволюцией идеи, а мы решили вспомнить, как развивались события вокруг Hyperloop, и познакомить с проектом наших читателей.

В поисках самого быстрого поезда

С момента своего появления пассажирский транспорт становится всё быстрее, однако достичь действительно высоких скоростей ему мешают два фактора: трение о поверхность земли и аэродинамическое сопротивление. Сегодня инженеры проектируют скоростные поезда с обтекаемыми формами, а рельсы дополнительно укрепляются, чтобы избежать их прогибов под тяжестью машины. Однако эти методы лишь частично решают проблему. Чтобы распрощаться с трением раз и навсегда, была придумана магнитная левитация: поезд «парит» над землёй, удерживаемый силами электромагнитного поля. Один такой маглев сейчас курсирует между аэропортом Пудун и первой станцией метро в Шанхае.

Поезд Transrapid на магнитной подвеске в Шанхае

Как же справиться с воздушным сопротивлением? В 1909 году пионер американской космонавтики Роберт Годдард предложил идею вакуумного поезда — транспорта, движущегося в герметичном тоннеле, из которого выкачан весь воздух. Отсутствие давления, согласно идее, позволит поезду достигать умопомрачительных скоростей в тысячи километров в час. Несколько раз заманчивую задумку пытались реализовать в XX веке, однако дороговизна и сложность конструкции не позволили претворить идею в жизнь.

Схемы вакуумного тоннеля в статье Годдарда, 1909 год

Кому же еще предстояло вновь задуматься о транспорте будущего, как не Элону Маску? В июле 2012 года на событии PandoDaily миллиардер упомянул о том, что вынашивает идею создания высокоскоростного транспорта, курсирующего в вакуумном тоннеле. Трасса должна быть заключена, подобно рельсам метро, в петлю — отсюда название Hyperloop. Изобретатель заявил, что Гиперпетля не что иное, как 5-й вид транспорта после автомобиля, поезда, корабля и самолёта. Hyperloop по Маску — это нечто среднее между сверхзвуковым самолётом Concorde, реактором, разгоняющим частицы, и столом для аэрохоккея. Новость об интервью быстро разлетелась по сети и превратилась в одну из самых обсуждаемых тем года.

Альфа-версия Hyperloop

Весь мир ждал, а инженеры SpaceX и Tesla тем временем разрабатывали план реализации идеи вакуумного транспорта, пока, наконец, в августе 2013 года в блогах обеих компаний не была выложена альфа-версия проекта Hyperloop. Документ представлял собой подробный план конструкции системы, а также бизнес-оценку стоимости проекта.

Зарисовки инженеров SpaceX в документе альфа-версии Hyperloop

Во многом идея была основана на концепции Годдарда, однако вместо абсолютного вакуума Маск решил использовать сильно разрежённый воздух с давлением не больше 100 Па — такое состояние газа называется предвакуумным состоянием. По достижении поездом-капсулой высоких скоростей влияние разрежённого воздуха становится ощутимым, поэтому нос капсулы оборудуется вентилятором и воздушным компрессором, которые перенаправляют воздушные массы к хвосту вагона. Часть воздуха должна оказаться под капсулой, чтобы создать воздушную подушку: поезд будет скользить по слою воздуха на «лыжах», подобно шайбе в аэрохоккее. Использование аэроподушки вместо маглева — второе отличие Hyperloop от классической концепции вакуумного транспорта.

Потребность в обеих инновациях Маск объяснил экономией: воздушная подушка гораздо дешевле маглева, а достижение полного вакуума после давления в 100 Па приводит к экспоненциальному росту денежных затрат.

Вид капсулы Hyperloop в разрезе

Альфа-версия Hyperloop включает план строительства 350-километровой трассы от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско. Надземный тоннель удерживают высокие колонны — это позволит избежать взаимодействия с наземной инфраструктурой. Одиночные капсулы, на 28 мест в два ряда каждая, отбывают c интервалом 30 секунд и достигают наивысшей скорости 1 220 км/ч. Транспорт приводится в действие линейным инерционным электродвигателем, получающим энергию от солнечных батарей. Последние располагаются на крыше тоннеля вдоль всего маршрута. Hyperloop Маска — это полностью автономная система, сама обеспечивающая себя электроэнергией. Более того, на работу транспорта потребовалось бы только 37% солнечной энергии. Излишки Маск планирует продавать, чтобы на вырученные деньги обеспечить ежегодное обслуживание системы.

Согласно плану, стоимость одного посадочного билета составила бы 20 долларов, а реализацию проекта Маск оценил в 6 млрд долларов.

Проблемы и задачи Hyperloop

Альфа-проект Hyperloop был проверен с помощью компьютерного моделирования компаниями Ansys, The MathWorks и NASA Glenn Research Center. Моделирование показало, что реализация Hyperloop возможна, но с некоторыми поправками и дополнениями. Например, чтобы предотвратить перегрев, диаметр трубы должен быть увеличен в два раза. Также следует продумать способы предотвратить вращение капсулы вокруг собственной оси.

Профессор аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института (MIT) Джон Хансман заметил, что система не предусматривает компенсацию отклонений капсулы от маршрутной оси, а также предостерёг от взаимодействия пневматических амортизаторов с разреженным воздухом. Ричард Мюллер, профессор физики Калифорнийского университета в Беркли, обеспокоен новизной системы и замкнутостью герметичных тоннелей: оба фактора, по мнению учёного, делают объекты Hyperloop уязвимыми для террористических атак. Профессор также напомнил о важности чистоты в замкнутых системах: въевшаяся грязь может однажды нарушить герметичность, и Гиперпетля выйдет из строя.

Авторитетный блоггер Генри Блоджет утверждает, что на высоких скоростях даже незначительное отклонение капсулы от курса может привести к роковой нестабильности системы, а труба-тоннель будет подвергаться опасным вибрациям вследствие сейсмической активности земли.

Критики Hyperloop из числа обывателей призвали обратить внимание на психологический фактор: как будут чувствовать себя пассажиры в герметичной капсуле, двигающейся с высоким ускорением по сплошному стальному тоннелю? Помимо проблемы клаустрофобии, людей волнует уровень шума, который будет производить воздух на околозвуковых скоростях.

Ключевым вопросом остаётся и стоимость проекта: всё ли так радужно, как представлено в альфа-версии, и не окажется ли Гиперпетля в итоге недоступной для пассажиров со средним достатком? Вопрос встал ещё острее после того, как Hyperloop One, а позже и HTT отказались от использования воздушной подушки в пользу дорогого маглева: аэросистема оказалась слишком неустойчивой и сложной для реализации.

Концепт-арт станции Hyperloop

Элон Маск призвал энтузиастов решать все эти вопросы совместно. Альфа-версия Hyperloop была выложена в открытый доступ, чтобы стимулировать людей работать над проектом по принципу краудсорсинга, то есть с привлечением идей, опыта и знаний специалистов со всего мира. Сам же миллиардер сосредоточился на проектах SpaceX и Tesla.

Больше, ещё больше Hyperloop’ов!

Сообщество специалистов мигом отреагировало на призыв Маска, и в скором времени появилось несколько компаний, преследующих цель построить Гиперпетлю. К проектам подключились сотни студентов технологических колледжей, изобретателей, физиков и бизнесменов.

Студенческая команда создателей капсулы для Hyperloop из MIT

Самыми успешными оказались компании Hyperloop Transportation Technologies (HTT) и Hyperloop One. Первую возглавили президент SpaceX Гвинн Шотвелл и сооснователь краутсординговой платформы JumpStartFund Дирк Алборн. Вторая работает под руководством инвестора Uber Шервина Пишевара и инженера SpaceX Брогана Бэмброгана.

Строительство полноразмерного тоннеля для испытания капсулы Hyperloop One

HTT привлекла к проекту специалистов из Cisco, Boeing и Гарвардского Университета, заказала постройку капсулы у авторитетного производителя авиационных фюзеляжей Carbures и заключила соглашение на постройку трассы в строящемся эко-городе Долина Квэя. Кроме того, компания получила разрешение на строительство научно-исследовательского центра в Тулузе во Франции, а также подписала соглашение с правительством Словакии о постройке тоннеля, который соединит Братиславу с Веной и Будапештом.

Hyperloop One, в свою очередь, сумела привлечь $245 млн инвестиций, провести испытание двигателя для Hyperloop и разработать планы строительства трасс в США, Китае и ОАЭ. Однако главным событием для компании стало испытание полноценной работающей системы в мае и июле 2017 года. Капсула, построенная Hyperloop One, разогналась до скорости 310 км/ч.

Капсула команды Hyperloop One

Появление новых команд разработчиков стимулировал конкурс, устроенный руководством SpaceX. В 2015 - 2016 гг. на территории головного офиса компании в калифорнийском Готорне прошло несколько этапов соревнования капсул Hyperloop. Инженеры SpaceX построили трассу длиной 1,6 км для испытаний уменьшенных копий моделей. Заявку на участие подало более 700 команд. В первом этапе победила команда Массачусетского технологического института, а в финале, для которого был построен полуторакилометровый тоннель, приз достался команде Мюнхенского технического университета: их модель сумела развить скорость 327 км/ч.

Трасса-тоннель, построенная для конкурса на лучшую капсулу Hyperloop

Начиная с 2015 года, группы разработчиков систем Hyperloop начали появляться по всему миру: в Канаде была основана компания TransPod, в Индии — DGWHyperloop, в Нидерландах — Hardt Global Mobility, в Польше — HyperPoland и т.д.

В офисе компании Hyperloop One

Интерес к «транспорту будущего» проявили не только физики и инженеры. Правительства многих стран стали рассматривать возможность прокладывания трасс для Hyperloop. Наглядным примером служит конкурс заявок на трассы, устроенный в сентябре 2017 года компанией Hyperloop One: из 35 заявок от разных стран были отобраны лишь 10. На разных этапах планирования и соглашений находятся проекты трасс в Финляндии, Швеции, Объединённых Арабских Эмиратах, Китае, Канаде, США, Великобритании, Швейцарии, Чехии, Польше, России и других странах. Первую действующую трассу в Hyperloop One планируют построить уже к 2021 году, а вот где — все ещё неизвестно. 

Заявки на постройку трассы Hyperloop

Уже в ноябре 2015 года «The Wall Street Journal» писала, что «движение Hyperloop теперь стало чем-то гораздо большим, нежели человек, который всё это затеял». Действительно, сегодня Hyperloop из обычной идеи превратилась в глобальную кропотливую работу, охватившую множество людей, институций и стран. Всё это время над проектом Гиперпетли работали все… кроме Элона Маска. До недавнего времени.

«Скучная компания»

Новая компания Маска The Boring Company («бурильная» или «скучная», такая вот игра слов) была основана в феврале 2017 года. На территории SpaceX в Готорне был прорыт экспериментальный тоннель, но Маск заявил, что это не более чем хобби, которое занимает 2% его рабочего времени.

Тем не менее, «хобби» быстро стало походить на профессиональную деятельность. В апреле компания уже использовала собственную бурильную машину, названную Годо — по имени из названия пьесы Сэмюэла Беккета. Маск же объявил о планах создания тоннеля в округе Лос-Анджелес в Калифорнии: тоннель соединит аэропорт в Лос-Анджелесе, Санта-Монику и Вествуд.

Казалось бы, вся эта чехарда с тоннелями никак не связана с Hyperloop. Однако в июле 2017 года Маск рассказал, что получил устное разрешение на постройку подземного тоннеля для Hyperloop по маршруту Нью-Йорк — Филадельфия — Балтимор — Вашингтон. Свершилось! Неожиданно для всех Маск, похоже, вернулся к реализации идеи Hyperloop — на сей раз в качестве активного участника. Громкая новость одинаково взволновала как общественность, так и членов компаний, занимавшихся Гиперпетлёй.

И если до недавнего времени не утихали споры о серьёзности статуса «устного соглашения», то месяц назад всё переменилось: в октябре Маск получил официальное письменное разрешение на постройку тоннеля для Hyperloop в Мэриленде. Эта 35-километровая трасса от Балтимора до Вашингтона — лишь отрезок упомянутого тоннеля на восточном побережье. Для движения Hyperloop это значит, что Маск взялся за дело!

Ещё в 2016 году, на вручении наград Hyperloop pod Competition, Элон Маск признался, что Гиперпетля больше интересует его в контексте колонизации Марса: дескать, там система придётся как нельзя кстати. Возможно, кто-то из наших читателей и войдёт в ряды жителей Красной планеты, но большинству людей Hyperloop всё же пригодится здесь, на Земле. Личное участие Маска — начало больших перемен. И дело даже не в том, что у бизнесмена достаточно денег и харизмы, чтобы возглавить движение Hyperloop. Хочется верить, что причастность идеолога Hyperloop и конкуренция с его стороны вдохновит другие команды на новые свершения и тем самым приблизит долгожданный день появления «транспорта будущего».

Virgin Hyperloop One

Надежды на это скорое приближение есть: недавно в стартап Hyperloop One инвестировал (а попутно и приобрел его) не кто иной, как сэр Ричард Брэнсон. Сумма сделки не разглашается, но теперь проект носит название Virigin Hyperloop One, а сам миллиардер входит в совет директоров компании. Но для простых людей все это означает фактически подтвержденную жизнеспособность идеи - ведь Брэнсон славится своим чутьем на перспективные затеи и в другие просто не вкладывается. 

Мы будем внимательно следить за судьбой Hyperloop и держать вас в курсе всех событий — здесь, в блоге, и на нашем канале в Telegram. Присоединяйтесь!