Så funkar hyperloop – framtiden i en rasande fart

Premium Sedan bilens födelse har transportsektorn i stort sett varit oförändrad. Fram tills nu. Eftersom behovet av energieffektiva, ultrasnabba och billiga transporter fortfarande är gigantiskt, har en viss Elon Musk dammat av en gammal idé för att katapultera transportindustrin in i nästa århundrade.

Så funkar hyperloop – framtiden i en rasande fart

Hyperloop – idén som fick en återuppståndelse genom Teslas ägare – är sannerligen inget nytt påhitt. Redan 1799 patenterade George Medhurst ett koncept på ett atmosfäriskt tåg, som drevs av ångmaskiner och som gick på räls i vakuumrör.

Därefter har konceptet tagits upp av olika uppfinnare, däribland Jules Vernes son, Michel, men det har aldrig kommit över just konceptstadiet. 

Först i juli 2012 på PandoDaily-eventet i Santa Monica togs idén upp igen på allvar. Mr Musk pratade då om en femte sorts transportmedel som uppfyllde alla viktiga kriterier: väderoberoende, kollisionssäkert, minst dubbelt så snabbt som flygplan och mycket energieffektivt. Det hypotetiska projektet kallades hyperloop, eftersom den teoretiska hastigheten skulle bli norr om ljudhastigheten och systemet en sluten cirkel. 

Ingenjörer från både Tesla och Musks andra hjärteprojekt, SpaceX, sattes på jobbet för att hitta en realistisk prototyp och en första design presenterades som beskrev idéns utseende, funktion samt en uppskattad kostnadskalkyl. Samtidigt släpptes konceptet fritt för andra användare.

En gigantisk fläkt vid inloppet samt en kompressor i kapseln ska skapa en luftkudde som poden svävar på.

Hur fungerar hyperloop?

Hyperloops grundsats går ut på att få bort så mycket luftmotstånd och friktion som möjligt inne i ett slutet rörsystem.

Ett helt luftbefriat system hade, ur kostnadssynpunkt, varit ohållbart och dessutom känsligt för yttre störningar, strömavbrott och läckage. Istället fokuserar man på en lågtrycksmiljö med ett lufttryck på en millibar (100 Pa). 

Rörsystemet har en uppskattad diameter på 4–4,5 meter och kan läggas både ovan som under mark. I röret hittar man ett rälssystem som transportkapseln glider på, upplyft av en luftbälg för att eliminera rullfriktionen. 

I teorin skulle en sådan luftkudde på endast 0,5–1,3 mm vara tillräcklig för att fungera friktionsfritt. I Musks originaldesign monteras en inloppsfläkt samt en axialkompressor i transportkapselns, eller poddens, nos för att flytta framförvarande luft nedåt och till poddens baksida och på så sätt skapa luftkudden. 

Framdrivningen sker med hjälp av linjära induktionsmotorer längs med rörsystemet. Skillnaden mot en konventionell elmotor är att den linjära motorn inte sätter objektet i rotation. Enkelt uttryckt skulle man kunna säga att de framtida passagerarna sitter i självaste elmotorn, där röret är statorn och podden är rotorn, som i detta fall dock inte roterar. 

Energiförsörjningen kommer från förnybara källor, som vind- och vattenkraft samt solenergi. Systemet ska kunna använda alla sorters energi utan undantag och dessutom ha kapacitet att lagra energin i minst 24 timmar.

Poddarna ska kunna (återigen teoretiskt) färdas helt autonomt i hastigheter strax under ljudets hastighet (eller även betydligt snabbare) och med endast några minuters mellanrum. Hittills har man dock endast kommit upp i hastigheter runt en fjärdedel av det förväntade slutresultatet.

San Francisco–Los Angeles ska gå på 35 minuter och kapslarna ska ha plats för 30 personer. En kapsel ska skickas iväg varannan minut, i en hastighet runt 1.000 km/h.

Samarbete och konkurrens

Just nu forskas det på alla håll för att hyperloop ska kunna förverkligas inom en snar framtid. I Europa är Hardt Hyperloop nyckelspelaren som har ingått en allians med Tata Steel, en av världens största stålproducenter under Tata-konglomeratet som även producerar bilar. 

Under projektet EHP (European Hyperloop Program) planeras en sträcka mellan Paris och Amsterdam, där Tata ansvarar för designprocessen samt konstruktionsarbetet av projektets vakuumrör. Innan dess har man även utvecklat och levererat elektrostål till rälssystemet i Hardts testanläggning i holländska Delft samt bidragit med finansiella medel.

Utvecklingsprocessen är invecklad och långsam, enbart till rören har man framlagt hela 25 olika koncept, som kan delas upp i två olika konstruktionsgrupper: rör-i-rör-teknik och polyedriska rör, en slags triangelvikt stålstruktur som viks till rör. 

Syftet med det massiva forskningsarbetet är först och främst vikt- och kostnadsreducering. Prototyperna testas i Hardts egna låghastighetsanläggning i Delft.

Tata är dock inte den enda biltillverkaren som ger sig i kast med den nya transportmetoden. Även Volvoägaren Zhejiang Geely Holding Group är intresserad av tekniken och samarbetar med Casic (China Aerospace Science and Industry Corporation). I deras joint venture-samarbete ligger Geelys ansvar för det kommersiella och konstruktionsarbetet, medan Casic ansvarar för design- och utvecklingsarbetet. Hittills har dock inga designförslag eller resultat offentliggjorts. 

Den enda aktören som hittills har kunnat visa faktiska resultat är Virgin Hyperloop One. Redan den 15 december 2017 genomförde man en lyckad testkörning på företagets testbana i Nevada. 

Testet innefattade alla nyckelaspekter för en framtida hyperloopfärd: luftslussen, den elektriska framdrivningen, kontrollpanelerna, den magnetiska levitationen och poddföringen samt dämpningen och sist men inte minst vakuumnivån. Podden lyckades under testet att uppnå en hastighet på över 380 km/h. Ett helt klart godkänt första resultat, men ljusår ifrån målhastigheten på över 1.000 km/h.

Olyckskorparna

Hyperloop som femte transportmedel vid sidan om båt, bil, tåg och flygplan har stött på hård kritik. Redan Elon Musks initiala design har avfärdats som hjärnspöken och ohållbart svammel och det är först och främst den gynnsamma kostnadskalkylen kritiken gäller. 

I sitt Alpha-route-förslag uppskattar Musk kostnaden för den föreslagna 560 km långa sträckan mellan Los Angeles och San Francisco till sex miljarder dollar för enbart persontransport och 7,5 miljarder dollar för kombinerad person- och godstransport. 

Trafikforskare har avfärdat kostnadskalkylen som rent påhitt och uppskattar att design- och utvecklingsarbetet, konstruktionen och framför allt testfasen för enbart Alpha-sträckan skulle kosta upp mot 100 miljarder dollar. Under dessa förutsättningar skulle det av Musk föreslagna priset på 20 dollar för en enkelfärd aldrig göra projektet lönsamt.

Utöver kostnadskalkylen har även självaste designkonceptet avfärdats: vem skulle vilja sitta i ett trångt utrymme utan fönster i ett förseglat rörsystem? Dessutom i hiskeliga hastigheter långt över vad människan är van vid? Det har vi hört förr, kan man tycka. Exempelvis vid bilens intåg i världen där man trodde att passagerarna skulle få bestående hjärnskador av den sanslösa hastigheten. 

Faktum är dock att de eftersträvade hastigheterna faktiskt medför en del säkerhetsrisker. Mindre sättningar i rörsystemet skulle kunna få dramatiska konsekvenser i närapå ljudfart, även om man redan nu jobbar på poddar med ett fjädringssystem.

Dessutom kvarstår frågan hur man löser plötsliga strömavbrott och andra nödsituationer? Nödutgångar är en nödvändighet, men hur ska man lösa dessa rent praktiskt i en lågtrycksmiljö? Här krävs det förseglingsbara sektioner som snabbt kan trycksättas för att sedan återigen evakueras.

Detsamma gäller naturligtvis även av- och påstigningsstationerna, vilket tar upp frågan om hur energieffektivt systemet egentligen är. Experter tvivlar på att de föreslagna solcellerna längs rören klarar av att driva systemet.

Nederländska Hardt har byggt en liten testanläggning och man vill att nederländska staten ska investera i en större fem kilometer lång anläggning, till en kostnad runt 120 miljoner euro.

Sammanfattning: Fantastiskt – i teorin

I teorin är hyperloop fantastiskt på alla sätt och vis, men än så länge finns det en hel del frågetecken kring tekniken. Vissa, möjligtvis lite överentusiastiska, bolag pratar om resehastigheter på upp till 8.000 km/h och andra om fullt fungerande sträckor redan 2021. 

Faktum är att vi inte ens vet om systemet någonsin kommer bli lönsamt. Dessutom har många av de nystartade bolagen varken fungerande rör- eller poddprototyper utan förlitar sig än så länge till designskisser och tjusiga hemsidor. Det återstår fortfarande extremt mycket forskningsarbete och många säkerhetstester. 

Dessutom finns ytterligare en överhängande fara: Terrorism. Ett slutet lågtryckssystem ovan mark är ett lätt mål för illvilliga människor och passagerarna har i händelse av en attack ingen större chans att undkomma situationen med livet i behåll. 

Trots alla öppna frågor och betänkligheter är dock hyperloop en ypperlig chans för mänskligheten att minska sitt katastrofalt stora fotavtryck på moder jord. Ett transportsystem som kräver lite energi och är ultrasnabbt över stora sträckor hade varit en lika stor revolution som bilens intåg i våra liv. 

Virgins Hyperloop One, testanläggning finns i Spanien.

Alrik: Vi behöver spänna bågen

I Sverige diskuteras det friskt om vi ska bygga så kallade höghastighetståg, och om dessa ska gå i 250 km/h eller i 320 km/h. Kostnaden lär hamna över 300 miljarder och kanske är den nya "snabba" banan klar 2040.

Hur modern kommer den vara när hyperloopen är verklighet? Jag tycker vi ska rusta det tågsystem vi har och samtidigt spänna bågen för framtiden som formodligen stavas hyperloop.

Alrik Söderlind, chefredaktör auto motor & sport