Hyperloop: München - Berlin in 30 Minuten

Beim Hyperloop sollen nach dem bisherigen Konzept die Züge in zwei parallel zueinander verlaufenden Röhren verkehren. Diese Röhren sitzen auf Stelzen und sollen vorzugsweise an vorhandenen Autobahntrassen verkehren. In den Röhren herrscht starker Unterdruck. Die Züge selbst laufen auf einem Luftkissen, welches Kompressoren mithilfe von vor der Zug-Kapsel angesaugter Luft erzeugen. Dank der geringen Reibung wegen der teilevakuierten Röhre zum einen und dem Gleiten auf einem Luftpolster zum anderen soll der Zug mit seinen 1.225 km/h knapp unter der Schallgeschwindigkeit von 1.236 km/h (bei 20 Grad Lufttemperatur und trockener Luft) bleiben.

Angetrieben werden die Züge von sogenannten asynchronen Langstator-Linearmotoren, wie sie bereits bei der Magnetschwebebahn Transrapid zum Einsatz kommen. Diese Motoren versetzen das von ihnen angetriebene Objekt nicht in eine Dreh-, sondern in eine Längsbewegung. Für die Energieversorgung sind Solarzellen auf der Oberseite der Röhren vorgesehen. Für den Notfall gibt es elektrisch angetriebene Räder, die auch gebremst werden können.

Testlauf der TUM mit 467 km/h gelungen

Im Jahr 2020 ist zum ersten Mal ein bemannter Testlauf auf der DevLoop-Teststrecke außerhalb von Las Vegas, Nevada, geglückt. Dem Testlauf über die rund 500 Meter lange Strecke sind über 400 unbemannte Testläufe vorangegangen. Die ersten Passagiere waren Josh Giegel, Mitbegründer und Chief Technology Officer, und Sara Luchian, Director of Passenger Experience. Sie bestiegen den kürzlich enthüllten XP-2-Pod, auch Pegasus genannt, und fuhren mit einer Geschwindigkeit von 161 km/h durch den luftleeren Tunnel.

Es folgten weitere Testläufe mit Geschwindigkeiten von bis zu 467 Kilometern pro Stunde in Los Angeles. Das Team TUM-Hyperloop bleibt damit sogar aktuell unangefochten an der Spitze der Geschwindigkeitsrekordliste für den Hyperloop-Prototyp. Zur Einordnung: Die Konkurrenten von Delft Hyperloop und EPFLoop erreichten lediglich 142 bzw. 85 km/h.

Auch die bayerische Landesregierung fördert das Mobilitätskonzept. Ministerpräsident Markus Söder hatte in einer Regierungserklärung angekündigt, eine bayerische Teststrecke für den Hyperloop bauen zu lassen. Und genau das ist nun bei Ottobrunn in der Nähe von München der Fall. Die ersten Materialien liegen bereits an der Baustelle und auch die ersten Bodenarbeiten sollen begonnen haben.

Hyperloop: Raum für Zweifler

So nett sich das Konzept liest, so viel Kritik zieht es auf sich, erst recht im Bedenkenträger-Land Deutschland. Einige Experten halten die Umsetzung der Idee zwar für machbar, aber für viel zu teuer. Außerdem seien einige technische Probleme noch nicht geklärt. So fehle es beispielsweise an einem Konzept zur Rettung von Passagieren aus der über weite Strecken geschlossenen Stahlröhre.

Ähnlich ehrgeizige Projekte haben in der Vergangenheit den Durchbruch nicht geschafft. Von 1870 bis 1873 verkehrte die nach ihrem Erfinder Alfred Ely Beach benannte "Beach Pneumatic Transit" mit einem Pendlerwagen auf einer 95 Meter langen Vorführstrecke unter der Murray Street in New York. Ähnlich einer Rohrpost wurde zum Antrieb Druckluft verwendet. Das Projekt scheiterte an politischen Verwicklungen und den Kosten. Mit einer Magnetschwebebahn im Vakuumtunnel wollte die Schweiz ihr Verkehrssystem revolutionieren. Das 1974 vorgestellte Projekt "Swissmetro" ähnelt stark dem Konzept des Hyperloop, allerdings sollten die Röhren unterirdisch verlaufen. Die Swissmetro-Züge sollten im Schnitt "nur" zirka 500 km/h schnell sein. Die seit 1992 hinter dem Projekt stehende Swissmetro AG wurde 2009 wegen fehlender finanzieller Mittel liquidiert.

Selbst der auf Stelzen, aber nicht in einer Röhre laufende Transrapid aus Deutschland hatte bisher wenig Erfolg. 1979 als Prototyp vorgestellt, verkehrt er seit 2004 im Regelbetrieb in China zwischen Shanghai und dem Flughafen Pudong. Weitere Planungen wurden bisher nicht umgesetzt. Die Gründe sind auch hier die Kosten und die Inkompatibilität zu anderen, bereits vorhandenen Verkehrssystemen.

Hyperloop: Prototyp aus Deutschland

Eine Gruppe von Studenten der Wissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt (WARR) am Lehrstuhl für Raumfahrt der TU München sieht vor allen Dingen die Chancen, die ein Hochgeschwindigkeits-System wie der Hyperloop bietet. Unerschrocken nahmen sie die technischen Herausforderungen an. Schließlich hat das US-Raumfahrtunternehmen SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation), dessen Boss ebenfalls Elon Musk ist, einen Wettbewerb für eine Hyperloop-Transportkapsel ausgeschrieben. SpaceX möchte den Hyperloop nicht selber bauen, sondern andere Unternehmen bei der Entwicklung und beim Bau des Transportsystems unterstützen. Auf seiner Internetseite kündigt das Unternehmen an, dass die Gewinner der Ausschreibung noch 2016 ihre Kapsel in einer eine Meile (1,6 Kilometer) langen Teströhre in Kalifornien ausprobieren können.

In weniger als einem Jahr haben die Münchner Studenten die Mammutaufgabe gestemmt und einen Prototyp als Ein-Personen-Kapsel für die Hyperloop-Röhre gebaut. Die Hightech-Kapsel aus München ist eine clevere Kombination aus bereits vorhandenen Technologien, womit die Kosten im Rahmen bleiben sollen. Die Außenhülle des englisch Pod genannten Passagier-Geschosses besteht aus dem Leichtbauwerkstoff Karbon, insgesamt ist das Gefährt 600 Kilogramm schwer. Von Elon Musks Idee, den Pod auf einem weniger als einen Millimeter hohem Luftkissen gleiten zu lassen, nahm das Studententeam Abstand, wie uns Hyperloop-Projektleiterin Mariana Avezum erklärt. Die deutsche Kapsel schwebt in einer Höhe von einem Zentimeter auf einem Magnetfeld – bereits ab 100 km/h. Die vier Räder, die ein Achterbahn-Hersteller zugeliefert hat, halten zur Not aber auch höhere Geschwindigkeiten des Prototyps aus.

Achterbahn-Räder und Zug-Bremsen

30 Teams haben es in den Endausscheid geschafft, aus Europa ist nur noch ein weiteres Team aus den Niederlanden dabei. Das deutsche Team ist das einzige, das einen Kompressor an Bord hat – um die restliche noch vorhandene Luft vor dem Pod abzusaugen und durch die Kapsel hindurch nach hinten abzuführen. Der Kompressor, der eher wie eine Flugzeugturbine aussieht, ist Technik aus dem Anfang der 1970er Jahre in den Dienst gestellten leichten Jagdbomber Alpha Jet. Eine Wasserkühlung schützt die Elektronik des Kompressors vor Überhitzung.

Ein Notausstiegssystem ermöglicht ein schnelles Verlassen der Kapsel. In dem Fall öffnen Ventile und fluten die Röhre mit Luft, was deutlich schneller geht als das Absaugen der Luft aus der Pipeline. In kurzen Abständen sollen in der Röhre Notausgänge angeordnet sein. Aber die ersten Tests werden natürlich nur mit aus der Autoindustrie bekannten Crashtest Dummys durchgeführt.

Nachdem das Studenten-Team die Räder ihrer Transport-Kapsel getestet hat, folgt der Kompressor, wofür der Pod in eine große Unterdruckkammer muss. Dann folgen Tests für die Bremsen – sie stammen von herkömmlichen Zügen.

Wichtig war den Münchnern auch die Skalierbarkeit ihrer Entwicklung: Der jetzige Einpersonen-Prototyp ist die Grundlage für spätere größere Kapseln, die mehrere Passagiere aufnehmen können.

Komplizierter Transport zum Wettbewerbs-Ort

Vor dem Start in Los Angeles stand jedoch der Transport ihres wertvollen Pods nach Kalifornien. Dies war komplizierter als zunächst angenommen: Die für den Antrieb nötigen Magneten dürfen nicht in einem Flugzeug transportiert werden, der aus dem Alpha Jet stammende Kompressor gilt als Militärtechnik und die Batterien werden als Gefahrgut eingestuft. So trat ausgerechnet die Kapsel für den ultraschnellen Personentransport der Zukunft ihre Reise über den Atlantik in einem Seecontainer an, die Batterien werden vorher ausgebaut und separat befördert.