Что такое Hyperloop? Сверхзвуковой экспресс

Tesla, Pay Pal, SpaceX, Hyperloop... Вы знаете кого-то, кто не слышал ни одно из этих названий? Даже те, кому неинтересны новости из мира высоких технологий, наверняка, не раз видели сюжеты об электромобилях Tesla или об очередном запуске многоразового транспортного корабля Falcon корпорации SpaceX в выпусках новостей по телевизору.

А для людей, которые совершают покупки в интернет-магазинах, присматриваются к новинкам автомобильного рынка, интересуются достижениями науки и техники, все эти названия уже стали символами прогресса. А человек, с чьим именем ассоциируются Pay Pal, Tesla Motors, SpaceX и Hyperloop - американский предприниматель Илон Маск, несомненный авторитет и один из героев современности.

Прямо сейчас, мы наблюдаем важный и, возможно, переломный период для одного из проектов Илона Маска - Hyperloop.

Уже ведутся испытания первых прототипов Hyperloop на трассе, инженеры из разных стран мира разрабатывают свои версии «поездов будущего», и очень скоро станет ясно, насколько близка к воплощению эта технология. Самое время освежить в памяти подробности об этом проекте.

Hyperloop - что это такое и как работает?

Если описывать коротко и без подробностей, то транспортная система Hyperloop выглядит так: между начальной и конечной точками маршрута построена труба большого диаметра. Внутри этой трубы перемещается специальная капсула (pod, как назвали её разработчики).

Пассажиры, решившие путешествовать при помощи Hyperloop, будут преодолевать расстояние длиной 1200 километров за один час. Устройство, применяемые технологии и другие технические подробности мы рассмотрим чуть позже.

Изображение: HTT

История Hyperloop

Идея

Илон Маск описывает возникновение идеи сверхзвукового транспорта как свою реакцию на проект строительства властями штата Калифорния скоростного участка железной дороги между городами Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Маск посчитал, что получившийся в итоге скоростной поезд будет слишком дорогим и недостаточно быстрым для штата, где расположена Кремниевая долина - известный во всём мире символ высоких технологий и научно-технического прогресса.

Альфа-концепция

В 2012 году инженеры компаний Илона Маска SpaceX и Tesla Motors разработали концепцию «транспортного средства пятого вида» и представили её публике . Руководитель компаний и автор идеи предложил всем заинтересованным принять участие в обсуждении и поиске путей для усовершенствования Hyperloop. Было объявлено, что далее проект будет развиваться по модели open source.

Для дальнейшей разработки и развития нового вида транспорта были созданы компании Hyperloop One (сначала называлась Hyperloop Technologies) и Hyperloop Transportation Technologies (HTT). Сам Илон Маск заявил, что не будет активно участвовать в разработке и внедрении Hyperloop, сосредоточившись на космическом проекте SpaceX и электромобилях Tesla.

Эта компания активно привлекает средства инвесторов для постройки действующего участка сверхзвукового транспорта на маршруте между Лос-Анджелесом и Лас-Вегасом, а также в городах Европы и Азии. В совет директоров Hyperloop One входят люди, близкие Илону Маску и работавшие с ним в компаниях SpaceX, Tesla и Pay Pal. Отдел разработки включает в себя более ста инженеров. Cегодня приоритетом компании является «грузовое» ответвление технологии - cargoloop.

Hyperloop Transportation Technologies

Группа разработчиков состоит из инженеров, проживающих в разных уголках Соединённых Штатов. Работают они в формате частичной занятости, обмениваясь мнениями и координируя свою деятельность на еженедельных телеконференциях.

Интересно, что специалисты HTT работают бесплатно, ожидая в перспективе получить долю в прибыли компании. В прошлом году было объявлено, что состоялась сделка между Hyperloop Transportation Technologies и владельцами земельных участков на маршруте между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско для постройки тестового участка Hyperloop.

Трасса для испытаний Hyperloop One

Волонтёры, энтузиасты, студенты и другие разработчики

В 2015 году компания SpaceX объявила конкурс Hyperloop Pod Competition на создание прототипа полноразмерной капсулы, пригодной для перевозки пассажиров. Победители, которых отобрало жюри, состоящее из инженеров компании Илона Маска, в финале конкурса испытают свою разработку на тестовом участке трассы. Поступило более тысячи заявок, но в итоговом заезде, запланированном на начало 2017 года в городе Хоторн (там расположена штаб-квартира SpaceX и построен участок тестовой трассы), примут участие только тридцать команд.

Компания SpaceX уже анонсировала следующий этап конкурса капсул для сверхзвукового поезда - Hyperloop Pod Competition II . Как сообщается, целью этого соревнования будет определение единственной характеристики капсулы - максимальной скорости.

Устройство Hyperloop

От применения магнитной левитации, когда зазор между корпусом капсулы и трассой создаётся при помощи магнитного поля, было решено отказаться из-за дороговизны и большого потребления энергии.

Но далее, в процессе развития идеи, эта технология вновь возникла в планах разработчиков. Причина - возможность потери управления капсулой, скользящей на воздушной подушке, и результаты компьютерного моделирования, согласно которым pod будет склонен к вращению вокруг продольной оси.

Первые прототипы, использующие магнитную левитацию, уже испытаны. Как, например, команды студентов Университета Цинциннати в США (на видео). «Отрыв от земли» в их проекте обеспечивают восемь двигателей.

Разгон и торможение капсулы производят линейные индукционные двигатели. Они размещаются в трубе, на расстоянии друг от друга. Статор этих двигателей расположен в капсуле. Таким образом, pod, передвигаясь над двигателем, будет получать импульс ускорения или, наоборот, замедлять скорость.

Излишки электроэнергии, вырабатываемые транспортной системой, будут продаваться на рынке, повышая экономическую эффективность Hyperloop в целом.

Для питания двигателей электроэнергией сверху на трубе будут размещены солнечные панели. По расчетам инженеров SpaceX, энергии, вырабатываемой фотоэлементами, будет хватать с избытком для всех нужд транспортной системы. Кроме того, во время торможения капсулы кинетическая энергия при помощи тех же линейных двигателей будет преобразована в электрическую.

Для того, чтобы преодолеть сопротивление воздуха, которое становится весьма серьёзным препятствием для капсулы, летящей со сверхзвуковой скоростью, создатели Hyperloop предусмотрели встроенный канальный вентилятор, воздушный компрессор и систему воздуховодов в передней части транспортного средства. Предназначение этих устройств и приспособлений - перемещение воздушного потока перед капсулой, назад по ходу движения.

Ещё одна «уловка» создателей Hyperloop для снижения сопротивления воздуха состоит в том, что в стальной трубе будет поддерживаться сильное разрежение (давление, составляющее одну тысячную часть атмосферного). По словам Илона Маска, при возведении системы Hyperloop на Марсе (да, уже есть и такие планы) из-за гораздо более разрежённой атмосферы на Красной планете необходимость в стальной трубе отпадёт, и капсулы будут передвигаться в открытом пространстве.

Илон Маск явно не собирается останавливаться на достигнутом

Критика

Сразу после публикации первой версии концепции Hyperloop среди специалистов, инженеров и учёных разгорелись споры о жизнеспособности, экономической эффективности и безопасности нового вида транспорта. Приведём некоторые из доводов противников и критиков Hyperloop.

Есть сомнения в том, что заявляемая Илоном Маском экономическая выгода проекта может быть достигнута - затраты на проект слишком непредсказуемы, и в результате возведение транспортной системы может оказаться очень дорогостоящим мероприятием.

Некоторые исследователи полагают, что расчёты, по которым всю электроэнергию для питания Hyperloop будут вырабатывать солнечные батареи , неверны. И потребляемая транспортной системой энергия будет больше той, которую можно получить от солнца.

Пригодность этого вида транспорта для перевозки людей тоже ставится под сомнение. Хотя, по словам создателей Hyperloop, перегрузки, которые пассажиры будут испытывать при ускорении и торможении капсулы, не будут превышать подобные при взлёте и посадке обычного пассажирского авиалайнера (а количество таких моментов не будет превышать двух-трёх за поездку), но всё время, пока капсула движется, человеку придётся провести пристёгнутым ремнями, в кресле, без возможности встать, чтобы размяться или, например, посетить туалет.

Существует опасность разгерметизации: если капсула, находящаяся в движении, потеряет герметичность - все пассажиры мгновенно погибнут от вакуума, проникшего в салон капсулы.

Разрежение , которое необходимо поддерживать в трубе, потребует работы очень мощных вакуумных насосов. Человечество просто не создавало вакуумных насосов такой мощности! И само по себе проектирование и производство подобных механизмов - достаточно серьёзный вызов.

Кроме того, если в результате крушения или преднамеренных действий злоумышленников на каком-либо участке трубопровода возникнет брешь , то во всей трубе возникнет ударная волна, которая будет распространяться со скоростью звука. И все люди, находящиеся внутри транспортной системы Hyperloop, погибнут.

Вибрация. Все сегменты трубопровода должны быть очень точно соединены. Малейшее их искривление и нарушение соосности приведёт к возникновению нарастающих колебаний, которые, в свою очередь, приведут к полной потере контроля над движением капсулы. К нарушениям геометрии трубопровода может привести, например, тепловое расширение стальных труб.

Можно найти ещё множество аргументов , звучащих от критиков Hyperloop. Но, наверное, всем, кто сомневается, стоит подождать первых полноценных испытаний сверхзвуковых поездов. Испытаний, которые расставят точки над i.

Также стоит вспомнить о том, что на заре авиации энтузиасты выслушивали очень похожие оценки критиков и противников полётов на аппаратах тяжелее воздуха. Но сегодня мы без особых волнений прибегаем к услугам авиакомпаний, забыв про все доводы скептиков.

Строительство сети высокоскоростных вакуумных поездов Hyperloop началось. Развитием проекта будут заниматься компании известного бизнесмена, инвестора и изобретателя Илона Маска. Человека, который, собственно, и предложил четыре года тому назад эту амбициозную, по истине фантастическую концепцию.

Концепция высокоскоростных поездок Hyperloop предложенная некогда главой компаний Tesla и SpaceX Илоном Маском прошла долгий путь. Впервые о ней заговорили в 2013 году. Тогда, Маск предложил создать в США, а в перспективе и по всему миру, сеть высокоскоростных вакуумных поездов, которые бы могли осуществлять пассажирские и грузовые перевозки. В прошлом году концепт начали превращать в реальность. Начались и первые испытания.

И вот, буквально на днях, стало известно о том, что первые большие испытания Hyperloop One прошли спешно. Созданный поезд носит название XP-1 . В ходе испытаний, ему удалось успешно разогнаться, пройти заданный участок пути и остановиться без каких-либо проблем на указанном участке дороги. Находившийся в трубе поезд удалось разогнать до 310 км\ч. Испытаны были сам вакуумный коридор, двигатели, системы управления и многие другие важные элементы и конструкции будущей системы.

Сразу после этого глава Tesla заявил о том, что компания планирует построить первый участок Hyperloop между Нью-Йорком и Вашингтоном. Данный тоннель позволит проделать путь на скоростном поезде всего за 29 минут. В будущем этот результат может быть улучшен. Примечательно, что для строительства и дальнейшего развития проекта Илон Маск хочет привлекать только дочерние компании Tesla и их подразделения. Проект согласно плану будет на 100% реализован корпорацией Илона.

Таким образом, сегодня можно с уверенностью сказать, что первый камень в строительстве сети Hyperloop был успешно заложен. Проект привлекает к себе все больше внимания инвесторов. Не так давно в предприятие Илона даже вложилось несколько бизнесменов из России. Маск в свою очередь создал сразу несколько новых компаний, однако из которых будет заниматься бурением тоннелей для последующего строительства вакуумных путей.

Между тем , дав покататься на электрокаре каждому водителю.

МОСКВА, 14 окт — РИА Новости, Наталья Дембинская. Россия - одна из первых стран, где планируется реализовать проект высокоскоростного вакуумного поезда Hyperloop ("Гиперпетля"). В пятницу стало известно, что компания Hyperloop One, работающая над технологией высокоскоростной перевозки, получила $50 млн от одного из крупнейших мировых портовых операторов - компании DP World. Деньги пойдут на тестирование новой транспортной системы.

Предполагается, что инновационная транспортная система Hyperloop может появиться от на участке от китайского города Хуньчунь до российского порта Зарубино. Стоимость проекта — 30-40 млрд рублей Протяженность участка — 65 км. Доставка грузов по нему займет считанные секунды. Следующим этапом должны стать пассажирские перевозки. Разработчики и инвесторы уверены, что это вопрос ближайших 15 лет.

Со скоростью звука

Hyperloop - система, состоящая из стальных труб, внутри которых со скоростью до 1200 км/ч перемещается поезд - герметичная капсула на аэродинамической "подушке". Автор идеи - миллиардер Илон Маск, основатель компании-производителя автомобилей Tesla Motors и ракетостроительной Space X. Сам вдохновитель отошел от проекта, сославшись на занятость. Но идею сразу же подхватили сразу несколько компаний. Одна из них — американская Hyperloop One.

Сам поезд Hyperloop Оne пока не представила. Разработки ведутся при помощи экспериментальных треков в Неваде и Калифорнии. В мае прошли испытания только двигательной установки, а полномасштабное тестирование всей системы запланировано на второй квартал 2017 года.

Маск, хотя в разработке и не участвует, подогревает интерес к проекту. Он пообещал, что профинансирует строительство испытательной трассы для Hyperloop в Техасе.

© AP Photo / Ringo H.W. Chiu

© AP Photo / Ringo H.W. Chiu

Под контролем российских инвесторов

Поезд, который пока еще только на бумаге мчится по трубе с поражающей воображение скоростью, уже привлек сотни миллионов долларов от целого ряда инвесторов, в том числе и российских. Владелец группы "Сумма" Зиявудин Магомедов вместе с другими инвесторами в октябре вложил в Hyperloop One $50 млн. Для Магомедова это уже третий раунд инвестиций в Hyperloop. C февраля прошлого года его фонд Caspian Venture Capital, управляющий проектами "Суммы", дважды вкладывал в компанию: $11 млн и $80 млн. Теперь же участвовать он намерен не только финансово. По итогам нынешней сделки Магомедов вошел в совет директоров Hyperloop, и, как заявили в "Сумме", сможет контролировать действия компании за рубежом.

Москва-Лондон за 2,5 часа

Бизнесмен уверен: Hyperloop убьет и грузовые, и авиаперевозки. Через Россию транзитом проходит только 1% мировых грузоперевозок, а Hyperloop позволит доставлять контейнеры из Азии в Европу едва ли не за ночь, объясняет он.

Доставлять можно будет не только грузы, но и пассажиров. Здесь, по мнению инвестора, возможностей развернуться у Hyperloop не меньше.

В интервью Financial Times Магомедов предположил: уже через 15 лет магистраль, построенная по технологии Hyperloop, сможет связать Москву и Лондон, дорога займет не более 2,5 часов.

Инвестор, впрочем, признал, что в России есть "определенные проблемы с оценкой и внедрением" технологий.

Так или иначе, у российских властей на Hyperloop, похоже, есть далеко идущие планы. Как сообщил в июне председатель совета директоров и сооснователь Hyperloop One Шервин Пишевар, соинвестором проекта стал Российский фонд прямых инвестиций (РФПИ). Размер вложений фонд не раскрывает.

"Российский фонд прямых инвестиций объявляет об инвестициях в компанию Hyperloop One, разрабатывающую перспективную транспортную систему Hyperloop", — сообщил фонд в июне.

По словам гендиректора Hyperloop One Роба Ллойда, помимо линии Китай-порт Зарубино, компания оценивает создание сверхскоростной транспортной системы в России и на маршруте Москва-Санкт-Петербург, а также между столичными аэропортами. Летом 2016 года на Петербургском экономическом форуме группа "Сумма", правительство Москвы и компания Hyperloop Оne договорились изучить возможность внедрения новой технологии в российской столице.

© AP Photo / John Locher

© AP Photo / John Locher

Инженеры дают добро

Возможность применения технологии на участке между транспортно-логистическим центром в Хуньчуне и "Большим портом "Зарубино" уже изучили московские инженеры. Изучив требования технологии и рельеф, в МосгортрансНИИпроекте пришли к выводу: технология Hyperloop подходит для транспортировки грузов на этом участке.

По расчетам специалистов, средняя скорость движения капсул на маршруте может достигать 875 км/ч. Подсчитали инженеры и возможный объем перевозок. На пятый год эксплуатации трассы по ней можно будет ежегодно перевозить 18,9 млн тонн зерна и 1,3 млн TEU контейнерных грузов. Максимальная пропускная способность ветки в одном направлении - 50 млн тонн грузов всех типов.

На год пиара?

У проекта впрочем, и немало скептиков. Поверить в революцию на транспорте готовы далеко не все. Технологически реализация такого проекта вполне возможна, но затея бессмысленна из-за высокой стоимости технологии вакуумного перемещения, считает генеральный директор исследовательского агентства InfraNews, независимый транспортный эксперт Алексей Безбородов.

"Сегодня и автомобиль может разогнаться до 500 км в час - вопрос том, какие системы безопасности и какой стоимости тормоза нужны в этой машине. Ответ простой: они будут стоить дороже, чем сама машина", — отмечает он.

Безбородов уверен: такая транспортная система будет даже не "золотой", а "бриллиантовой", и никакие грузы не окупят вложений в нее. $50 млн долларов, по его подсчетам, "коллегам из Hyperloop One хватит на сантиметр трубы, или на год пиара".

Проект скоростного, качественно нового вида транспорта – пятого по счёту, после уже традиционного автомобильного, водного, железнодорожного и воздушного, – предложенный в августе 2013 года Илоном Маском, одним из самых популярных в мире бизнесменов, последнее время часто упоминается . Однако перспектива массовых путешествий на расстояние в тысячу-полторы километров продолжительностью в полчаса остаётся при этом далеко не такой уж и безоблачной – недостатка в критиках у замысла «Гиперпетли» не наблюдается, а вот воплощений его на практике пока что так и не видно. Насколько реально осуществление этой теории, заманчивой и вполне привлекательной на бумаге и на иллюстрированных фантазией художников веб-сайтах? Совершится ли в ближайшем времени революция в средствах передвижения, или же Hyperloop суждено пополнить собой солидную кунсткамеру утопических проектов времён безудержного научно-технического оптимизма?

Для начала вкратце напомним основные идеи Илона Маска, изложенные им два с половиной года назад в 57-страничном дизайн-документе «Hyperloop Alpha» . Задуматься над необходимостью нового вида транспорта предпринимателя заставила информация о планирующемся в Калифорнии строительстве скоростного поезда, который оказывался по своим показателям одним из самых дорогих в мире – и одним из самых медленных из всех железнодорожных проектов новейшего типа. Маск пришёл к выводу, что «пятый транспорт» должен быть непременно как дешевле, так и безопаснее – и обратился к идеям создания поезда в вакуумной трубе, выдвинутым ещё в начале ХХ века американским ракетостроителем Робертом Годдардом, а позднее развитым корпорацией RAND. Идеи эти остались нереализованными – не в последнюю очередь из-за сложности достижения ситуации полного вакуума.

А потому, в качестве оптимального транспортного средства для преодоления расстояний до 1500 км между большими городами (для более дальних поездок, считает Маск, сверхзвуковой самолёт будет и быстрее, и дешевле), можно было бы использовать ту же трубу, но не вакуумную, а с разрежённым воздухом, сводящим к минимуму эффект трения, – с давлением в 100 Па, т. е. на уровне 1/6 от давления на поверхности Марса, или подобно земной атмосфере на высоте 45 км. Как предприниматель, а не инженер, Илон Маск акцентировал внимание именно на практической стороне вопроса, хотя и не собирался сам заниматься конструированием, предоставив весь свой проект в открытое пользование.

Подобное же транспортное средство было продемонстрировано американским изобретателем Альфредом Эли Бичем в 1867 году в Нью-Йорке, а с 1870 по 1873 годы даже действовало как работающий прототип метрополитена: за 25 центов можно было прокатиться под Бродвеем в цилиндрическом вагончике на 22 пассажира по туннелю длиной всего 95 м. Хотя для публики это был своего рода аттракцион, его создатель планировал Beach Pneumatic Transit в качестве полномасштабной транспортной системы – которой, впрочем, так и не суждено было появиться на свет.

«Гиперпетля» середины позапрошлого века: демонстрация пневматического поезда А. Э. Бича на выставке Американского института в Нью-Йорке в 1867 году

Уже в конце XIX века простой пневматический транспорт стал выглядеть тупиковой ветвью развития, не способной конкурировать по скорости и стоимости с электрическими, а то и с паровыми двигателями. В 1909 году упоминавшийся уже Роберт Годдард анонимно опубликовал статью о поезде нового типа – вакуумном; однако, подробные чертежи прототипов такого транспорта, способного двигаться со скоростью до 1600 км/ч, были найдены в его бумагах после смерти изобретателя, отличавшегося редкой скрытностью, – патенты «Vacuum tube transportation system» и «Apparatus for vacuum tube transportation» были выданы его вдове только в 1949–50 годах.

Кроме того, практически одновременно с Годдардом, опыты с перемещением тел в вакуумной трубе при помощи электромагнитного подвеса успешно проводил в 1911–1913 годах профессор физики Томского технологического института Борис Вейнберг, прочитавший 31 марта 1914 года в Санкт-Петербурге лекцию под заглавием «Движение без трения», вскоре изданную и отдельной брошюрой . Идеальный «безвоздушный электрический путь», качественно отличающийся от всех обычных способов сообщения, представлял собой металлическую сигарообразную капсулу, движущуюся в горизонтальной трубе, из которой выкачан воздух; благодаря магнитам или соленоидам с током вагон не касается дна и не подтягивается к потолку, а значит и не сталкивается с трением – и потому развивает скорость в 800 км/ч. Вейнберг мечтал о создании скоростных вакуумных поездов из Москвы в Петербург или во Владивосток, – однако, дело не пошло далее лабораторных опытов с трубочкой в десять дюймов диаметром. Зато статья Вейнберга с описанием этого проекта в 1917 году была опубликована и на английском языке в журнале «Popular Science Monthly» , так что вполне могла быть известна и самому Роберту Годдарду.

Вакуумный электромагнитный поезд Бориса Вейнберга: диаметр цилиндра составляет всего около метра, и одинокий пассажир может преодолевать весь путь разве что лёжа

За прошедшие с тех пор десятилетия проекты вакуумного поезда так и не были реализованы, хотя идеи, напоминающие о проектах Годдарда и Вейнберга, всё же продолжали периодически выдвигаться. Так, в 1974 году инженер Швейцарских федеральных железных дорог Родольф Ньет, вынужденный ежедневно ездить на работу из Лозанны в Берн, придумал способ сократить время на такой путь, используя маглев-поезда в подземном вакуумном туннеле. Перспектива реализации такого проекта вызревала крайне медленно, в течение всех 1990-х годов, вылившись в итоге в проект Swissmetro – вакуумного поезда, движущегося в среде низкого давления (около 100 миллибар – в сто раз больше, чем в планах Илона Маска) со скоростью около 500 км/ч и соединяющего Сент-Галлен с Цюрихом, а затем следующего в Базель, Берн, Лозанну и Женеву. К примеру, из Берна в Цюрих можно было бы добраться тогда за всего 12 минут вместо нынешнего часа. Увы, после многих лет проектировки Swissmetro окончательно закрывается в 2009 году, так ни к чему и не приведя. Причина банальна: нехватка финансирования для реализации – и, согласно всем подсчётам, нерентабельность проекта в плане стоимости и сроков , необходимых для его воплощения в жизнь.

Swissmetro: ещё один так и не родившийся идейный предшественник Hyperloop

Собственно, как раз стоимость оказывается одним из основных предметов для критики в адрес и проекта Илона Маска – несмотря на то, что именно дешевизну автор идеи «Гиперпетли» указывает в качестве одного из двух ключевых её преимуществ сравнительно с уже привычными скоростными поездами. Американские экономисты, в том числе специализирующиеся по железным дорогам, утверждают, что даже без учёта стоимости приобретения необходимых для строительства земельных участков, – а именно эта статья расходов оказывается основной составляющей в тех возмутивших Маска 68-ми миллиардах, запланированных на создание калифорнийского скоростного поезда, – цифра в 6 миллиардов для создания Hyperloop занижена как минимум в 10–20 раз .

Да и того самого приобретения земли избежать никак не получится: даже если стараться прокладывать линию труб как можно ближе к шоссе, всё равно на некоторых участках она будет значительно отходить от автострады. Как говорит профессор экономики Калифорнийского университета Майкл Андерсон, основываясь на собственных расчётах стоимости строительства «Гиперпетли» между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, более-менее реалистичная цена на билет в одну сторону составит не двадцать, а тысячу долларов, – всё же предприятие в целом способно потянуть на сто миллиардов вместо заявленных шести .

Предложенное Илоном Маском устройство капсулы Hyperloop

К критикам-экономистам присоединяются и инженеры: некоторые аспекты замысла Маска кажутся им не менее сложными для практической реализации, чем известные уже в истории безуспешные попытки конструирования вакуумных поездов. Так, по мнению одного из бывших разработчиков Swissmetro, профессора Федеральной политехнической школы в Лозанне Марселя Жуфера, достижение давления в 1 миллибар (или 100 Па) может оказаться крайне трудной и ресурсоёмкой задачей, в том числе в плане конструирования шлюзов для посадки и высадки пассажиров . Самые большие сомнения вызывает та самая воздушная подушка, которая выступает отличительной чертой проекта Илона Маска, сравнивающего «Гиперпетлю» с шайбой в аэрохоккее. Зазор между внутренней стенкой трубы и подвесом капсулы не должен превышать 0,5–1,3 мм – показатель, необходимый для достижения нужных скоростей, но выдвигающий крайне жёсткие требования в плане точности всей конструкции. Один из изобретателей маглев-поезда, Джеймс Пауэлл, утверждает , что достигнуть подобной точности на практике крайне сложно: любая неровность внутренней поверхности, любая «кочка» размером всего в ¾ мм будет означать катастрофу мчащегося с огромной скоростью снаряда-вагона.

Безопасность Hyperloop и просто удобство его использования оказывается вторым наиболее популярным – после стоимости – предметом для критики. Согласно показателям исходного проекта Маска, максимальная ширина пассажирской капсулы достигает всего 1,35 м, а наибольшая высота – 1,10 м: пусть это и не «сигара» Вейнберга начала ХХ века, в которой можно было только лежать плашмя, но и далеко не самое комфортабельное транспортное средство. Даже если не говорить о катастрофах вследствие мельчайших выпуклостей внутри трубы, простое её отклонение от прямого курса всего на миллиметр способно привести к значительной качке – при том, что ни встать в капсуле, ни перейти на другое место практически невозможно, не говоря уже о том, что ни туалетов, ни врачебной помощи во время пути не предусмотрено. Иначе говоря, «Гиперпетлёй» смогут успешно пользоваться только очень стройные пассажиры с очень крепкими нервами и очень сильным вестибулярным аппаратом: планируемый уровень перегрузки в 2–3 раза превышает таковой при взлёте или посадке рейсового самолёта и напоминает скорее пиковые показатели «американских горок»: до потери сознания и до реальной угрозы для жизни пусть и далеко, но тошноту вызвать вполне может, что в условиях тесной и замкнутой капсулы уже само по себе достаточная неприятность.

Иллюстрация к проекту компании Hyperloop Technologies: помещение капсулы в трубу

Разумеется, все эти критические замечания теоретиков, выдвинутые в большинстве своём сразу же следом за громкой декларацией Илона Маска в 2013 году, можно было бы опровергнуть простым фактом успешной реализации предложенного замысла. Однако, и на практическом фронте дела обстоят пока что не очень впечатляюще. Прежде всего, стоит упомянуть две компании с похожими названиями, взявшиеся за воплощение идеи нового транспорта в жизнь. Hyperloop Technologies , основанная Шервином Пишеваром и ныне руководимая Робом Ллойдом, бывшим до этого президентом по продажам и развитию в Cisco, занимается лабораторными тестированиями, производит трубы и в этом году собирается приступить к строительству экспериментальной дороги длиной в 3 км в пустыне штата Невада, – создание же полноценного Hyperloop планируется не ранее, чем в 2020 году.

Примерно в таком же состоянии дела и у конкурирующей фирмы Hyperloop Transportation Technologies, возглавляемой Дирком Альборном. Обновления на сайте проекта появляются крайне редко , зато эта компания куда более активно мелькает в СМИ в связи с подписываемыми ею договорами: HTT собирается построить в Калифорнии действующую систему длиной в 8 км, а в Словакии – . Однако в первом случае речь идёт о таком же экспериментальном проекте: Quay Valley – запланированный к возведению «город будущего» на солнечной энергии и на 75 тыс. жителей, который пока что находится на стадии проектирования – начало строительства ожидается в этом году . Столь же далеки ещё от реализации и планы постройки Hyperloop в Восточной Европе: подписанный с руководством Словакии документ означает лишь выражение обоюдной заинтересованности, но ни точного расчёта стоимости, ни конкретных планов относительно финансирования и начала производственной фазы пока что не озвучено, – судя по всему, не были ещё начаты и переговоры с Австрией и Венгрией. По мнению словацких специалистов, перспектива сооружения такого масштабного проекта хотя бы к 2020 году остаётся весьма сомнительной. Кроме этого, практически одновременно появились новости и о переговорах Hyperloop Transportation Technologies с Россией, в отношении проекта скоростного поезда, позволяющего добраться из Москвы в Санкт-Петербург за 35 минут, и с Китаем (по поводу строительства такого сообщения между материком и Гонконгом).

Пока что Hyperloop Technologies может продемонстрировать журналистам из CNN только уже готовые секции труб

Как известно, занимается своим проектом и сам Илон Маск, организовав недавно соответствующий . Следующим этапом этого соревнования должны стать практические испытания на тестовом треке в Калифорнии длиной в 1,6 км с участием примерно двадцати команд и с уже объявленными техническими характеристиками трубы , предусматривающими возможность использования и колёс, и воздушной подушки, и магнитной левитации, – однако дата начала «Фазы 2» остаётся не совсем ещё определённой, отодвинувшись недавно на август 2016 года. Наконец, можно упомянуть и канадскую компанию Transpod, также занимающуюся в настоящее время испытаниями и поисками финансирования, но планирующую соединить скоростной линией сообщения Торонто и Монреаль к тому же знаковому 2020 году.

Вполне очевидно, таким образом, что бесспорная теоретическая возможность сооружения вакуумного поезда на воздушной подушке или на магнитной левитации ещё далеко не означает скорой перспективы практической реализации такого проекта, а главное – его массового, а не штучно-экспериментального характера в случае успешного воплощения на практике. Для примера можно вспомнить историю сверхзвуковой гражданской авиации, которая часто приводится в качестве аналогии и самим Илоном Маском, описывающим Hyperloop как своего рода симбиоз «Конкорда» и аэрохоккея. Англо-французский проект «Конкорд», как и схожий с ним по своей нелёгкой судьбе советский Ту-144, наглядно демонстрируют все подводные камни, подстерегающие попытки массовизации передовых технологий, связанных со скоростным транспортом. Зародившись в 1960-е годы, когда сверхзвуковые авиалайнеры казались наиболее перспективным видом транспорта для всеобщего внедрения в самом скором будущем, оба этих проекта не дожили до нашего времени по тем же двум банальным причинам – высокая стоимость и не всегда достаточный уровень безопасности. Уже в 1970-х годах, после разразившегося нефтяного кризиса, содержание «Конкордов» оказалось для авиакомпаний тяжёлой ношей – прибыль удавалось получать разве что от чартерных рейсов, в том числе и от сдачи флагманских воздушных суден в аренду африканским диктаторам. Ту-144 прекратил рейсовые полёты намного раньше, поскольку практику повышение цен на билеты, не говоря уже об аренде частным лицам, плановая экономика допустить никак не могла. Да и внештатные ситуации в полётах возникали в большом количестве .

Аналогии Hyperloop с проектами пассажирского звукового самолёта могут быть истолкованы далеко не в пользу коммерческой перспективности задумки Илона Маска

Иными словами, такого рода проект может стать в наше время успешным лишь при условии своего массового характера – как мобильные телефоны, о популярности которых умалчивали писатели-фантасты ХІХ и ХХ веков, щедро наделявшие будущее космическими путешествиями, скоростными поездами или телепортами и видеофонами. В конце концов, до широкого распространения пока что далековато и самому любимому детищу Илона Маска – электромобилям. Не зря, несмотря на всю свою славу и харизму, глава Tesla явно проигрывает в сравнении, скажем, с Генри Фордом: Tesla Model S обходится ненамного менее сотни тысяч долларов, в то время как легендарная Ford Model T в лучшие свои годы стоила всего 260 долларов (или около 3–3,5 тысяч в переводе на современные американские деньги) – то есть примерно столько же, сколько зарабатывал в месяц любой нью-йоркский слесарь или плотник.

В итоге из Hyperloop может получиться нечто вроде – технологии несомненно интересной, но отнюдь не для всех полезной (и отнюдь не революционной). Тем не менее, мечта о скоростном вакуумном поезде вполне научно обоснована и куда ближе к реализации, чем мечта, скажем, которой Илон Маск также далеко не чужд. В любом случае, до 2020 года остаётся не так много времени – и все критики ещё вполне могут быть посрамлены.

Издавна человечество волнует вопрос о том, как скорее перебраться из пункта А в пункт Б. Есть корабли, поезда, самолеты, машины и автобусы, даже космические ракеты. Последнее сейчас — наиболее быстрый вариант, разве что летают они слишком далеко, а нам пока актуальнее передвигаться в пределах планеты.

Но скоро должен появиться принципиально новый транспорт — Hyperloop (Гиперпетля). Это надземный вакуумный трубопровод, в котором пассажирские капсулы перемещаются со сверхзвуковой скоростью (свыше 1200 км/ч). Звучит фантастически, но строительство первой магистрали обещают начать уже в 2016 году. По изначальной идее новая трасса должна соединить американские мегаполисы Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Расстояние между ними (600 км) Hyperloop будет преодолевать всего за 35 минут.

Чей проект?

Идея проекта принадлежит Элону Маску. Это американский бизнесмен и венчурный капиталист, он же миллиардер, он же отец пятерых сыновей, он же инженер-изобретатель, он же светский лев, он же фанат компьютерных игр, и он же, наконец, — прототип Тони Старка из серии фильмов “Железный человек”.

Разбогател Маск после создания платежной системы PayPal, которую приобрел крупнейший аукцион eBay. Популярный бизнес Маска — электромобили премиум-уровня Tesla и сеть “заправок” для них. Мечта предпринимателя — закончить свою жизнь на Марсе, именно поэтому он основал первую частную компанию по созданию ракет SpaceX. Его космические “грузовики” уже возят полезные грузы на МКС, но главная цель изобретателя все же — колонизация Марса, уже создаются корабли, способные доставить туда людей.

В 2012-2013 годах Элон Маск предложил идею Hyperloop. Сначала это были просто туманные разговоры про “пятый вид транспорта” (после железной дороги, авиации, автотранспорта и судоходства). Это будет «кое-что, что никогда не будет попадать в аварии, будет вдвое быстрее самолета, будет питаться солнечной энергией и отправляться в путь не по расписанию, а в тот момент, когда нужно вам», — говорил изобретатель в интервью BusinessWeek. Hyperloop появился как ответ на проект властей США по строительству скоростной железнодорожной магистрали между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом. Создание дороги оценивается в 70-100 миллиардов долларов. Как заявил Маск, этот проект даст американцам одну из самых медленных в мире (среди скоростных, конечно, — около 320 км/ч) железных дорог при чересчур высокой цене за милю пути. И предложил свою альтернативу.

Как работает Hyperloop?

В августе 2013 года идея Hyperloop была подробно описана в 58-страничной презентации. Новый вид транспорта должен представлять из себя закрытую надземную магистраль в форме двух параллельных труб, соединяющихся в конечных точках маршрута. Внутри этих труб со скоростью от 480 до 1 220 км/ч (в зависимости от особенностей ландшафта) должны перемещаться транспортные капсулы длиной 25-30 метров.

Есть два варианта системы — пассажирский и пассажирско-грузовой (с возможностью перевозить автомобили). В первом варианте диаметр трубы составит 2,23 м, а капсула будет вмещать 2 ряда сидячих мест (всего 28 кресел). Во втором варианте предлагается использовать трубопровод диаметром 3,3 м, а в капсулах будет умещаться еще и по три автомобиля.

Пассажирам не надо будет подстраиваться под расписание — “поезда” будут ездить как в метро, каждые 30 секунд (безопасное расстрояние между капсулами в трубопроводе — 8 км).

Идея Маска изначально в том, чтобы система была максимально дешевой при создании и в эксплуатации. Поэтому за основу была взята модель ваккумного поезда, придуманная, надо сказать, еще сто лет назад (не шучу), но тогда, конечно, еще не было технологий для ее реализации. Если транспортному средству не надо преодолевать сопротивление воздуха, то оно может двигаться на сверхзвуковых скоростях. Вот только создание полного вакуума требует значительных затрат, поэтому было решено создать только форваккум (тысячная доля атмосферного давления). Для поддержания форвакуума достаточно насосов невысокой мощности и обычной стальной трубы толщиной 20-25 мм.

Конечно, при наличии даже небольшого количества воздуха он будет мешать свободному движению капсул, поэтому воздушные массы через сопла в носовой части направляются под днище “поездов”, создавая воздушную подушку. Таким образом нет необходимости использовать более дорогую в реализации магнитную подушку.

Капсула будет приводиться в движение электродвигателем. Для его “подпитки” достаточно 15-метрового алюминиевого реальса на полу трубы, причем он нужен только каждые 110 км.

Строительство транспортной системы планируется на местности, где обычно жарко и солнца достаточно, так что по задумке 100% потребности в энергии удовлетворят солнечные батареи и ветрогенераторы, расположенные на поверхности трубопровода. Более того, эти источники будут вырабатывать 57 МВт электроэнергии, а Гиперпетле требуется только 21 МВт. При торможении капсул кинетическая энергия преобразуется в электрическую, излишки энергии планируется продавать, выручая от этого около 25 миллионов долларов в год. Поэтому Маск рассчитал цену билета в один конец на уровне 20 долларов. При стоимости Hyperloop’а в 7,5 млрд долларов (в пассажирском варианте) система окупится за 20 лет.

По словам изобретателя, его проект — это нечто среднее между самолетами «Конкорд» (сверхзвуковые лайнеры, выведенные из эксплуатации из-за нерентабельности), рельсотроном (электроускоритель) и столом для аэрохоккея. Что интересно, Гиперпетля не является чем-то футуристичным: все предложенные для использования в нем технологии уже существуют и успешно развиваются. Более того, другие проекты Маска помогут в реализации Hyperloop’а. Двигатели и электронику капсулы могут взять от Tesla Motors, на теме солнечных батарей “собаку съели” инженеры SolarCity (стартап, в который активно инвестировал Маск), ну а SpaceX поделится информацией о том, как строить сверхнадежный транспорт, ведь опыт в космосе — не шутки.

Безопасен ли новый вид транспорта?

Думаю, если вы уже вообразили себя на месте пассажира “Гиперпетли”, то всерьез задумались о безопасности поездок. Как минимум аэрофобы бояться не должны. Разгон транспортного средства будет ощущаться как «пробежка» самолета по полосе перед взлетом. И все, а дальше «будет суперуютно и тихо, никакой турбулентности» — обещает Элон Маск. И добавляет: «Hyperloop не свалится с небес и не сойдет с рельсов, у проекта беспрецедентный уровень безопасности».

“Но если что-то случится, в трубе же практически нет воздуха?”, — спросите вы. Для этого есть электрический компрессор, расположенный в носу “поезда”, который накапливает в баллонах сжатый воздух. В случае чего воздуха хватит, чтобы добраться до ближайшей станции.

На случай перебоев с электроэнергией в задней части капсулы предлагается разместить 1,5 тонны аккумуляторов, их заряда хватит на 45 минут движения, опять же — чтобы добраться до станции.

Продумана возможность экстренного торможения в случае необходимости. А для предотвращения последствий землятресений (не то чтобы они регулярно бывают в той местности, но мало ли) предложены антисейсмические технологии для создания опор трубопровода.

Кто разрабатывает Hyperloop?

По словам Маска, Hyperloop станет идеальным решением для крупных городов, расположенных на расстоянии не более 1500 км друг от друга. Ну а для более протяженных дистанций лучше подходит авиация.

Что интересно, изобретатель только предложил идею Гиперпетли, но сам заниматься воплощением проекта был не намерен, так как слишком занят управлением Tesla и SpaceX. Маск отдал все на откуп энтузиастам, пообещав при необходимости финансировать их работу.

И такие люди нашлись, что неудивительно. Уже через месяц после публикации презентации проекта Hyperloop группа специалистов из компании Ansys, специализирующейся на компьютерном моделировании, провела виртуальный тест работы технологии и пришла к выводу, что Гиперпетлю реально предворить в жизнь.

Для работы над проектом транспортной системы была созднала компания Hyperloop Transportation Technologies (HTT). В ее главе встали сооснователь JumpStartFund (платформа для помощи перспективным стартапам) Дирк Алборн и президент SpaceX Гвинн Шотвелл.

У компании нестандартная бизнес-модель — люди сотрудничают с ней бесплатно, ожидая получить свою долю с будущей выручки проекта. На данный момент с HTT работают более двухсот волонтеров. При этом на постоянной основе они трудятся в таких компаниях как Cisco, Boeing, в также в Гарвардском университете и Школе архитектуры и дизайна Калифорнийского университета. Проект разбит на множество мелких задач, с которыми сотрудники работают в их свободное время, связываясь между собой с помощью онлайн-сервисов.

Дирк Алборн, к слову, не раз заявлял, что брать деньги за билет на Hyperloop будут только в часы пик и то немного, а в остальное время проезд будет бесплатным, потому что по проекту система вырабатывает больше энергии, чем ей требуется. Звучит интересно, главное, чтобы работники могли “отбить” свои вложения сил.

В феврале текущего года HTT объявила о том, то в 2016 году в калифорнийском эко-городке Quay Valley будет построен опытный 8 км отрезок трассы Hyperloop. Возведение трубопровода оценивается в 100 миллионов долларов, средства планируется привлечь в ходе IPO (выпуска акций и продаже их на бирже).

Интересно, что в компании пока сомневаются в целесообразности использования воздушной подушки. По расчётам инженеров, она может создать проблемы с управляемостью капсул (есть опасность их вращения). Алборн упоминал о том, что ведутся исследования по переводу Гиперпетли на магнитную подушку, хотя это значительно удорожит проект.

У Hyperloop Transportation Technologies немало инвесторов. Любопытно, что в сентябре этого года о планах финансово поддержать строительство Гиперпетли сообщила компания российского бизнесмена Виктора Вексельберга. Инвестировать в проект будет Oerlikon Leybold Vacuum (дочернее предприятее швейцарской фирмы Oerlikon, которую в 2006 году купил Вексельберг). На данный момент уже шестеро сотрудников Oerlikon Leybold Vacuum работают с HTT над созданием эффективных вакуумных насосов.

Впрочем, HTT — не единственная многообещающая компания, работающая над воплощением в жизнь проекта Маска. Вторая организация зовется Hyperloop Technologies , основал ее Шервин Пишевар — первый инвестор службы такси Uber, основатель венчурного фонда Sherpa Ventures и крупный спонсор Демократической партии США. Благодаря хорошим контактам с представителями власти Пишевару удалось добиться встречи с Обамой в 2013 году. Президент после этой встручи поручил Бюро по научно-технической политике администрации США изучить идею Hyperloop. С тех пор о ходе развития проекта Обаму регулярно информируют.

Пишевару удалось собрать рядом с собой «команду мечты», состоящую из «звезд» Кремниевой долины и политического Олимпа. Это Джо Лонсдейл (основатель компании‑гиганта по обработке больших объемов данных Palantir), Джим Мессин (был руководителем президентской компании Обамы), Дэвид Сакс (один из создателей PayPal), Питер Диамантис (основатель фонда поддержки инноваций XPrize Foundation), Броган Бамброган (один из ведущих инженеров SpaceX). Вся эта компания близко знакома с Элоном Маском.

В данный момент в Hyperloop Technologies работают около 30 сотрудников, в компании разрабатывают элементы трубопровода и детали “поездов” (например, компрессоры, которые “засасывают” воздух при движении капсулы). Сами капсулы в компании, кстати, называют HyperPod’ами.

Сейчас в Hyperloop Technologies готовятся к строительству опытной трассы, проект оценивается в 80 миллионов долларов. Половину этой суммы компания обещает собрать своими силами, остальное привлечь в виде инвестиций. Строить дорогу будут где-то между Лас-Вегасом и западным побережьем США, уже были проведены переговоры с Энтони Марнеллом III, владельцем крупнейшей фирмы по строительству казино в стране. И это важно, потому что серьезная проблема, с которой столкнулись разработчики Гиперпетли, — получение прав на землю для строительства на ней трубопровода. Именно по этой причине изначальную идею по созданию магистрали между Лас-Вегасом и Сан-Фрнциско пока нереально осуществить — плотная застройка, разные владельцы земельных участков.

Особый упор в Hyperloop Tech делают, что любопытно, не на пассажирские перевозки, а на перевозки грузов в контейнерах. При этом Броган Бемброган скептически относится к идее полной энергетической автономии системы. Он считает, что, вероятно, придется получать энергию извне, и тогда система уже не будет столь экологичной.

Гонки пассажирских капсул

Ну а сам Маск, опубликовавший в 2013 году идею Гиперпетли, как оказалось, не полностью “забил” на воплощение проекта. В начале текущего года он заявил, что силами принадлежащей ему космической компании SpaceX планируется построить пробный участок Hyperloop длиной 8 км в Техасе. А в июне SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы для нового транспортного средства.

Финальные соревнования (гонки “поездов”) назначены на июнь 2016 года. Капсулы будут опробованы на тестовой трассе протяженностью в полтора километра, которую построят рядом с калифорнийской штаб-квартирой компании SpaceX в городе Hawthorne.

Конкурс открыт для всех, но приоритет отдается студентам и независимым группам инженеров. Их цель — создать пассажирские капсулы в уменьшенном масштабе. Наиболее быстрые и надёжные варианты будут собраны в полном размере для испытаний на трассе (поначалу без пассажиров). Ну а их конструкторы в перспективе получат доходную работу в одной из компаний, занимающихся развитием Hyperloop.

Итого

Хорошо, что в мире есть такие умные и инициативные люди как Элон Маск. И хорошо, что у них столько последователей, многие из которых готовы работать безвозмездно для воплощения полезной идеи в жизнь. Hyperloop кажется чем-то фантастическим, но на практике реализовать систему вполне возможно, и, пожалуй, даже проще, чем в космос слетать. В ближайшее время посмотрим, какая компания вырвется вперёд и построит первую рабочую трассу. А спустя сколько-то лет, возможно, и сами сгоняем в Вегас с ветерком. Ой, то есть почти без ветерка, но на сверхзвуковой скорости.

Кстати, исходя из идеи проекта, обладать энергоавтономностью трасса Hyperloop может при работе в солнечной местности. Поэтому следующие после Калифорнии трассы планируется строить в ОАЭ и странах Африки. А дойдет ли когда-нибудь Hyperloop до Европы — говорить рано.