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Wie Hyperloop One & Co. den Zug der Zukunft bauen wollen

Die Gleise der Zukunft sind keine Schienen mehr, sondern Röhren mit minimalstem Luftwiderstand.
Die Gleise der Zukunft sind keine Schienen mehr, sondern Röhren mit minimalstem Luftwiderstand. (©Hyperloop One 2018)

Die Weltbevölkerung wächst nicht nur, sie wird auch immer urbaner. Bis 2030 sollen fünf Milliarden Menschen in Städten wohnen. Weil die ausserdem immer mobiler werden und der Straßenverkehr die Städte schon heute überlastet, wird der Zug immer wichtiger werden. Die Frage ist nur: welcher?

Die Zukunft des Zugfahrens sieht aus wie ein Plattkäfer. 1.200 Stundenkilometer schnell soll der Hyperloop einmal fahren oder besser gesagt schweben, in einer teilweise unter Vakuum stehenden Stahlröhre, die auf Stützpfeilern steht. Weil der Innendruck der Röhre nur ein Tausendstel des normalen Luftdrucks betragen soll, ist der Energieverbrauch weit geringer – ohne entgegenströmende Luft gibt es erheblich weniger Widerstand. Auch der Reibungswiderstand der Räder würde wegfallen, wenn sich ein Magnet über eine Aluminiumplatte am Boden der Röhre bewegt. Dort entstehen dann Wirbel, die das Fahrzeug abstoßen. Je schneller sich der Magnet bewegt, desto besser klappt das. Durch Solarzellen auf der Röhre soll das System zudem mehr Energie produzieren, als es verbraucht.

Elon Musk, Multiunternehmer, Miterfinder von PayPal, CEO von Tesla und irgendwie auch Popstar, war genervt vom kalifornischen Verkehr und stellte seine Idee als offenes Konzept im August 2013 vor, vergleichbar mit einer freien Software, an der jeder mitarbeiten und sie verbessern kann. Das Ziel: Der Hyperloop soll schneller sein als ein Flugzeug und billiger und zuverlässiger als die Bahn.

Und so rasten im Sommer 2017 in rascher Folge mehrere Kapseln verschiedener Forscher und Unternehmen durch verschiedene Röhren in Kalifornien und Nevada. Unter anderem eine aus München. Musk hatte zu einem Wettbewerb in Los Angeles geladen, ein kostengünstiger Weg, verschiedene Ideen und Designs auszuprobieren.

 Der Hyperloop One soll in einer halben Stunde von San Francisco nach Los Angeles fahren. Das entspricht in etwa der Strecke von Hamburg nach Stuttgart. fullscreen
Der Hyperloop One soll in einer halben Stunde von San Francisco nach Los Angeles fahren. Das entspricht in etwa der Strecke von Hamburg nach Stuttgart. (©Hyperloop One 2018)

"Er war am Anfang der Hauptgrund, warum wir überhaupt mitgemacht haben", sagt Sarah Fleischer, Studentin, Maschinenbau und Betriebstechnik, TU München, und Teil von WARR, der Wissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt. 700 Teams aus der ganzen Welt hatten sich beworben. Fleischer sagt: "Am Anfang waren wir gerade mal sieben Leute, fünf Männer und zwei Frauen, und keiner von uns wusste, wie man einen Magnetzug baut oder einen Vakuumtunnel." Trotzdem erreichte das Team das Finale – auch wenn es Probleme im Vorfeld gab: So sei der Kompressor, der für das Ansaugen der Restluft am Pod zuständig ist, aus einem alten Kampfflugzeug aus dem Zweiten Weltkrieg. Offiziell habe man also Waffenteile in die USA gebracht. "Unser Name WARR war auch nicht hilfreich." Zudem habe man die Magnetteile nicht im Flugzeug transportieren können. "Wir mussten alles verschiffen."

Trotzdem: „Unser Pod sollte am Ende einfach schneller fahren als die der US-Eliteuniversitäten Stanford, Berkeley und MIT.“ Es klappte, die TU gewann. Aber die Konkurrenz schläft nicht: Der Virgin Hyperloop One von Milliardär Richard Branson sauste mit 387 Stundenkilometern über die 500 Meter lange Teststrecke. Bisher ist aber selbst das nicht wesentlich schneller als normale Schnellzüge, die mit Waggons im Regelbetrieb fahren.

An den großen Plänen ändert das derweil nichts. Erste Streckenpläne sind bereits veröffentlicht. So würde ein Rundkurs durch Deutschland führen, über Berlin nach Hamburg, nach Köln, dann nach Frankfurt, Stuttgart, München und über Nürnberg wieder zurück nach Berlin. Die Strecke München–Berlin würde 46 Minuten dauern. Bereits ab 2020 soll Fracht durch die Röhren transportiert werden, ein Jahr später dann Passagiere – sagt zumindest Virgin Hyperloop One. Dabei ist allerdings nicht nur völlig unklar, wie das alles finanziert werden soll. Oder wie die Wärme, die das System erzeugt, in einer Vakuumröhre abfließt. Oder wie man Weichen konzipiert. Oder wie Menschen bei einem Unfall aus den Röhren evakuiert werden sollen. Denn wer schon mal ein europäisches Genehmigungsverfahren erlebt hat, der weiß: Selbst wenn alle technischen und finanziellen Probleme in den nächsten zwei Jahren gelöst werden sollten, wird der Zeitplan nicht zu halten sein.

 Wenn der Zeitplan eingehalten wird, geht der Hyperloop One 2021 auf Jungfernfahrt. fullscreen
Wenn der Zeitplan eingehalten wird, geht der Hyperloop One 2021 auf Jungfernfahrt. (©Hyperloop One 2018)

Zumal es eine ähnliche Idee bereits in den 1970er-Jahren gab, die Anfang der Nullerjahre floppen sollte: der Transrapid. Er war nicht ganz so schnell, aber ähnlich ambitioniert. Der Transrapid ist ein sogenannter Maglev-Zug. Dabei wird mithilfe eines Magneten das Gewicht des Zuges kompensiert und er so im Raum positioniert, dass kein direkter Kontakt zum Boden besteht. Ähnlich wie beim Hyperloop gilt: Weil keine Reibung stattfindet, ist er sehr schnell. Die Technik hat sich nie durchgesetzt. Abgesehen von einem Teilstück, das einen Vorort von Shanghai mit dem Flughafen verbindet, fährt der Zug nirgends. Nach jahrelangen Tests entschieden die chinesischen Betreiber, dass es sinnvoller ist, die bestehenden Bahnhöfe und Gleise zu modernisieren. Der Transrapid ist schlicht nicht wirtschaftlich, das System nicht in die bestehende Infrastruktur integrierbar. Auch der Hyperloop ist nicht in die bestehenden Bahnhöfe integrierbar, benötigt also einen eigenen. Nur: Wo soll der in der übervollen Innenstadt hin? Und sollte man für das Geld nicht lieber das bestehende Netz verbessern?

Andererseits: Das bestehende Netz ist im Grunde sehr alt. Seit ihrer Erfindung haben sich Züge eigentlich nicht verändert. Infrastruktur neu zu bauen ist in der Tat sehr teuer – aber vielleicht macht man sie damit fit für die digitale und aufeinander abgestimmte Zukunft.

 Mit einer Geschwindigkeit von 324 km/h nimmt der Mini-Zug ordentlich Fahrt auf. Das Ziel: Schallgeschwindigkeit (knapp 1.200 km/h). fullscreen
Mit einer Geschwindigkeit von 324 km/h nimmt der Mini-Zug ordentlich Fahrt auf. Das Ziel: Schallgeschwindigkeit (knapp 1.200 km/h). (©Hyperloop One 2018)

Zumal es schnell gehen kann: "Vom Design-Konzept bis zum fertigen Pod hat es sieben Monate gedauert", sagt Fleischer. Auch Elon Musk beweist mit seiner Firma SpaceX, dass er bestehende Systeme billiger neu erfinden kann. Seine Falcon-9-Raketen etwa sind seit 2010 im Einsatz, Falcon Heavy, die irgendwann 2018 starten soll, ist die stärkste US-Rakete seit Saturn V in den 1970ern. Fast alle Teile der Rakete sind wiederverwertbar – die Raketenstufen steuern selbstständig zur Erde zurück, was das Falcon-Programm viel billiger macht, als es das NASA-Programm je war. Weil Musk aber auch die PR gut beherrscht, hält er nicht nur den Hyperloop am Kochen: Falcon Heavy wird beim Erstflug
noch keine kommerzielle Fracht transportieren. Stattdessen
wird die Rakete einen roten Tesla in den Orbit schießen, der,
einmal in der Schwerelosigkeit ausgesetzt, auf seinem Musiksystem
"Space Oddity" von David Bowie spielen soll.

Außerdem sind Musk und der Brite Richard Branson nicht die Einzigen, die an den Hyperloop glauben. Im Sommer 2017 ist im niederländischen Delft die erste europäische Teststrecke eröffnet worden. Die Stadt will europäisches Zentrum für die Technologie werden, während Chinas staatlicher Raumfahrtkonzern CASIC ein entsprechendes System namens Hyperflight entwickelt, das mit 4.000 Stundenkilometern nach Westen rasen soll, um chinesische Großstädte mit ihren europäischen Pendants zu verbinden.

 Die Transportfahrzeuge von CargoCap werden ihre Güter autonom, elektrisch, vollautomatisch und vor allem sehr leise ans Ziel bringen. Der Hersteller kündigt an, dass man sie nicht "sehen, hören, riechen und spüren soll." fullscreen
Die Transportfahrzeuge von CargoCap werden ihre Güter autonom, elektrisch, vollautomatisch und vor allem sehr leise ans Ziel bringen. Der Hersteller kündigt an, dass man sie nicht "sehen, hören, riechen und spüren soll." (©CargoCap/visaplan GmbH 2018)

Die gute Nachricht: Am weitesten ist aber möglicherweise CargoCap aus Bochum. Deren Ziel: Güter in einer Röhre unter der Erde transportieren. Gegründet von Dietrich Stein, Professor für Leitungsbau an der Ruhr-Universität Bochum, betreibt das Unternehmen bereits seit 2005 eine oberirdische Modellstrecke. Das System ist angeblich serienreif. Eine Machbarkeitsstudie geht zudem davon aus, dass eine knapp 100 Kilometer lange sogenannte Ruhrgebietsstrecke zwischen Dortmund und Duisburg mit insgesamt 24 unter- und überirdischen Stationen wirtschaftlich betrieben werden kann.

Die schlechte Nachricht: Das Forschungsteam sucht noch nach einem Industriepartner zwecks Realisierung einer Pilotstrecke. Auch in der Schweiz, in Großbritannien und in China gibt es ähnliche Initiativen. Tunnel und Röhren sind modern.Tunnel für Menschen sind aber eine ganz andere Sache. Obwohl auch diese Idee nicht neu ist. An Fortbewegung ohne Luftwiderstand in einer Röhre wurde schon 1812 gedacht, allerdings nur als theoretisches Konzept. Konkret wurde es dann erstmals 1972. Der amerikanische Wissenschaftler Robert M. Salter schlug das sogenannte "Very High Speed Transit System" (VHST) vor. Es sollte Los Angeles und New York verbinden. Die Fahrtzeit: 21 Minuten. Die Geschwindigkeit: 42.000 Stundenkilometer. Die Idee: ein Magnetbahnsystem in luftleeren Röhren. Bitte anschnallen.

 Der Prototyp des WARR Hyperloop sieht auf den ersten Blick aus wie ein Bob-Schlitten. Unter der Haube versteckt sich allerdings futuristische Hightech. fullscreen
Der Prototyp des WARR Hyperloop sieht auf den ersten Blick aus wie ein Bob-Schlitten. Unter der Haube versteckt sich allerdings futuristische Hightech. (©Hyperloop One 2018)

Und auch wenn das traditionelle System "Zug" sich im Moment ebenfalls erneuert – das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeitet an einem Konzept, das die Leichtbauweise und die Eigenschaften von Flugzeugen auf Züge überträgt, in Großbritannien werden in den nächsten Jahren doppelstöckige Schnellzüge auf die Gleise gesetzt –, von der ersten Idee bis zur Umsetzung dauert es manchmal einfach länger. Die erste Idee für einen Tunnel zwischen Frankreich und Großbritannien stammt von 1753, Baubeginn war 234 Jahre später. Seit dem ersten theoretischen Konzept für den Zug in der Röhre (1812) sind 206 Jahre vergangen. Der Hyperloop liegt gut in der Zeit.

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