Ми живемо в дивовижний час — людина підкорює космос, досліджує структуру ДНК, а на різних сторонах планети люди мають можливість миттєво зв’язатися один з одним. Ще сто років тому неможливо було уявити якими технологіями ми будемо володіти. Проект, який ми сьогодні будемо обговорювати, звучить не менш футуристично, хоч він уже і в процесі реалізації — вже в цьому році в Неваді пройдуть випробування вакуумного потягу, який отримав назву «Гіперлуп» (Hyperloop).

Проект був запропонований Ілоном Маском (Elon Musk) у серпні 2013 року. В оприлюдненій документації відпрацьовано маршрут від Лос-Анджелеса до Сан-Франциско. Попередній аналіз показав, що шлях у 570 кілометрів буде пройдений за трохи більше півгодини, а саме — 35 хвилин. При цьому середня швидкість руху складатиме 962 кілометри на годину, а максимальна швидкість сягатиме 1220 км/год. Для порівняння, зараз час у дорозі на потязі за цим маршрутом займає близько 12 годин, а вартість квитка починається від 69 $. На літаку вийде швидше: до Сан-Франциско ви зможете долетіти за 80 хвилин, ціни на квитки починаються із 65 $. Передбачається, що ціна пасажирського квитка на Гіперлуп в одну сторону між Лос-Анджелесом і Сан-Франциско складе всього 20 $, що значно нижче нинішніх цін.

Перші труби вже доставлені на будівельний майданчик

Гіперлуп — це простягнута над землею гігантська сталева труба, діаметр якої близько трьох метрів, всередині якої створюється тиск у сто паскалів. Це в тисячу разів менше ніж атмосферний, але ще й не повний вакуум, а так званий «форвакуум». У цьому форвакуумі, який радикально знижує опір повітря, переміщається вагон. У найдешевшому варіанті вагон «висить» на повітряній подушці: вона створюється набігаючим потоком повітря, який знаходиться у форвакуумі.

Цей проект прийнятий як основний, однак поки неясно наскільки він буде реалізований. У разі чого, можливо здійснення більш витратного проекту, в якому використовується магнітна левітація: в такому випадку вагон «лежить» на магнітному полі. Все це робиться для того, щоб опір руху вагона був мінімальним: якщо його один раз гарненько підштовхнути, він буде довго «сковзти» і при цьому не буде споживати ніякої енергії. Підштовхувати вагон будуть лінійні електродвигуни — це коли статор закріплений жорстко в «трубі», а ротор на вагоні. Електричний імпульс змушує вагон пробігти по статору і відправитися в самостійний політ. За розрахунками Маска такі розгінні модулі повинні стояти на відстані приблизно сто кілометрів один від одного.

Виходить, що сто кілометрів вагон буде рухатися за інерцією. При цьому швидкість його буде знижуватися приблизно з 1000 до 500 км/год. Навантаження при прискоренні дорівнює 1 g, яке людина цілком здатна перенести. Все це, за розрахунками, буде споживати настільки мало енергії, що весь величезний комплекс зможе забезпечити себе сам за допомогою сонячних батарей.

Сонячні батареї будуть забезпечувати весь комплекс енергією

Концепт магістралі прокладеної через моря і океани

Художня концепція вагону з проектної документації Маска

Пасажирам не доведеться підлаштовуватися під розклад: транспортні капсули будуть рухатися з короткими інтервалами, як в метро. Проект виявиться в 10 разів дешевше у порівнянні з California High-Speed Rail: високошвидкісної залізничної системи, після закінчення будівництва якої середня швидкість руху потягів по ній складе 350 км/год.

З тих пір, як Ілон Маск поділився своєю ідеєю про створення Гіперлуп в 2013 році, багато компаній вступили в гонку, щоб втілити цю транспортну систему в реальність. Команда зі ста інженерів таких гігантів, як NASA і Boeing, об’єдналася в Hyperloop Transportation Technologies, оголосивши в грудні 2015 року про плани почати тестування на трасі під відкритим небом в штаті Невада в січні 2016 року.

Компанія планує розвинути швидкість 1100 км/год до кінця цього року. Відстань випробувального треку дорівнює приблизно одному кілометру. На початку тестування електромотор власної розробки буде розігнаний до 539 км/год. Після цього компанія планує побудувати повномасштабний трикілометровий тестовий трек. У планах до 2020 року створити повністю робочу систему Гіперлуп.

У серпні 2015 у проекту з’явилося два перших підрядника: компанія Aecom і Oerlikon. Перша є однією з найбільших в світі компаній, яка спеціалізується на складних інфраструктурних проектах, таких як гігантські мости або тунелі. Оскільки Гіперлуп є і тим, і іншим одночасно, вибір був очевидний. Oerlikon — один з найбільших промислових холдингів Європи, якому належить німецька фірма Leybold Vacuum, яка спеціалізується на вакуумних системах. Leybold Vacuum відома тим, що забезпечувала безповітряний простір у розгінному тунелі Великого адронного коллайдера, а тепер займеться створенням Гіперлуп.

У Oerlikon вивчили проект і підтвердили його працездатність. Як заявив глава Leybold Vacuum Карл Брокмейер: «З технічної точки зору це простіше простого. Ми звикли до набагато складніших випробувань. Ви здивуєтеся, як мало енергії для цього буде потрібно». Обидві компанії, як Aecom, так і Oerlikon вступають в проект абсолютно безкоштовно. Їх нагородою будуть долі в майбутній великій Гіперлуп. Представники компанії хоч і відмовилися назвати точні цифри, відмітили, що витрату енергії на створення нульового тиску в системі можна з легкістю компенсувати невеликою мережею вітряних турбін і сонячних електростанцій.

Гіпотетична карта Північноамериканської мережі Гіперлуп. Час подорожі між містами відзначено різними кольорами (від 1 до 4 годин)

Якщо такий проект реалізувати по всьому світу, то відстань від Москви до Санкт-Петербурга в 660 км можна буде подолати усього за 42 хвилини. Зараз цей маршрут на високошвидкісному потязі займає 4 години. А 1095 км між Москвою і Брестом (Білорусь), які зараз займають 12 годин, в Гіперлуп будуть пройдені всього за 68 хвилин! Інші приклади: 1800 км по маршруту Москва – Берлін займуть 112 хвилин (зараз добу), а 9300 км у маршруту Москва — Владивосток (знаменитий Транссиб) — 9 годин 40 хвилин, замість нинішніх 7 діб.

А зараз?

Максимальна крейсерська швидкість Boeing 777 становить 905 км/год. Найшвидший рейковий потяг знаходиться у Франції: в квітні 2007 року потяг TGV Est V150 розігнався до швидкості 574,8 км/год. Середня швидкість цього потягу становить 320 км/год. Ще один французький потяг є найшвидшим потягом на повітряній подушці: 5 березня 1974 року L’Aerotrain 180 Haute vitesse досяг швидкості 430,4 км/год.

Новий світовий рекорд швидкості встановив японський потяг на магнітній подушці. Під час тестових випробувань 21 квітня 2015 він розігнався до 603 км/год. Потяг рухається буквально у повітрі — всього у 10 сантиметрах над залізничною лінією. Його приводять в дію електричні магніти. До 2027 року місцева влада має намір встановити таке надшвидкісне сполучення між Токіо і Нагоя. Очікується, що склад із семи вагонів буде покривати відстань у 286 кілометрів всього за 40 хвилин.

Boeing 777

Потяг на магнітній подушці японської компанії Central Japan Railway

Ще один представник потягів робочої групи залізниць Японії — Shinkansen, який широко використовується в більшості великих міст країни. Він розвиває максимальну швидкість до 443 км/год. Втім, в цілях безпеки, в час експлуатації швидкість 300 км/год не перевищують. До слова, потяги Shinkansen мають статус не тільки одних із найшвидших потягів, а й найбезпечніших — за 40 років експлуатації не було жодної великої аварії.

У Німеччині потяг Intercity-Express, вироблений компанією Siemens AG, може розвинути швидкість 368 км/год. Максимальна швидкість таких потягів на спеціально збудованих для них ділянках залізничної мережі складає 330 км/год. На стандартних ділянках мережі швидкість Intercity-Express становить в середньому 160 км/год.

Потяг Intercity-Express

Intercity-Express також є найшвидшим потягом Росії відомим під назвою «Сапсан». Максимальна конструктивна швидкість, яку може розвинути «Сапсан», дорівнює 350 км/год, але через конструктивні особливості дороги по залізницях Росії є обмеження в швидкості до 250 км/год. Потяг курсує по маршруту Москва — Санкт-Петербург. Ще у 2011 році писали, що РЖД, спільно з «Росатом», почали розробку високошвидкісних потягів на магнітних подушках, які курсуватимуть за маршрутом Транссибірської магістралі. Перші потяги повинні з’явитися тільки до 2030 року, і вони зможуть долати відстань у 9300 кілометрів до Владивостока за 20 годин.

З інших прикладів на пострадянському просторі: «Афросіаб» — найшвидший потяг Узбекистану. Цей електропоїзд був розроблений в Іспанії. Максимальна тестова швидкість потягу — 253 км/год. По маршруту Ташкент — Самарканд він рухається зі швидкістю до 210 км/год. В Україні поїзд Hyundai, який курсує за маршрутом Київ — Львів, досягає швидкості 160 км/год. У Білорусі, білоруська залізниця повідомила в січні 2015 року, що збільшила швидкість руху пасажирських потягів до 140 км/год.

Дизель-потяг Білоруських залізниць

Порівняння Гіперлуп з нинішніми видами транспорту

Ще в 2010 році обговорювалося питання про створення високошвидкісної лінії між Москвою і Мінськом, але пасажиропотік в цьому напрямку не перевищував 500 тисяч людей на рік. Тому створення високошвидкісної залізничної лінії на території Білорусі виправдано тільки у випадку її виходу не тільки на Росію, а й у Польщу, Німеччину і решту Європи. Пізніше, в 2012 році, Анатолій Сивак, міністр транспорту і комунікацій, в інтерв’ю БелТА повідомив, що «для успішного розвитку високошвидкісного пасажирського руху необхідний високий рівень інвестицій, відповідний пасажиропотік, і щоб проект був прибутковим. Поки ми розглядаємо його як перспективний, про конкретні терміни говорити рано».

Замість висновку

Так зараз виглядає тестовий трек Гіперлуп

А так він буде виглядати до кінця 2016 року

Споруда тестового треку – це перший крок до реалізації проекту Гіперлуп. І хоч ідея будівництва абсолютно нової гігантської транспортної системи в національному масштабі це вкрай складне завдання, а перешкоди, які можуть стати на шляху такого проекту, не піддаються обрахуванню, можливість створення дешевої, швидкої, всепогодної, безаварійної і завжди доступної системи транспорту варто таких зусиль. Побажаємо удачі Iлону Маску. Якщо хтось і здатний втілити цей проект в життя, то це він.