Mniej niż 40 minut – tylko tyle mogłaby trwać najdłuższa podróż między polskimi miastami. Mogłaby, o ile plan zespołu inżynierów, w skład którego wchodzi także Polak, zostanie zrealizowany. Siatka połączeń jest już gotowa, jednak powodzenie rewolucyjnego projektu stoi pod znakiem zapytania a eksperci studzą entuzjazm.
Gdy w 2013 r. Elon Musk zaprezentował swój nowatorski pomysł na szybkie podróże, stało się jasne, że przed historią transportu otwiera się nowy rozdział. Błyskawiczne przemieszczanie się między miastami ma umożliwić Hyperloop – kolejny, piąty – po statku, pociągu, samolocie i aucie – środek transportu. Pokonywanie tysięcy kilometrów z niespotykaną dotąd na lądzie prędkością to kwestia czasu – być może tylko kilku lat.
Hyperloop był odpowiedzią na projekt zrealizowania najdroższej inwestycji w historii USA. Koncepcja zakłada, że droga między San Francisco a Los Angeles ma być pokonywana w 2 godz. 40 min. Dla Muska to jednak zdecydowanie za długo – zaproponował on, by podróż trwała pięć razy krócej, przy znacznej oszczędności pieniędzy.
Twórca elektrycznych aut i prywatnej stacji kosmicznej celowo nie wskazał konkretnej drogi rozwoju nowego środka transportu. Jest otwarty na pomysły młodszych kolegów. Opublikował swój projekt, ale chce współpracować z ambitnymi inżynierami z całego świata. Poszukuje rozwiązań, które przede wszystkim w bezpieczny sposób mogą doprowadzić do technologicznego przełomu. Idea Hyperloopa skupiła wokół siebie specjalistów z całego świata. Spory potencjał projektu zauważyli także inwestorzy. Grupy zainteresowanych realizacją niespotykanego wcześniej planu pochodzą z całego świata – także z Polski.
Szybciej, taniej, łatwiej
Poza podłużnym kształtem i poruszaniem się po wyznaczonym torze Hyperloop nie ma z koleją nic wspólnego. System przemieszczania się opiera się na sześcioosobowych kapsułach wystrzeliwanych do specjalnych rur, w których panuje ciśnienie około 100 paskali. Tak niskie ciśnienie, które jednak można utrzymać na całej długości trasy, znacznie zmniejsza siłę oporu powietrza. Chwytany na przodzie maszyny pęd jest przekazywany na kolejne wagoniki. Odpowiednia konstrukcja umożliwia przekazywanie energii nie tylko na przednią stronę pasażerskich kapsuł, ale także na boki i do dołu.
Projekt budowy zakłada oszczędność kosztów w porównaniu do tworzenia tradycyjnej infrastruktury. Nowoczesne rozwiązanie ma umożliwić podróż z prędkością około 1200 km/h. Oznacza to, że pasażerowie mają znaleźć się u celu podróży w rekordowo krótkim czasie.Prawdopodobnie Hyperloop nie zastąpi samolotów kursujących na trasach kilku tysięcy kilometrów, ale pasażerowie chętnie przesiedliby się z samochodów czy pociągów do kapsuł, które łączyłyby miasta oddalone o nie więcej niż 1500 km.
Wiele wątpliwości budzi wpływ olbrzymich prędkości i przeciążeń na ludzkiego ciało. Przyspieszenia podczas przejazdu kolejką górską w parku rozrywki są kilkukrotnie mniejsze w porównaniu do tych, z którymi mielibyśmy do czynienia podczas podróży Hyperloopem. Jednak zdaniem ekspertów w przypadku przemieszczania się nowym środkiem transportu przeciążenia nie powinny stanowić problemu dla człowieka.
– Moduły zawierające kapsuły z pasażerami rozpędzają się tak, by przyspieszenia odczuwane przez pasażerów nie przekraczały połowy przyspieszenia ziemskiego, co w pozycji siedzącej może być odczuwane tak jak w mocnym samochodzie startującym gwałtownie spod świateł. Moduły poruszają się z dużymi prędkościami w bardzo rozrzedzonym powietrzu, jakie znajduje się w rurze. Jest to podróż w kabinie samolotu odrzutowego z prędkością zbliżoną do prędkości dźwięku na wysokości 47 km nad ziemią; typowe samoloty latają na 10-11 km – uważa prof. Janusz Piechna z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, współpracujący z zespołem Hyper Poland, który znalazł się w drugim etapie konkursu Muska.
Z Piechną zgadza się również Norbert Kołos, partner w 4CF.
– Prędkość Hyperloopa będzie nieco wyższa niż ta, z jaką zazwyczaj podróżują samoloty pasażerskie, ale wciąż poniżej prędkości dźwięku (1 mach – ok. 1225 km/h – red.). Tymczasem prędkość przelotowa samolotu Concorde wynosiła ponad 2 machy. Ograniczenia ludzkiego ciała mogą natomiast mieć znaczenie, jeśli inżynierowie nie poradzą sobie np. z wyeliminowaniem wibracji kapsuły. Problematyczne mogą być też kwestie związane z niedogodnością podróży w dość klaustrofobicznej kapsule bez okien (widok przez okno będzie najprawdopodobniej symulowany przy pomocy monitorów), a może też brakiem możliwości skorzystania z toalety – ocenia ekspert.
Bliżej światła
Do udziału w technologicznej rewolucji Elon Musk zaprosił inżynierów z całego świata. W czerwcu ubiegłego roku ogłosił konkurs, w którym zespoły walczą o możliwość wykorzystania ich rozwiązań w przyszłości.
– To możliwość względnie niedrogiego zdobycia cennych inspiracji z całego świata na etapie, gdy można jeszcze łatwo modyfikować prototypy – uważa Kołos.
Do rywalizacji zgłosiło się ponad 1200 grup, spośród których 30 najlepszych dopuszczono do budowy modeli kapsuł. Inżynierowie doskonalą swoje projekty, aby w styczniu przyszłego wygrać rywalizację, którą zainicjowali twórcy Hyperloopa. I choć wśród finałowej trzydziestki nie znalazł się zespół z Polski, o wygraną będzie walczyć jeden Polak.
Marek Gutt-Mostowy zajmuje się rekordowymi prędkościami na co dzień. Pracuje w genewskim laboratorium Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN, znanym na całym świecie z Wielkiego Zderzacza Hadronów. Cząstki przyspiesza się tam niemal do prędkości światła. Swoją wiedzę polski inżynier postanowił wykorzystać do realizacji błyskawicznych podróży i został członkiem międzynarodowego zespołu rLoop. Obecnie jest jedynym Polakiem, który nadal ma szansę współpracować z Muskiem.
Inni niż wszyscy
Grupa pasjonatów, w skład której wchodzi Gutt-Mostowy, wyróżnia się na tle pozostałych drużyn. rLoop powstał zdalnie – członkowie zespołu poznali się poprzez forum internetowe, na którym wymieniali się pomysłami i spostrzeżeniami na temat projektu Muska. Gdy ogłosił on konkurs, jedna z osób zaproponowała stworzenie ekipy, który wzięłaby udział w rywalizacji.
Pomysł spotkał się z dużym zainteresowaniem uczestników dyskusji. Poszczególne osoby zgłosiły swoje kandydatury i w ten sposób szybko powstał początkowy skład. Wśród specjalistów znaleźli się nie tylko inżynierowie z niezbędną wiedzą z zakresu fizyki, ale również osoby pracujące w sprzedaży czy marketingu. Zespół chce wygrać konkurs, by w przyszłości współpracować z Muskiem nad rozwojem nowoczesnego transportu.
– Czytając wiadomości, natknąłem się na wzmiankę o początkowej działalności zespołu i dołączyłem do kanału dyskusyjnego. Stałem się odpowiedzialny za oprogramowanie sterujące kapsułą, a także odpowiedni dobór wszystkich komponentów, aby to sterowanie było możliwe – mówi Gutt-Mostowy. Obecnie kieruje pracą programistów, inżynierów elektryków, elektroników, a także mechaników.
Grupa składa się ze specjalistów z całego świata, którzy zlecają zadania niewielkiemu zespołowi pracującemu w Kalifornii. Realizacja postawionego celu jest możliwa dzięki platformie crowdfundingowej. Przeprowadzona kampania i publiczna zbiórka pieniędzy zakończyła się sukcesem. rLoop od momentu ogłoszenia konkursu nie tylko pracuje nad projektem kapsuły, ale także pokazuje światu, że współpraca online jest możliwa nie tylko w przypadku programistów, ale także konstruktorów.
Polski patent
Z uwagi na fakt, iż Hyperloop będzie znacznie tańszy, a zarazem wielokrotnie szybszy aniżeli konkurencyjne rozwiązania, stanowi jedyny właściwy kierunek rozwoju zbiorowego transportu pasażerskiego
Marek Gutt-Mostowy
Załoga rLoop skupiła się na systemie bezdotykowego hamowania. W swoim projekcie inżynierowie zakładają brak kontaktu między kapsułą a tubą, z wyjątkiem czasu przeznaczonego na postój. Zdaniem pomysłodawców ma to oznaczać większą wydajność systemu i oszczędność pieniędzy.
– Chcemy uniknąć sytuacji, do jakich doszło w przypadku budowania połączeń kolejowych, gdy poszczególne standardy nie są ze sobą kompatybilne. Jako jedyni w tym momencie udostępniamy wszystkie nasze rozwiązania i chcemy dostarczyć Hyperloopa do jak największej ilości osób w jak najkrótszym czasie – mówi polski inżynier.
Obecnie członkowie zespołu koncentrują się na doskonaleniu działania systemu, który zaprezentują w finale konkursu. Tak wygląda finalny wygląd kapsuły rLoop:
Stopień zaawansowania konkursu jest na tyle wysoki, że pozwala konstruktorom testować zdecydowaną większość rozwiązań, które będą stosowane w konstrukcji Hyperloopa w przyszłości. Zdobyte doświadczenie będzie można wykorzystać w budowie siatki połączeń. Zdaniem członków rLoopa idealnym miejscem, w którym można by z powodzeniem zainstalować nowoczesną infrastrukturę, jest Polska.
Bez konkurencji
Gdy rozpoczynano prace nad rLoopem, inżynierowie szybko zwrócili uwagę na ojczysty kraj Gutt-Mostowego jako potencjalny obszar rozwoju technologii Hyperloop. Polska spełnia dwa podstawowe kryteria i wyróżnia się na tle innych rejonów świata.
– Hyperloop najlepiej funkcjonuje tam, gdzie podróżowanie autem jest już zbyt niekomfortowe (powyżej 100 km), a z kolei nadal nie opłaca się utrzymywać częstego połączenia lotniczego (poniżej 1000 km). Polska z racji swoich rozmiarów idealnie wpisuje się w te ramy – podkreśla polski członek rLoopa i zwraca także uwagę także na brak istniejącej konkurencyjnej infrastruktury.
W zależności od połączenia Hyperloop może konkurować z podróżą samochodem, pociągiem bądź samolotem. Jednakże w zdecydowanej większości najpoważniejszym rywalem dla tego rodzaju transportu będzie zwykła kolej, a także kolej dużych prędkości (osiągająca średnio ok. 250-300 km/h), która w Polsce nie istnieje – uważa Gutt-Mostowy.
Inżynierowie zwracają także uwagę na strategiczne położenie Polski w Europie. Nasz kraj znajduje się na przecięciu ważnych szlaków handlowych między wschodem a zachodem. Dostęp do morza to kolejny atut. Z tego punktu widzenia transport towarów w specjalnie przeznaczonych do tego wagonikach byłby znacznie szybszy i bardziej opłacalny.
Gdyby Hyperloop został wprowadzony w Polsce, podróż między polskimi miastami mogłaby trwać nie dłużej niż 40 minut. rLoop przygotował projekt siatki połączeń w Europie Środkowo-Wschodniej, który w przyszłości może mieć szansę na realizację. Z Wrocławia do Gdańska jechalibyśmy 25 minut, ze stolicy do Krakowa – 18 minut, zaś z Katowic do Łodzi – niecały kwadrans.
Zdaniem członków zespołu rLoop technologia zostanie wdrożona w ciągu kilku lat. Sam Elon Musk zdradził, że pierwszy Hyperloop będzie przewoził pasażerów między Los Angeles a San Francisco. Dystans 630 km pojazd ma pokonywać w około 35 minut.
Norbert Kołos jest jednak sceptyczny co do pomysłu wprowadzenia nowego środka transportu nad Wisłę. – Hyperloop ma szansę być w pierwszej kolejności budowany tam, gdzie odległości są stosunkowo niewielkie, a liczba regularnie podróżujących bardzo wysoka. Nasz kraj nie należy do liderów mobilności pasażerskiej na krótkich dystansach w porównaniu np. z Niemcami – ocenia.
Jest niepewność
Stworzenie sieci Hyperloopa w Polsce jest wątpliwe także z innych względów. Każda inwestycja wymaga przeprowadzenia odpowiednich procedur, włączając w to szereg prawnych i organizacyjnych formalności. Przede wszystkim jednak potrzeba odpowiedniej przestrzeni, aby móc zbudować specjalne tory, po których mogłyby być transportowane nowoczesne kapsuły. Oznacza to nie tylko zmianę krajobrazu, ale przede wszystkim ingerencję budowniczych na prywatnych terenach. To z kolei wymagałoby uzyskania wielu zgód w instytucjach, co jest niemożliwe w bardzo krótkim czasie. Ponadto instalowanie rur na terenach górzystych byłoby nie lada problemem.
– Pomijając względy ekonomiczne, podstawowym przeciwwskazaniem do budowy będzie przede wszystkim wysoka aktywność sejsmiczna w danym rejonie. Dlatego rozważa się budowę tuneli Hyperloop nie tylko na filarach nad ziemią, ale także pod ziemią czy pod wodą – zauważa Kołos.
Podstawowym ograniczeniem jest zasada, iż przejazd pojazdu w rurze nie powinien zmieniać stanu powietrza w jej wnętrzu
prof. Janusz Piechna
Nowy środek transportu stanowiłby bezpośrednią konkurencję dla innych możliwości przemieszczania się między miastami. Korzystanie z sieci Hyperloopa godziłoby w interesy wpływowych graczy na polskim rynku – zarówno państwowych spółek, jak i prywatnych przewoźników. Oznaczałoby to zagrożenie przede wszystkim dla kolei i linii lotniczych, z których korzystanie przestałoby być opłacalne dla pasażerów.
Niemniej ważną kwestią jest również zawodność systemu. Konstruktorzy zakładają, że wagoniki byłyby wypuszczane co około 20 sekund. Choć w tym czasie oddaliłyby się od siebie na wiele kilometrów, w przypadku awarii doszłoby do tragedii. Mimo że trwają prace nad bezpiecznym i błyskawicznym hamowaniem, nie można wykluczyć zderzenia się kolejnych wagoników wewnątrz rur.
Jednak najważniejszym aspektem, który poddaje w wątpliwość sukces Hyperloopa, są prawa fizyki.
– Podstawowym ograniczeniem jest zasada, iż przejazd pojazdu w rurze nie powinien zmieniać stanu powietrza w jej wnętrzu. Ciśnienie i temperatura muszą pozostać te same. Tworzymy w bardzo ograniczonym obszarze (wnętrzu rury) warunki panujące na bardzo dużej wysokości nad ziemią – wyjaśnia prof. Piechna i dodaje, że proponowane rozwiązania dotyczące przemieszczania się wagoników również niosą za sobą ryzyko niepowodzenia.
– Stosowanie poduszek magnetycznych wymaga ciężkich elektromagnesów i dużego zużycia energii.
Stosowanie klasycznych kół też jest możliwe, ale pojawiają się kłopoty z drganiami i hałasem – tłumaczy.
Minimum dekada
Zdaniem Kołosa przy założeniu, że wszystko pójdzie zgodnie z planem, gotowych rozwiązań można się spodziewać za kilka lat. Ekspert nie kryje jednak wątpliwości. – Z drugiej strony sam proces inwestycyjny w kolejnictwie jest na tyle rozbudowany i czasochłonny, że same formalności związane z lokalizacją inwestycji i budową będą musiały zająć kilka lat. Jeśli więc pominąć testowe połączenia na krótkich odcinkach (tak jak np. w przypadku kolei typu Maglev), to mówimy przynajmniej o dekadzie – ocenia.
Pokonywanie praw fizyki od lat budziło wątpliwości inżynierów konkretnych epok. Choć niektórym z nich mogło się wydawać, że podniebne loty są niemożliwe, dziś nie wyobrażamy sobie szybkich podróży bez samolotów. W przypadku Hyperloopa mnożenie wątpliwości jest naturalne, jednak lewitujace wagoniki zdają się przeczyć dotychczasowej wiedzy i granicom, jakie postawiła nauka. Na rozwój piątego środka transportu przeznacza się ogromne środki finansowe oraz wiele godzin ludzkiej pracy. Jeśli projekt się powiedzie, będzie można mówić o prawdziwym przełomie. Obecnie jednak wiele wskazuje na to, że na błyskawiczne podróże ludzkość będzie musiała trochę poczekać.