Londenaren noemen hun metro ‘de Tube’. Zo zien de meeste er in het grootste deel van de wereld ook uit: tunnels waar treinen met een hoge frequentie doorheen razen. Maar als je dit idee nou eens verbetert en de treinstellen door een vacuüm buis laat rijden? Dat is dus waar het bij een hyperloop om draait. Het is nog verre toekomst. En er zijn gerede twijfels. Maar overal op de wereld werken ingenieurs hard aan de verwezenlijking van dit idee.
Hoe werkt een hyperloop?
Simpel gezegd is het is een trein in een buis. De rijtuigen kunnen veel sneller rijden door de twee factoren die voertuigen afremmen weg te nemen, namelijk lucht en wrijving. Een hyperloop-systeem bestaat uit twee hoofdelementen: de buizen en de voertuigen, ook wel ‘pods’ genaamd. De buizen zijn vrijwel vacuüm. De pods zijn de voertuigen onder druk die in de buizen rijden.
Waarom is dat vacuum belangrijk?
Door lucht uit de buizen te verwijderen kan de luchtweerstand worden verminderd. Luchtweerstand is een mechanische kracht die de beweging van een vast lichaam – zoals een auto, een trein of een vliegtuig – tegenwerkt. Ze ontstaat door het verschil in snelheid tussen het voorwerp en de vloeistof – lucht in dit geval. Door de lucht uit de buis te zuigen kunnen de omstandigheden van vliegen op zestig kilometer hoogte worden nagebootst. Dit betekent dat – zoals bij vliegtuigen – minder energie nodig is om snelheid te houden, omdat er minder weerstand is. Dit kan resulteren in meer snelheid – meer dan duizend kilometer per uur – met minder vermogen, zodat je in veel minder tijd van A naar B komt.
Hoe zit het met de wrijving op de sporen?
Om geen wrijving te hebben van wielen op het spoor, moeten de pods boven de rails zweven. Hoe doe je dat? De meeste Hyperloop-concepten gaan uit van passieve magnetische levitatie. Dat is een concept dat al wordt toegepast in de Japanse hogesnelheidstreinen. Het idee is om permanente magneten op het voertuig te gebruiken. Als die over het spoor bewegen, creëren ze een magnetisch veld dat de pod zonder stroom omhoog kan duwen. Op die manier zweven de pods als het magische tapijt van Aladdin.
Wat is het verschil tussen een treinwagon en een pod?
Net als wagons verplaatsen pods zich ook in een rijtje achter elkaar. Maar waar treinwagons onderling met elkaar zijn verbonden, kunnen de pods van een hyperloop naar verschillende bestemmingen reizen. Net als bij auto’s die op een snelweg rijden, kan elke pod op bepaalde plaatsen zich uit zo’n rijtje losmaken en een andere richting opgaan. Ze kunnen zich aansluiten bij nieuwe rijtjes pods, of naar een eindstation gaan. Een ander groot verschil met treinen is dat de Hyperloop geen last heeft van het weer. Er is nooit sprake van blaadjes op de rails, omdat de pods door dichte buizen rijden.
Hoe krijgt de hyperloop zijn energie?
Hyperloop-vervoersystemen zijn volledig elektrisch te zijn. Naast de motoren wordt een set magneten gebruikt om de pods elke kilometer een zetje te geven. Omdat er bijna geen luchtweerstand en wrijving is, is er geen constant aandrijfsysteem nodig. Daarom is er minder energie nodig.
Wie heeft dit idee bedacht?
Vacuümtransportsystemen zijn niet nieuw. In het midden van de negentiende eeuw ontwierp de Britse ingenieur Isambard Kingdom Brunel een, wat hij een atmosferische spoorweg noemde. Brunels South Devon Railway hield het minder dan een jaar uit, vanwege de kosten en het gebrek aan materialen om de lijn in stand te houden. Het ws zijn tijd te ver vooruit.
Het concept kreeg weer nieuw leven ingeblazen toen Elon Musk – in 2013 – een witboek publiceerde waarin hij de werking van een vacuüm buisvormig transportsysteem schetste. Sindsdien zijn verschillende teams over de hele wereld aan de slag gegaan met dit mobiliteitsconcept.
Hoe voelt het om in een hyperloop te reizen?
Virgin Hyperloop heeft in 2020 als eerste een test met passagiers afgerond. Die werd uitgevoerd op een testbaan in Las Vegas. De pod haalde een snelheid tot 160 kilometer per uur over de lengte van de baan. De eerste twee passagiers waren twee medewerkers van Virgin die de acceleratie van de pod vergeleken met die van een vliegtuig.
Waarom is er nog steeds geen hyperloop?
Net als in de tijd van Brunel vormt de hyperloop nog steeds een enorme technische uitdaging. Hoewel op papier bewezen is dat het haalbaar is, komen er veel meer uitdagingen bij de praktische uitvoering. Behalve dat het systeem aanzienlijke startkosten met zich meebrengt, vergt de afdichting van de buizen veel onderhoud. Hyperloop-banen zijn gemaakt van staal, dat uitzet en krimpt afhankelijk van de buitentemperatuur.
Ook moet er grond worden aangekocht om het buizensysteem op te bouwen. Daarnaast moeten nog veel veiligheidsaspecten worden uitgezocht. Wat gebeurt er als er storingen zijn? Ook kan het reizen bij zulke hoge snelheden duizeligheid veroorzaken bij de passagiers, die bovendien beperkte bewegingsruimte hebben tijdens de reis.
Wat kunnen we in de komende jaren verwachten?
Er wordt op verschillende plaatsen in de wereld hard gewerkt aan hyperloop-toepassingen. In Nederland kreeg Hardt Hyperloop 15 miljoen euro van de EU om zijn concept te ontwikkelen. De onderneming heeft ook een experience center geopend. TUM Hyperloop kondigde onlangs aan dat het op het punt staat de bouw van een betonnen buis voor Europa’s eerste hyperloop demonstratieproject voor passagiers te voltooien.
Tegen 2050 wil Hardt een wereldwijd hyperloopnetwerk van 100.000 kilometer realiseren. De uitdagingen die moeten worden overwonnen – financiering, veiligheid en landaankoop – vormen echter nog steeds enorme obstakels op weg naar de invoering van de Hyperloop. Totdat deze zijn opgelost, zal het idee van reizen in een buis een droom blijven.
