Hyperloop жив: скоро ли ждать пассажирских перелетов под землей

Капсула, летящая по вакуумному туннелю, недавно преодолела рекордное расстояние в 12 км. Правда, речь об уменьшенной экспериментальной модели. Полноразмерный вариант транспортного средства испытывается в Китае и в этом году достиг скорости более 600 км/ч. Но как скоро и в каком масштабе удастся внедрить новую технологию, очень непростой вопрос.

Полет в туннеле

Идея транспортного средства, летящего в вакууме со скоростью самолета, выглядит очень привлекательно. Капсула приводится в движение с помощью электромагнитов. Магнитное поле поддерживает вагон на весу. Он не испытывает ни трения о рельсы, ни сопротивления воздуха. В итоге капсула может разогнаться до скорости около 1000 км/ч и выключить двигатель, большую часть пути двигаясь по инерции.

В общественном сознании эта концепция прочно связана с именем Илона Маска и его идеей «гиперпетли» (hyperloop). Однако все совсем не так просто. Во-первых, все совсем не просто, и во-вторых, все совсем не так. 

Идея поездов на магнитной подушке не нова и успешно реализована. Сегодня в мире действуют шесть коммерческих линий маглевов (сокращение от «магнитная левитация»). Три находятся в Китае, две в Южной Корее и одна — в Японии. Самая протяженная линия — шанхайская — насчитывает около 30 км. Маглевы парят не в вакууме, а в воздухе при обычном давлении, однако экспериментальные модели развивают громадную скорость. Еще в 2015 году японские инженеры преодолели отметку в 600 км/ч.

Мысль пустить маглев по вакуумной трубе, убрав сопротивление воздуха, обсуждается давно. Тем более что у человечества с XIX века есть опыт эксплуатации пневматических поездов. Они приводятся в движение перепадом атмосферного давления в туннеле.

Амбиции и крах Hyperloop One

Маск представил свое видение нового вида транспорта под названием Hyperloop в 2013 году. Он критиковал идею поддержания вакуума в длинном туннеле, отмечая, что даже одна протечка выведет из строя всю систему. Миллиардер полагал, что туннель должен быть заполнен воздухом, хотя и с давлением ниже атмосферного. На носу вагона Маск предлагал разместить винт, закачивающий воздух под днище вагона. Этим бизнесмен намеревался убить двух зайцев: снизить сопротивление воздуха перед вагоном и обеспечить ему воздушную подушку вместо магнитной левитации. 

За реализацию проекта взялось несколько компаний. Самой известной из них стала Hyperloop One, основанная в 2014-м  без участия Маска. Разработчики отказались от идеи воздушного винта и вернулись к концепции вакуумного маглева. Фирма привлекла более $450 млн инвестиций, построила экспериментальную инфраструктуру и даже провела испытание  с людьми на борту, правда на скорости всего 160 км/ч. Однако в конце 2023 года компания была ликвидирована, так и не заключив ни одного контракта на постройку коммерческой линии. Но идея вакуумных маглевов, которые с легкой руки Маска теперь именуются «гиперлупами» даже в научных работах, не умерла.

Стрелы Поднебесной

Самых впечатляющих успехов в этой сфере достиг Китай. Проектом занимается Китайская аэрокосмическая научно-промышленная корпорация (CASIC), крупный производитель космической техники и оружия. В феврале 2024 года ее капсула T-Flight развила скорость не менее 623 км/ч (точная цифра не раскрывается) на линии протяженностью 2 км. По скупым сообщениям трудно понять, откачивали ли при этом из тоннеля воздух. Однако в августе агентство Синьхуа сообщило об испытании в условиях «низкого вакуума». Формально под это определение подпадает даже давление в 90% атмосферного, а точные цифры засекречены. По расчетам экспертов, в коммерческих рейсах на дистанции в 200 км оптимально давление от 0,3% до 8% атмосферного, в зависимости от технических деталей.

Цель CASIC — перевозки «Пекин — Шанхай» на скорости 1000 км/ч. Для сравнения: типичная крейсерская скорость авиалайнера — 800–900 км/ч.

Будущее в миниатюре

Пока в Китае строят большие капсулы и длинные туннели, швейцарский проект LIMITLESS отрабатывает нужные технологии на малоразмерной модели. Миниатюрная капсула перемещается по трубе диаметром 40 см и длиной 126 м с давлением воздуха в 5% атмосферного. Труба закольцована: чтобы капсула пролетела любую дистанцию, нужно лишь сделать нужное число оборотов. Именно эта капсула недавно установила рекорд дальности для hyperloop, преодолев 11,8 км. Правда, максимальная скорость составляла всего 41 км/ч.

Предполагается, что это модель транспортной линии в масштабе 1:12. То есть полномасштабная капсула, двигаясь по туннелю диаметром пять метров, разогналась бы да 490 км/ч и преодолела 140 км.

LIMITLESS — совместный проект Федеральной политехнической школы Лозанны, Школы бизнеса и инженерии Во и частной компании Swisspod Technologies. Разработчики применили довольно интересную технологию. Левитация капсулы над полом и ее движение по туннелю обеспечиваются одним двигателем. Двигатель и аккумулятор для него находятся в самой капсуле. Образно говоря, капсула работает как автомобиль, полагающийся на собственный бак, а не как трамвай, зависящий от проводов. Разработка еще не доведена до конца, но это решение может удешевить создание инфраструктуры для «гиперлупов».

Есть ли свет в конце туннеля

Кстати, о затратах. Будет ли вакуумный маглев конкурентоспособен по сравнению с обычным транспортом? По расходу энергии на пассажиро-километр — более чем. А вот с финансовой стороной вопроса все сложнее.

Еще в 2019 году российский Институт проблем естественных монополий (ИПЕМ) оценил строительство линии hyperloop между Москвой и Санкт-Петербургом в $18 млрд без учета затрат на отчуждение земли. Без господдержки цена билета составила бы от 30 000 до 50 000 рублей в ценах 2019 года, то есть примерно как при перелете бизнес-классом. При этом для окупаемости проекта в течение 20 лет потребуется ежедневный пассажиропоток от 5000 до 14 000 человек в день. Вряд ли в России найдется такое количество миллионеров, готовых ежедневно перемещаться между столицами.

Оценка ИПЕМ основывалась на открытых данных по стоимости километра линий hyperloop в 2019 году. Разумеется, это очень приблизительные цифры. Но они высвечивают главную проблему любого «транспорта будущего»: окупаемость. Даже обычные маглевы по сей день остаются экзотикой. Вполне возможно, что в ближайшие десятилетия все же будет запущено несколько линий «гиперлупов». Но это будет предмет гордости отдельных держав, как когда-то сверхзвуковые пассажирские перевозки, а не массовый вид транспорта, меняющий нашу жизнь, как это обещал Маск. Впрочем, при работе над проектами такой сложности инженеры вынуждены разрабатывать множество новых технологий. Некоторые из них могут усовершенствовать вполне обычный транспорт, от электропоездов до авиации.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора