Hiperlup: Brzinom od 1000 km/h kroz Nemačku

Sigurno ste čuli za hiperlup (Hyperloop). To je koncept futurističkog sistema brzog prevoza, u kojem se kapsule (koje su tu zapravo vagoni) kreću kroz cevi iz kojih je gotovo potpuno izvučen vazduh.

Time se otpor vazduha drastično smanjuje, a još više se smanjuje ako nema kontakta sa šinama ili samim zidovima cevi. Što je moguće uz primenu tehnike magnetne levitacije, koja se skraćeno i popularno zove maglev. To može da omogući kretanje vrlo velikim brzinama (teorijski preko 1000 km/h) uz manju potrošnju energije nego kod klasičnih vozova ili aviona.

Rekao sam teoretski, jer još nijedan hipervoz nije ni napravljen, baš kao što i dosad proizvedene cevi služe samo za eksperimente i jedva su duže od 400 metara. Zapravo postoje samo dve takve cevi, jedna u Holandiji, u Evropskom hiperlup centru u Vendamu (Europeoan Hyperloop Center Veendam) i druga u Indiji, gde testove sprovodi Tehnološki institut iz Madrasa, a projekat ima naziv Aviškar hiperlup (Avishkar Hyperloop).

Ima i u švajcarskoj Lozani jedna test-deonica od 120 metara koja je skrojena tako da samo simulira dužinu cevi od 11 kilometara.

Sve ostale cevi za eksperimente sa hipervozovima – a ima ih i druge po svetu – mnogo su kraće i predstavljaju više modele „u prirodnoj veličini“ nego prave konstrukcije.

Posle kratkog uvoda evo odmah jednog zaključka: tehnika hipervozova je još u povoju. Ali taj „povoj“ – što će ponekog možda iznenaditi – traje već 100 godina. Čemu ću se detaljnije vratiti za koji minut.

Hamburg i Šlezvig-Holštajn preuzimaju „štafetu“

Najpre da objasnim: zašto ovo pričam? – Zato što je u Nemačkoj ove godine pokrenuta inicijativa za uvođenje hipervoza. Pokrajinske vlade Hamburga i Šlezvig-Holštajna najavile su da će poraditi na gradnji hiperlup-trase koja spaja Hamburg i Kil. Doduše, ona bi mogla da profunkcioniše tek posle 2040. godine. Ali, trebalo bi i da posluži kao argument više da se u tim pokrajinama posle 2040. održe Olimpijske igre.

Hiperlup je još u fazi razvoja ali je već dobro poznato da je – veoma skup.

Aktuelna dužina železničke trase Hamburg-Kil je oko 92 kilometra, i regional-ekspres je prelazi u idealnim uslovima za sat do sat i deset minuta. Hipervozu bi bilo potrebno oko desetak do petnaest minuta.

Trenutno u svetu postoji vrlo malo hiperlup-projekata. Mogu se nabrojati na prste jedne ruke, jedan je u Abu Dabiju, jedan u Holandiji i jedan koji bi povezao Pariz i Frankfurt. I svi oni su u fazi studija o izvodljivosti, planiranja i delom – fantaziranja. Što se tiče ovog plana o trasi Hamburg-Kil, ona bi mogla da košta između 2,5 i 5 milijardi evra – u današnjim uslovima. I to po prilično optimističnom scenariju. Ali, ko uopšte može da pretpostavi kako će se cene kretati do 2040. i posle nje?

Pa ipak, planovi izgledaju ozbiljno. Peter Čenčer (Tschentscher), šef hamburške vlade ili, kako se to tamo zove, prvi gradonačelnik, izjavio je da je tehnika hiperbrzih vozova već vrlo razvijena – neka mu bude – i da bi „referentna trasa“, kako on zove konstrukciju na kojoj će sve biti isprobavano, mogla da bude postavljena paralelno sa autoputem 24 negde kod Jenfelda.

DRO – šta je to?

Ko će graditi „referentnu trasu“? – E, tu je reč o privatnoj firmi Dojče rejl operejšns (Deutsche Rail Operations, DRO) iz Berlina. O njoj se malo zna, osim da pravi rešenja za „kolosečni“ prevoz. Registrovana je tek 2023. Godine. Na njihovom sajtu nema nikakvih imena, i tu su samo oskudne informacije o tome da nameravaju da razvijaju koncept za hiperlup. I ima još nekoliko, više kozmetičkih, floskula o tome kako nude savetodavne usluge za održivu i ekonomsku optimizaciju sistema i tome slično.

Na sajtu postoji jedno jedino ime i to je direktor firme, postoje adresa i kontakt-telefon, impresum izgleda korektno, i to je sve.

Da se vratim izjavi Petera Čenčera da je tehnologija hiperlupa vrlo razvijena. U tome ima istine. Gotovo sve tehnologije koje su za to potrebne – već postoje. Ali njihovo spajanje i usklađivanje neće biti nimalo lak zadatak.

Ideja je vrlo stara!

A ideja o vođenju železničke kompozicije nekom vrstom cevi je zapravo prilično stara. Možda niste znali da je stara koliko i sama železnica. Prvu parnu lokomotivu koja se kretala po šinama je svetu još davne 1804. godine u Sjedinjenim Američkim Državama predstavio Ričard Trevitik (Richard Trevitick), da bi čitav niz konstruktora tokom narednih godina usavršavao razne tipove parnjača.

Prva parna lokomotiva u Evropi je predstavljena u Nemačkoj - 1816. Sagradio je Johan Fridrih Krigar (Johann Friedrich) u Kraljevskoj topionici u Berlinu i ona se kretala po kružnoj trasi u krugu fabrike kao neka vrsta atrakcije, svako je mogao da kupi kartu i provoza se u tom čudu tehnike kao u zabavnom parku.

Čitava prva polovina 19. veka je protekla u znaku optimiranja parnih mašina koje su pokretale lokomotive, uz veliki broj konstruktora, modela i projekata. Ali, još oko 1810. su se pojavili i nacrti voza bez lokomotive – zamišljeno je da se ispod šina postavi cev sa pumpom za vazduh. U cevi bi bio klip. Postojale su dve mogućnosti: da pumpa stvara vakuum ispred voza, tako da atmosfera gura klip unapred. Ili: da pumpa stvara pritisak iza klipa i tako ga gura unapred.

Ostalo je da se reši kako klip, koji se nalazio u cevi ispod šina, povezati sa kompozicijom? To je rešeno tako što je na gornjoj strani cevi čitavom dužinom napravljen prorez. A na klip je montirana uspravna šipka koja se kretala kroz taj prorez i bila spojena sa kompozicijom.

Naravno da je kroz prorez u cevi mogao da izlazi vazduh, pa je to rešeno tako što je prorez bio po dužini provizorno zatvoren kožom koja je bila fleksibilna tako da je šipka mogla da se kreće kroz nju pri čemu se koža ponovo zatvarala. Kao kada bismo napravili poduži rajsferšlus koji pomeramo gore-dole a on i ispred i iza hvataljke ostaje zatvoren.

„Atmosferski voz“

Ali, ta koža je bila osetljiva na spoljne temperature i atmosferske uticaje i cev nije mogla da „dihtuje“ kako treba. Sve do 1843. Godine kada je u Irskoj, na železničkoj liniji od Kingstauna do Dalkija u blizini Dablina taj koncept proradio. To je bio najuspešniji „atmosferski voz“.

Trasa je bila duga 2,4 kilometra, pumpna stanica je stvarala vakuum u cevi kroz koju je prolazio klip povezan s vozom, voz je dostizao za to vreme spektakularnu brzinu od 65 km/h i taj sistem je radio čitavih 11 godina.

I u Francuskoji Engleskoj je bilo sličnih pokušaja, ali problem sa zaptivanjem cevi nije rešen, i od tog koncepta se odustalo. Ipak, on je iskorišćen za nov pronalazak – pneumatsku poštu. Sa kapsulama koje se kreću kroz mrežu cevi i brzo stižu do cilja. U drugoj polovini 19. veka, gradovi poput Beča, Berlina, Pariza, Londona i Njujorka su imali gradske mreže pneumatske pošte. Sistem u Berlinu je postajao od 1865. I bio toliko efikasan da je opstao sve do 1976. godine! Kapsule su prenosile pisma, dokumente, pa čak i sitne pakete.

Pneumatska pošta je i danas standardna unutar velikih firmi, bolnica, banaka, poštanskih centara ili nebodera. Danas u Nemačkoj postoji niz firmi koje prave specijalizovane sisteme pneumatske pošte kao što su Hertig, Aerokom, Hercog, Šrajer, Erlog, Kuro.

Svi ti sistemi lepo funkcionišu pre svega zato što su zatvoreni – kapsula se nalazi u cevi.

Još u 19. veku je svima bilo jasno da je „samo“ trebalo povećati dimenzije te konstrukcije da bi se dobio – pneumatski voz.

Prvi gradski metro je bio pneumatski voz

Ali to je bilo tehnički gotovo neizvodljivo, dok se nije pojavio Alfred Eli Bič (Alfred Ely Beach). Bio je to američki pronalazač i izdavač koji je zapravo konstruisao prvi pneumatski voz u cevi u Njujorku – 1869. godine. I to – na prevaru!

On je zvanično zatražio i dobio dozvolu da pravi „pneumatsku poštu“. Međutim, to je iskoristio da u tajnosti iskopa tunel ispod Brodveja, prečnika 2,7 metara i dužine 95 metara. Zidovi tunela su bili obloženi ciglom i cementom.

U tunel je postavio kapsulu koju je po sebi nazvao Bič Pneumatik Tranzit. Ona je mogla da primi oko 20 putnika. U podzemnu stanicu je instalirao ventilator od 100 konjskih snaga. On je stvarao razliku u pritisku ispred i iza kapsule tako da je ona mogla da se kreće kroz cev po šinama.

To je istovremeno bio i prvi podzemni metro u Americi uopšte!

Tako je Bič stavio vlasti pred svršen čin i uspeo da ih ubedi da otvore tunel za putnike. To se i desilo u februaru 1870. Putnici su mogli da kupe kartu i provozaju se u kapsuli. I bili su oduševljeni: vožnja je bila tiha, bez dima, elegantna.

Projekat nije nastavljen jer bi razvijanje mreže pneumatskih tunela tada previše koštalo, a njujorški gradski oci su videli svoje velike interese u postavljanju nadzemne mreže tramvajskog prevoza.

Ipak, metro Alfreda Elija Biča se smatra pravom pretečom današnjeg koncepta Hiperlupa.

Moderno doba – doba nerealizovanih ideja

U 20. veku je „raketni pionir“ Robert Godard (Goddard) još 1910. skicirao ideju o vozovima koji se kreću kroz gotovo potpuni vakuum u tunelima i to ne po šinama, već po principu magnetnog jastuka, odnosno magnetne levitacije.

Taj princip je „živ“ i danas. Magnetna levitacija znači da voz stoji u vazduhu, bez dodira sa šinama, zahvaljujući sili magneta. Magneti imaju svojstvo da se isti polovi odbijaju a različiti privlače. Kod ovih vozova koriste se snažni elektromagneti kojima se može podešavati jačina. Kada se u šine postave magneti jednog pola, a u vozu magneti istog pola, oni se odbijaju i tako podižu voz nekoliko centimetara od tla — kao da stoji na nevidljivom jastuku. Drugi niz magneta, koji radi na principu privlačenja i odbijanja u određenom ritmu, gura voz napred i omogućava mu da razvija velike brzine. Ukratko, voz „lebdi“ jer se magneti u vozu i u šinama odbijaju dovoljno snažno da ga podignu, dok ga drugi magnetni talasi guraju napred.

To je osnovni princip maglev-sistema.

Ali, u prvoj polovini 20. Veka nije bilo tehnologije koja bi to rešila, a na putu progresa su se isprečila i dva svetska rata. Kasnije, u vreme Hladnog rata, i sovjetska strana i Zapad su eksperimentisali sa vakuumskim sistemima, ali i pored nekih pokušaja da se pokrenu projekti kao što su bili „Transport u vakuumskoj cevi“ (Vacuum Tube Transport) početkom 70-ih u SAD, i ET3 koji je započet 1997, nije bilo konkretnih rezultata.

Tako smo stigli do našeg veka i Ilona Maska koji je otišao najdalje sa vizijom hiperlupa. O tome će nam nešto više reći moj kolega Nenad Krajcer.

Nenade rekli smo ideja hyperloopa nije nova ali ju je u novu raspravu uveo Elon Musk prije desetak godina. O kakvom projektu je riječ?

Pa prije desetak godina, kada Musk za širu javnost još nije bio kompromitiran svojim svjetonazorima kao što je to posljednjih godina slučaj, Musk je izišao u javnost s idejom gradnje tog tzv. Hyperloopa i to prvo na trasi između Los Angelesa i San Franciska. To je trebalo omogućiti prevaljivanje ove razdaljine za samo tridesetak minuta za razliku od aviona koje je porebno sat i pol. Musku međutim nije bila važna samo brzina nego i činjenica da hyperloop troši znatno manje energije nego ostala prijevozna sredstva pa čak i željeznica. U usporedbi sa zračnim prometom samo jedna desetina. Musk, kao proklamirani promoter ekološkog prijevoznog sredstva električnog automobila, je time htio uvjeriti vlasti u Kaliforniji, saveznoj državi s najstrožijim zakonima za zaštitu okoliša.

No taj projekt nije bio zamišljen kao konkurencija zračnom prometu nego željeznici?

Točno. U isto vrijeme je planiran i početak gradnje trase brze željeznice za razdaljinu od oko 570 kilometara. Gradnja trase superbrzog vlaka je već započela i to ne samo na ovoj jednoj trasi nego po čitavoj Kaliforniji a Muskov projekt je propao, što zbog enormnih troškova, što zbog činjenice da je Muskov Hyperloop povezivao samo predgrađa ove dvije metropole. Musk je izgradio jednu pokusnu trasu ali je na tome ostalo.

No on je nakon toga svoj projekt otvorio i ostalima za razvijanje ideje o hyperloopu?

Muskova druga kompanija SpaceX je 2015 pokrenula Hyperloop Pod Competition, dakle natječaj koji je bio otvoren za istraživače diljem svijeta i kojima je na raspolaganju stajala pokusna trasa duljine 1,6 kilometara koju je Muskova prethodna Hyperloop tvrtka izgradila na terenu kompanije SpaceX u Kaliforniji. Projekt je nakon 2019. zatvoren niti jedna od ideja koju su studentski timovi predstavili na ovoj Muskovoj testnoj trasi nije u potpunosti zaživjela. Ta pokusna trasa više ne postoji a kako piše tech časopis Future Zone na mjestu gdje je bila ta trasa je sada parkiralište za automobile što je cinizam svoje vrste.

Je li Musk na tome stao?

Ne nakon toga se prebacio na istočnu obalu SAD-a i najavio gradnju Hyperloop trase između glavnog grada Washingtona i New Yorka koja bi putovanje između ova dva grada skratilo na pola sata. Nakon toga je najvljivao da će njegova prvobitna Hyperloop kompanija Boring graditi još nekoliko trasa ali se potom pogubio u jednom od svojih brojnih političkih projekata. Ne zaboravimo da je nekoliko mjeseci početkom ove godine proveo praktički kao ministar bez portfelja u vladi Donalda Trumpa gdje je bio zadužen za masovna otpuštanja državnih službenika koji po njegovom mišljenju nisu dovoljno privređivali.

Projekti Hyperloopa su u međuvremenu u SAD-u posustali, je li nešto ostalo od te ideje?

Svi Hyperloop projekti su u SAD-u zaustavljeni zbog ogromnih troškova i nedostatka ulagača. No jedan tim studenata iz nizozemskog Delft koji je pobjedio na Muskovom Hyperloop Pod natječaju, je svoju ideju prenio vlastima u Nizozemskoj gdje je prošle godine na sjeveru zemlje kod Groningena, pušetena u promet testna trasa. Ovi studenti na temlju iskustva koja su stekli na natječaju za Muskov Hyperloope rade na konkretnom projekt. Dakle iako Musk opet nije ništa izumio kao što nije izumio ni električni automobil, zaživio je zaboravljenu ideju koja bi, u slučaju da se pronađe financijski i tehnički prihvatljivo rješenje, moglo revolucionirati promet.

Studenti iz Delfta kažu kako je projekt Hyperloopa u SAD-u propao zbog toga što su ulagači jako brzo htjeli zaraditi puno novca te da nisu imali strpljenja za pružanje šanse da se projekt razvije.

Svi Muskovi projekti u ovom segmentu su propali. No to nije jedini projekt ovog poduzetnika?

Hieraktivni Musk je mnogo toga pokušao, od hyperloopa, do leta na Mars pa do robotaksija. Ništa od toga nije uspjelo ali onih nekoliko segmenata koji još uvijek donose novac, poput automobila Tesle, financiraju ostale projekte. Prije nekoliko mjesci je morao priznati da i njegova produkcija humanoidnih robota tapka na mjestu, prije svega zbog ovisnosti o dijelovima iz Kine. Izgleda da je i zajednica Geekova tj Nerdova ili štrebera čiji je guru dugo godina bio, okreće leđa. U mnogim glasilima tehch zajednice Musk je u međuvremenu postao predmet poruge zbog svojih silnih projekata budućnosti od kojih niti jedan nije u potpunosti zaživio.

Transrapid – priča o neuspehu

Nije da nemaju na šta da se oslone kada je reč o maglev-tehnologiji. Setimo se samo projekta Transrapid-voza sa kojim je Nemačka stupila na čelo maglev-tehologije. Još sedamdesetih godina je osnovan konzorcijum Transrapid internešnal (international), u koji su ušli Simens (Siemens), Tisen-Krup (Thyssen-Krupp) i drugi giganti. Još 1979. je predstavljen prvi Transrapid koji je vozio posetioce, stabilno lebdeo i postizao brzine veće od 400 km/h.

80-ih i 90-ih savezna vlada Zapadne Nemačke je ulagala milijarde maraka u taj projekat. Planirane su trase Hamburg-Berlin, Diseldorf – Bon i Minhen-aerodrom, ali ništa od toga nije realizovano zbog političkih trzavica ili finansijskih problema.

Prvi i jedini komercijalni uspeh Transrapid je ostvario u Kini koja je početkom 2000-ih od Nemačke kupila tehnologiju i otvorila trasu Šangaj-Pudong aerodrom sa najbržim komercijalnim vozom na svetu maksimalne brzine od 431 km/h.

A onda je u Nemačkoj na probnoj trasi u Latenu u Donjoj Saksoniji 2006. došlo do sudara Transrapida sa radnim vozilom na stazi i poginulo je 23-oje ljudi. Uzrok je bila ljudska greška u komunikaciji oko vozila ostavljenog na trasi, ali je tragedija snažno urušila poverenje u taj projekat, i 2011. je nemačka vlada odlučila da obustavi sva domaća ulaganja, probna trasa je zatvorena. To je bio kraj Transrapida u ovoj zemlji.

Nemački hiperlup – fantazija ili realan projekat?

Mnogi sada smatraju da bi hiperlup u Nemačkoj mogao da doživi sličnu sudbinu. Tehnologija sama po sebi ne garantuje uspeh i mora da se uklopi u ekonomske, društvene i političke realnosti. Mora imati jasno ekonomsko opravdanje. I mora biti nekako uklopljena u postojeću konfiguraciju zemljišta i postojećeg saobraćaja. Da li će cev hiperlupa morati da pr  olazi i kroz tunele? Kako će se prilaziti kapsulama u slučaju havarije? Da li se vreme putovanja između dva grada relevantno skraćuje ako imamo u vidu da ICE može da se kreće brzinom većom od 300 na sat?

Ili je to sve još samo jedna suvišna vizija i pokušaj da Nemačka ponovo postane perjanica industrijskog razvoja pa makar i posle 2040. godine? Možda će tada konačno jedan, i to baš nemački, projekat hiperlupa – zaživeti. Uz pomoć jedne trenutno potpuno nepoznate firme iz Berlina, od koje trenutno znamo bar ime direktora.