Polski Hyperloop – rozmowa z Amadeuszem Batheltem

Kilka lat temu Elon Musk wysunął projekt hyperloopu – nowatorskiego środka transportu, mającego stać się poważną konkurencją dla kolei i lotnictwa. O przyszłości tego pomysłu rozmawiałem z Amadeuszem Batheltem, członkiem zespołu HyperLodz Team.

Wobec ostatnich sukcesów oraz ekstremalnie ambitnych zapowiedzi SpaceX, łatwo zapomnieć o nieco bardziej przyziemnych przedsięwzięciach chodzących po głowie miliarderowi zza oceanu. Przy czym “przyziemny” nie oznacza tu wcale projektu nudnego czy skromnego! Jeśli futurystyczny koncept wypali, hyperloop może okazać się dla XXI stulecia tym, czym kolej żelazna dla wieku XIX. Pomysł polega na połączeniu ważnych ośrodków miejskich potężnymi rurami, wewnątrz których – przy niskim ciśnieniu, niwelującym opór powietrza – rozpędzane będą niewielkie kapsuły, rozwożące towary i ludzi z prędkościami sięgającymi 1200 km/h. Chyba nie muszę wspominać, że dotychczas takie osiągi pozostawały absolutnie niedostępne dla pojazdów lądowych. Przykładowo: słynny francuski pociąg TGV, nie dociąga nawet do połowy tego wyniku. 

W Polsce nazwę hyperloopu wciąż kojarzy niewiele osób (jak widzę, nie ma nawet polskojęzycznej notki na Wikipedii). Tym przyjemniej było mi spostrzec, że pewna grupa studentów z Politechniki Łódzkiej, dosłownie żyje tematem i zapragnęła dołożyć swoją cegiełkę do nadciągającego przełomu. Pierwszy krok już za nimi: pomysły drużyny HyperLodz Team, dały jej przepustkę do finału tegorocznego konkursu organizowanego przez SpaceX w Teksasie. Właśnie na temat tego doświadczenia oraz idei hyperloopu, udało mi się zamienić kilka interesujących zdań z Amadeuszem Batheltem – członkiem HyperLodz Team.


Hyperloop Polska
Członkowie zespołu HyperLodz.

Nie mogę nie zapytać o motywację. Dlaczego polscy studenci postanowili poświęcić się akurat zagadnieniu hyperloopów? Urzekła Was wizja nowego wymiaru komunikacji? Wierzycie w finansowy sukces? Czy może jeszcze coś innego?

Myślę, że w każdym z nas jest zainteresowanie nowymi technologiami. Pamiętam, że będąc dzieckiem w różnych gazetach najbardziej interesowały mnie strony z nowinkami technicznymi. Chyba każdy woli robić coś nowego, czego nikt nigdy wcześniej nie zrobił, zamiast wtórnych rzeczy „do szuflady”. Stąd nasze zainteresowanie SpaceX i ich projektami. Śledziliśmy na bieżąco ich poczynania, więc gdy tylko okazało się, że możemy być częścią innowacyjnego projektu, postanowiliśmy spróbować. Zupełnie nie myśleliśmy wtedy o finansowych korzyściach, które mogłyby z tego wyniknąć i, prawdę mówiąc, nawet teraz nie za bardzo widzę możliwości korzyści finansowych dla nas. Zaczynaliśmy bardziej z chęci robienia czegoś nowego, wierząc, że to co robimy może mieć wpływ na przyszłość.

Muszę również wspomnieć o tym jak wspaniałą rzecz zrobił Elon Musk. Używając swojego autorytetu i tego jak odbierają go ludzie, zmobilizował tysiące osób do pracy nad jego pomysłem. Przy minimalnych kosztach rozwinął całą teoretyczną część projektu. Myślę, że jest to niesamowita sprawa, bo wszyscy na tym zyskują.

Domyślam się, że chodzi Ci o zysk – mówiąc pompatycznie – ludzkości jako takiej. A co z zyskiem dla Was, czyli osób biorących udział w przedsięwzięciu? Wiem, że nie ma z tego (jeszcze) pieniędzy. Ale inne profity? Jakaś obietnica współpracy w przyszłości, dla najlepszych? Pytam nieprzypadkowo, bo podobno w związku a amerykańskim prawem SpaceX i tak ma kłopot z zatrudnianiem talentów spoza USA.

Największym zyskiem dla nas było zebranie doświadczenia i poznanie ludzi. Mogliśmy zająć się tematami, jakimi nikt w żadnej firmie by nas nie obarczył. Dzięki temu mamy przewagę na rynku pracy. Ale też nie jest tak, że firmy walą do nas drzwiami i oknami, chcąc nas zatrudnić. Podczas konkursu rozmawialiśmy ze SpaceX-em o pracy. I niestety, rzeczywiście jest im dużo łatwiej zatrudnić kogoś z USA i nie mieć dodatkowych problemów, niż angażować kogoś spoza. Niestety nie ma żadnych obietnic, zapewnień ani niczego innego co może nam dawać większe szanse na karierę w SpaceX. Może zmieni się to w tym roku, bo jednak skala trudności konkursu znacznie wzrosła.

Co Twoim zdaniem umożliwi hyperloopowi sukces i wygryzienie konkurencji? I której konkurencji?

Hyperloop będzie największą konkurencją na dystansach około 500 kilometrów. Dla samochodów i pociągów jest to za długi i zbyt czasochłonny dystans, podczas gdy dla samolotów straty czasu na dojazdy do i z lotnisk, są niewspółmierne do zysków, które daje prędkość przelotu. Z drugiej strony, głównym kosztem hyperloopa jest budowa toru, więc bardzo długie odcinki mogą być to po prostu nieopłacalne. Musimy pamiętać również o tym, że żeby budowa i eksploatacja były opłacalne, odpowiednia liczba osób musi chcieć z niego korzystać. Według pierwotnych założeń Elona, każda 30 osobowa kapsuła ma startować co 30 sekund. Daje nam to więc 3600 osób na godzinę, co sprawia, że taki środek transportu musi być położony pomiędzy metropoliami. Myślę, że hyperloop nie wygryzie całkowicie konkurencji, za to może im zabrać znaczną część tych klientów którzy podróżują pomiędzy dużymi miastami.

Na jakim etapie znajduje się obecnie całe przedsięwzięcie? Z tego co wiem, dopiero planowana jest budowa prototypowego, bodajże kilometrowego odcinka “rury”?

Została ogłoszona druga edycja konkursu. Tym razem drużyny będą musiały wybudować swoje prototypy, które w wybudowanej przez SpaceX rurze o długości 5000 stóp będą musiały rozpędzić się do jak najwyższej prędkości i wyhamować. W torze będzie ciśnienie od 1/10 do 1 bara, zależnie od tego jakie ciśnienie wybierze drużyna. Myślę, że będzie to znaczny postęp w technologii, gdyż tak samo jak w pierwszej edycji, bardzo wiele drużyn spojrzy na ten sam problem z różnych stron i będzie rywalizowało aby być tą najlepszą.

Prototyp tunelu hyperloopu
Prototyp tunelu hyperloopu.

No właśnie, konkurs. Na początku tego roku zespół zakwalifikował się do finału konkursu w Teksasie, podczas którego zaprezentowaliście autorski projekt kapsuły. Z tego co słyszałem w jednym z telewizyjnych wywiadów, priorytetowo potraktowaliście kwestię bezpieczeństwa. Zapytam więc najpierw: co jest najmniej pewnym elementem hyperloopu? Elon przekonywał, że może on stać się najbezpieczniejszym środkiem transportu, ale konieczność utrzymania niskiego ciśnienia oraz gigantyczne prędkości mogą budzić wątpliwości.

Na pewno jest to bardziej bezpieczny środek komunikacji niż samochód czy samolot. W stopniu bezpieczeństwa porównałbym go do metra, które również jedzie po torze, w którym nie ma możliwości kolizji z innym pojazdem przecinającym jego tor. Wydaje mi się, że największym niebezpieczeństwem dla pasażerów mogą być przeciążenia podczas awaryjnego hamowania, dlatego podczas projektowania trzeba będzie zwrócić szczególną uwagę na stosunek tego jak bardzo szybko chcemy zahamować versus do jakich przeciążeń możemy dopuścić. Wielokrotnie pytano mnie również, co w przypadku ataku terrorystycznego. Odpowiedź jest dość bolesna, ale taka sama jak w przypadku każdego innego środka transportu: ludzie zginą. Jedyną różnicą jest to, że gdy atak terrorystyczny następuje w samolocie, poprzez jego ładowność ginie znacznie więcej ludzi niż w przypadku hyperloopa, gdzie do każdej kapsuły może wejść ok. 30 osób.

30 osób w kapsule, ale co z konsekwencjami nagłego rozszczelnienia tunelu?

Kapsuły są hermetyczne, więc w momencie rozszczelnienia tunelu zacznie działać na nie opór powietrza, ale nic poza tym nie powinno się stać. Zaczną jeszcze bardziej zwalniać, co dodatkowo nam pomoże wyhamować kapsuły. Oczywiście, w zależności od momentu, w którym kapsuły będą na torze, będą miały różną prędkość, więc niektóre mogą nie wyhamować przed niebezpieczeństwem. Jednak nawet przy stosunkowo wolnym (jak na taką sytuację) hamowaniu, wywołującym przeciążenia rzędu 1g w kapsule, hamowała by ona około 30 sekund, co uchroniłoby ją przed uderzeniem w kapsułę przed nią. Inne niebezpieczeństwa mogą być spowodowane rozwiązaniami technicznymi zastosowanymi w finalnej wersji hyperloopa, ale na tym etapie nie powinno być żadnych problemów spowodowanych rozszczelnieniem toru.

I tu od razu nasuwa mi się następne pytanie. Jak “technicznie” planuje się rozwiązać kwestię wsiadania i wysiadania z hyperloopu? Czy kapsuła będzie cały czas w próżniowej rurze, czy dopiero po załadowaniu do niej trafi? Niby szczegół, ale szalenie frapujący.

Zapewne musiałaby istnieć śluza, do której wjeżdżałaby kapsuła, a z której po wjechaniu wypompowywanoby powietrze. Myślę, że takie proste rozwiazanie byłoby najlepsze. Dużo ciekawszą rzeczą, jest rozwiązanie pozwalające na wysyłanie kapsuł co 30 sekund. No bo jak zapakować pełną kapsułkę 30 osób w 30 sekund? Przecież nie możemy dać ludziom tak krótkiej chwili na wejście i liczyć, że nie będzie problemów.

Rozwiązaniem jest użycie rozwiązania znanego z pociągów. Na „dworcu” czyli naszej stacji początkowej, byłoby wiele „peronów”, których tory schodziłyby się w jeden. Mogłoby to wyglądać trochę jak menora, tylko z większą liczbą odłączeń. Początkowo, projektując hyperloopa, zakładaliśmy użycie silników elektromagnetycznych firmy Arx-pax. Pozwoliłyby one na stworzenie z kapsuły takiego hooverboarda jak w „Powrocie do przeszłości”, który mógłby latać w dowolnych kierunkach i, w przeciwieństwie do Magleva, lewitować nawet przy zerowych prędkościach. Dzięki temu, nasza stacja początkowa mogłaby być wielkim „lodowiskiem” po której poruszałyby się kapsuły, bez potrzeby budowania osobnych torów. Niestety technologia firmy Arx Pax w dalszym ciągu nie jest wystarczająco wydajna i w tym momencie nie jest w stanie sprostać naszym wymaganiom technicznym.

Mógłbyś jakoś scharakteryzować wasz koncept? Co go wyróżniało?

Tak jak wcześniej wspomniałeś, główny nacisk położyliśmy na bezpieczeństwo. Podczas projektowania staraliśmy się wziąć pod uwagę każdy możliwy scenariusz. Dlatego też m.in. postanowiliśmy odwrócić fotele oparciem do kierunku jazdy, aby w razie awaryjnego hamowania (które może spowodować w środku kapsuły przeciążenia rzędu np 3g przez 10 sekund, aby wyhamować z prędkości 1200km/h) pasażer nie musiał mieć ciągle napiętej szyi walcząc z przyspieszeniem, lecz jego głowa była oparta na zagłówku.

Dodatkowo, jako jedyna drużyna na konkursie pomyśleliśmy o stacjach awaryjnych rozstawionych o co mniej więcej 100 km (5 min podróży kapsuły), które nazwaliśmy By-Pass. Są to stacje, do której może zjechać, lub zostać odholowana kapsuła, w której nastąpiła jakaś awaria lub coś się stało któremuś z pasażerów. Dzięki temu moglibyśmy szybciej zareagować w przypadku np. Zawału serca jednego z pasażerów, lub zapobiec dłuższemu zakorkowaniu całego toru.

Makieta przedstawiająca By-Pass dla hyperloopu
Makieta przedstawiająca pomysł By-Pass.

Faktycznie bardzo przydatna rzecz. A jaką formę przyjmie? Będzie to jakaś odnoga, do której kapsuła będzie mogła zjechać w razie potrzeby?

Tak, dokładnie. W pewnym momencie, kapsuła mogłaby zjechać do innego toru, w którym mogłaby wyhamować. Tam mogłaby być dokonana wszelka pomoc przedmedyczna i wstępne naprawy. Pomogłoby to uniknąć zablokowania tunelu przez zepsutą kapsułę oraz sytuacji, w której ktoś umiera w kapsule, gdyż ta nie może zjechać. W kapsule nie będzie miejsca na reanimację człowieka, zatrzymanie kapsuły i reanimacja poza nią będzie jedyną opcją uratowania człowieka.

A jak same zawody? Jak dużą mieliście konkurencję i czy poza HyperLodz w finale znalazło się wiele ekip z Europy?

Na finałach konkursu byliśmy jedyną drużyną studencką z Polski. Oprócz nas z Europy było, z tego co pamiętam, 6 zespołów. Wszystko odbywało się w przyjaznej atmosferze, każdy chętnie dyskutował o swoich pomysłach. Było to też pewnie spowodowane tym, gdzie miały miejsce zawody. Odbywały się one bowiem w styczniu na uniwersytecie w College Station w Texasie. Jest to miasteczko stricte studenckie, gdzie ponad 50% mieszkańców to studenci. Dodatkowo było tam na tyle ciepło, że mogliśmy spokojnie chodzić w koszulkach z krótkim rękawem.

Mówi się o tym, że pierwsza nić mogłaby powstać między Wiedniem i Bratysławą, Los Angeles i San Francisco lub gdzieś w Arabii na początku przyszłej dekady. Ja zapytam jednak o polskie perspektywy. Przyznam szczerze, że wyobrażam sobie sytuację, w której porzucamy próby ratowania krajowych kolei i po prostu przeskakujemy na hyperloopy. Pochylając się nad nowymi technologiami, braliście w ogóle pod uwagę próby wdrożenia ich na miejscu? 

Głównym założeniem hyperloopa, było wybudowanie go pomiędzy Los Angeles a San Francisco. Pomiędzy tymi miastami, teren jest bardzo płaski co znacznie ułatwia budowanie toru. Dodatkowo, amerykańskim zwyczajem jest budowanie prostych autostrad, dookoła których jest wolna przestrzeń, dzięki czemu, można wybudować infrastrukturę wzdłuż nich. Jest to o tyle ważne, że przy tych prędkościach, każdy zakręt powoduje ogromne siły odśrodkowe, przez co należałoby przed nim zwalniać. A przecież głównym założeniem hyperloopa jest rozpędzić się i nie zwalniać. Co do aplikowania pomysłu w Polsce, owszem, jest to możliwe, ale przy zmianach założeń. U nas nie ma możliwości budowy prostych odcinków toru, co więcej ukształtowanie terenu również znacznie utrudniłoby projekt. Możliwym wyjściem byłoby pociągnięcie toru pod ziemią, co oczywiście wiąże się z dodatkowymi kosztami, ale dla takich prędkości może to być jedynym wyjściem.

Hyperloop Polska
Hyperloop w Polsce? Kto wie…

Trochę z innej sfery. Zakładam, że śledziłeś ostatnie wystąpienie Elona Muska w Guadalajarze, na temat perspektyw załogowego lotu na Marsa. Jednocześnie wiele osób podchodzi do SpaceX sceptycznie. Niektórzy twierdzą nawet, że to tylko rodzaj reklamy i do żadnej misji nie dojdzie. Czy ktoś z ekipy, mimo czerpania w jakimś stopniu z wizji Muska, podziela taki punkt widzenia? Nie łapią Was czasem wątpliwości? 

Oczywiście, mnie taki pomysł również wydaje się abstrakcyjny i trudno w niego uwierzyć, ale wydaje mi się, że Elon nie rzuca słów na wiatr. Już do tej pory zrobił już wiele rzeczy, których inni podejmowali się bez rezultatu. Musimy pamiętać, że aktualny postęp technologiczny jest niesamowity. 14 lat temu posiadanie telefonu komórkowego było czymś wyjątkowym, a teraz każde dziecko ma smartfona. Wtedy dane zgrywało się na płyty CD o pojemności 700 Mb (jeśli ktoś miał nagrywarkę), a teraz pendrive 32Gb jest czasami dodawany gratis. Myślę, że wiara w zapewnienia Muska nam nie szkodzi, a aktualny rozwój technologiczny sprawia, że są one prawdopodobne.

To jak obstawiasz: Mars do 2023? Szczerze. 🙂

Myślę, że szybciej będziemy na Marsie, niż w naszej Łodzi powstanie w pełni sprawna linia metra. Czy w 2023? Głupio się przyznać, ale wierzę w to. Może i są to bajki, ale miło w nie wierzyć.

Oby. Trzymam kciuki zarówno za Marsa jak i sukces hyperloopu. Wielkie dzięki za wywiad.

Również dziękuję.

Z Amadeuszem Batheltem rozmawiał
Adam Adamczyk

Bozon Higgsa, czyli dawca masy, czasu i nie tylko Hipoteza to nie teoria. Zapamiętaj! Kim jest kwantowy obserwator?