Гиперлуп (МФА: [haipə' lu:p], с англ. — «гиперпетля») — проект вакуумного поезда , предложенный в 2013 году американским венчурным предпринимателем Илоном Маском . До конца не реализован, однако попытки Маска добиться разрешения глав многих государств на использование этих поездов до сих пор продолжаются. На сегодняшний день построены испытательные полигоны в Хоторне (компания SpaceX, длина трассы 1,5 км) и Лас-Вегасе (компания Virgin Hyperloop One[англ.], длина 0,5 км) . Возводится также полигон в Тулузе (компания HyperloopTT[англ.], участки длиной 1 км и 320 м) . Максимальная достигнутая на испытаниях скорость порядка 450—460 км/ч[1].
Заключены соглашения о строительстве эксплуатационных трасс длиной 10 км в городах Дубай и Тунжэнь (компания HyperloopTT), сроки реализации проектов неизвестны . Принадлежащая Илону Маску Boring Company возводит тоннель между городами Балтимор и Вашингтон .
В декабре 2023 года было сообщено о прекращении деятельности компании Hyperlooр One. К настоящему времени ни одной трассы построено не было[2].
Однако работу над аналогичным проектом продолжила в Китае компания CASIC, и в феврале 2024 года она испытала в тестовом двухкилометровом тоннеле капсулу на магнитной подушке, которая набрала скорость свыше 623 километров в час, побив предыдущий рекорд среди поездов на магнитной подушке[3].
Впервые концепция вакуумного поезда была предложена американским ученым Робертом Годдардом в 1904 году[4].
Первый проект движения поездов в вакууме в России был предложен в 1911 году российским ученым Борисом Вейнбергом. По его замыслу, внутри трубы, из которой откачан воздух, должна была перемещаться капсула. Она приводилась в движение с помощью «электромагнитной пушки» и теоретически могла развивать скорость 800—1000 км/ч. Учёный провёл опыты в Томском технологическом институте по перемещению капсулы в трубе, но воплощению идеи помешала Первая мировая война.
В целом история движения поездов в вакууме описана во множестве источников задолго до 2013 года, что отражено в публикации «Магнитолет профессора Вейнберга».
Идея Hyperloop возникла в ответ на правительственный проект высокоскоростной железной дороги California High-Speed Rail[англ.], которая к 2029 году должна соединить Лос-Анджелес и Сан-Франциско. «Высокоскоростная» линия предполагает движение поездов со скоростью свыше 322 км (200 миль) в час[5], стоимость проекта в опубликованном в апреле 2012 года бизнес-плане была оценена в $68,4 млрд.[6][7] По этому поводу Илон Маск заявил, что калифорнийская дорога станет самой медленной среди скоростных железнодорожных магистралей мира и при этом самой дорогой в пересчёте на милю[8].
Впервые Маск упомянул о Hyperloop в интервью с Сарой Лэйси[англ.], которое дал в июле 2012 года на мероприятии PandoDaily[англ.] в Санта-Монике. Предприниматель пообещал, что новое транспортное средство будет в 2 раза быстрее самолёта и в 3—4 раза быстрее скоростного поезда, время в пути от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (расстояние 561 км по прямой) займёт всего 30 минут[9]. Позже Маск сделал ещё ряд громких заявлений: проект окажется в 10 раз дешевле по сравнению с California High-Speed Rail; транспорт не будет подвержен авариям; дорога должна работать от солнечной энергии; пассажирам не придётся подстраиваться к расписанию, ибо транспортные капсулы[англ.] будут двигаться с короткими интервалами, как в метро; все спецификации окажутся в свободном доступе[10]. Наконец, в августе 2013 года была опубликована 58-страничная «альфа-версия» проекта[11][12][13].
Илон Маск подавал свою идею как пятый вид транспорта после поезда, самолёта, автомобиля и корабля[8]. По его словам, это нечто среднее между «Конкордом», рельсотроном и столом для аэрохоккея[14]. Hyperloop был задуман как расположенный на опорах надземный трубопровод, внутри которого со скоростью от 480 до 1102 км/ч (в зависимости от ландшафта[14]) с интервалом в 30 секунд в одном направлении перемещаются одиночные транспортные капсулы длиной 25—30 м. Предусмотрены два варианта системы[11]:
Ключевым фактором обнародованной 12 августа 2013 года[6] концепции было стремление к дешевизне системы. Поэтому Маск взял за основу модель вакуумного поезда[6], преимуществом которого является отсутствие необходимости преодолевать трение опоры и встречное сопротивление воздуха. Однако предприниматель усовершенствовал идею: по его мнению, нет смысла стремиться к достижению в трубе полного вакуума. Достаточно поддержания форвакуума, а именно давления в 100 Па (это 1/1000 от атмосферного давления) — дальнейшее снижение давления невыгодно, потому что ведёт к экспоненциальному росту затрат. В то же время поддерживать форвакуум можно с помощью насосов умеренной мощности и стенок трубы из обычной стали толщиной 20—25 мм[11].
Однако на предусмотренной проектом скорости транспортное средство всё равно сталкивается с набегающими воздушными массами. Маск решил использовать их для создания воздушной подушки: расположенные в носу транспортной капсулы специальные направляющие и вентилятор должны перенаправлять встречный поток воздуха под днище. В условиях форвакуума для создания воздушной подушки достаточно будет обеспечить давление в 9,4 кПа, что потребует подачи всего 200 г воздуха в секунду. Тем самым Маск отказывается от гораздо более дорогой в реализации идеи магнитной подушки[11].
Капсула должна приводиться в движение линейным электродвигателем. Статором послужит алюминиевый рельс длиной 15 м на полу трубы[14], который нужен только через каждые 110 км[6]. Ротор будет находиться в каждой капсуле, при этом требуемая постоянная мощность составляет всего 100 кВт. Поскольку система будет приводиться в движение электричеством, предусмотрено получение энергии с помощью солнечных батарей. Они должны вырабатывать 57 МВт электроэнергии при потребности системы только в 21 МВт. Поскольку статор выполняет не только ускорение, но и торможение, в последнем случае кинетическая энергия капсулы также преобразуется в электрическую. От продажи излишков энергии планируется выручать $25 млн ежегодно, что создаст дополнительный источник финансирования эксплуатационных расходов[14]. Как результат, билет в один конец должен стоить $20, и при общей стоимости системы $7,5 млрд окупаемость проекта будет достигнута за 20 лет[11].
На случай возникновения аварийных ситуаций предусмотрено следующее[11]:
Проведённое в сентябре 2013 года работниками Ansys[англ.] компьютерное моделирование показало, что идея осуществима, однако нуждается в доработке. Необходимы корректировки следующего рода[15]:
В ноябре того же года в своём блоге на сайте компании The MathWorks Ги Руло (англ. Guy Rouleau) поделился результатами собственного моделирования, которое показало, что по условиям трассы между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско скорость 1220 км/ч будет недостижима[16].
В январе 2015 года на ежегодной конференции Американского института аэронавтики и астронавтики[англ.] (AIAA SciTech 2015) специалисты NASA Glenn Research Center[англ.] представили свои результаты моделирования, выполненного в открытой программной среде OpenMDAO[англ.]. Ключевыми их выводами стало то, что диаметр трубы надо увеличить примерно в 2 раза, а опасение нагрева капсулы из-за трения воздуха является преувеличенным[17]. Материалы, связанные с данным моделированием, выложены на GitHub[18].
Наработки конкурирующих команд пока далеки от завершённости. Так, HTT отказался от использования воздушной подушки, поскольку она может создать проблемы с управлением, и выбрал магнитную левитацию[19]. Virgin Hyperloop One тоже предпочёл магнитную левитацию, только не активную (как у маглева), а пассивную. Эта технология разработана в Ливерморской национальной лаборатории, она предполагает, что постоянные магниты прикреплены к капсуле, тем самым движутся над проводящей поверхностью[20].
Абсолютные рекорды скорости (457 и 463 км/ч) были установлены 22 июля в 2018 и 2019 годах студенческой командой WARR Hyperloop из Мюнхенского технического университета, победительницей всех трёх соревнований Hyperloop pod competition[англ.]. К настоящему моменту не построено ни одной трассы Hyperloop, где капсула приводилась бы в движение методом электромагнитной катапульты, как в классической концепции вакуумного поезда. Поэтому участники соревнований должны были создавать самодвижущиеся капсулы на электрических двигателях. 70-килограммовая капсула команды из Мюнхена оснащена восемью электромоторами суммарной мощностью 240 кВт[1][21].
22 июля 2019 года на конкурсе SpaceX Hyperloop Pod команда Мюнхенского университета установила очередной скоростной рекорд, разогнав капсулу Hyperloop до 463 км/ч[22][23].
Поскольку Маск объявил, что сам заниматься реализацией Hyperloop не собирается, появилось несколько групп энтузиастов, которые решили воплотить проект в жизнь самостоятельно[12]. Уже спустя месяц после публикации «альфа-версии» группа специалистов Ansys[англ.] во главе с Сандипом Совани (англ. Sandeep Sovani) провела компьютерное моделирование, которое показало принципиальную возможность реализации идеи[15]. Результаты моделирования побудили оказать проекту поддержку со стороны краудсорсинговой платформы JumpStartFund[англ.], в ходе голосования на которой проект получил более 300 голосов[24].
Для реализации идеи было решено создать компанию Hyperloop Transportation Technologies[англ.] (HTT или HyperloopTT), ключевыми фигурами которой являются сооснователь JumpStartFund Дирк Алборн[англ.] и президент SpaceX Гвинн Шотвелл[12]. Бизнес-модель компании не совсем обычна: она объединяет волонтёров, которые трудятся бесплатно, рассчитывая в случае успеха на долю возможной выручки с проекта[25]. На сегодня проект собрал 200 добровольцев из Cisco Systems, Boeing, Гарвардского университета и Школы архитектуры и дизайна Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе[англ.]. Сотрудничество такой массы людей основано на том, что проект разбит на мелкие задачи. Взаимодействие участников обеспечивается с помощью Google Docs и еженедельных групповых видеоконференций[12][26].
В феврале 2015 года объявлено о том, что HTT достигла соглашения с девелопером эко-города Долина Квэя[англ.], возведение которого должно начаться в 2016 году в округе Кингс штата Калифорния, о строительстве там первой 8-километровой трассы. Необходимые для строительства $100 млн компания надеялась привлечь с помощью IPO[27]. В марте 2016 года Дирк Алборн объявил о подписании с правительством Словакии договора о строительстве трассы, которая соединит Братиславу с Веной и Будапештом. Время поездки по ней должно составлять восемь минут. При этом сроки реализации проекта Алборн не обозначил[28].
В июле 2017 года Алборн заявил, что его компания заказала создание первой капсулы для полевых испытаний у испанского производителя авиационных фюзеляжей Carbures[исп.] и получила территорию для строительства научно-исследовательского центра в Тулузе (Франция)[29]. Выбор маршрута первой эксплуатационной линии был осуществлён в апреле 2018 года. Это будет трасса длиной 10 км между аэропортом Аль-Мактум и местом проведения выставки Экспо-2020 в Дубае (ОАЭ). Соответствующее соглашение было заключено с Aldar Properties. При этом глава HyperloopTT не спешит называть конкретные сроки окончания строительства. Ожидается, что в будущем трасса свяжет Дубай с Эр-Риядом (Саудовская Аравия). Тогда же было объявлено о начале строительства испытательного полигона в Тулузе, состоящего из двух участков — длиной 320 м для грузовых капсул и длиной 1 км для пассажирских. Завершение пассажирской трассы планируется на июль-август[30][31].
В июле 2018 года был выбран второй маршрут: HTT учредил совместное предприятие с муниципалитетом китайского города Тунжэнь для строительства 10-километровой трассы между городом и местным аэропортом Tongren Fenghuang Airport[англ.]. Стоимость проекта оценена в $295 млн. На втором этапе планируется продлить дорогу до горы Фанцзиньшань[англ.], в этом случае протяжённость маршрута вырастет до 50 км[21][32].
В конце февраля-начале марта 2019 года компания объявила о завершении строительства в Тулузе первой испытательной трассы длиной 320 м, начало испытаний назначено на апрель. Тогда же в испанском городе Эль-Пуэрто-де-Санта-Мария впервые представлена пассажирская капсула Hyperloop в натуральную величину. Капсула имеет длину 15 метров при массе 5 тонн, рассчитана на 28-40 пассажиров[33].
Другая команда сформирована Шервином Пишеваром[англ.] — первым инвестором Uber, основателем венчурного фонда Sherpa Ventures, крупным спонсором Демократической партии США. На конференции All Things Digital[англ.] в мае 2013 года Пишевар публично просил Маска обнародовать детали Hyperloop. После публикации три месяца спустя подробностей проекта Пишевар добился аудиенции у президента Обамы, после чего президент поручил Бюро по научно-технической политике своей администрации изучить идею. Постепенно Пишевар привлёк в компанию, которую назвал Hyperloop Technologies Inc. (Hyperloop Tech), следующих партнёров: сооснователя Palantir и совладельца венчурного фонда Formation 8[англ.] Джо Лонсдэйла[англ.], руководителя победной для Обамы президентской кампании 2012 года[англ.] Джима Мессину[англ.], основателя Space Adventures и главу фонда X Prize Питера Диамандиса, члена «мафии PayPal» Дэвида Сакса[англ.]. Последний стал сопредседателем компании и привлёк к работе над проектом «гуру SpaceX» инженера Кевина Брогана, сменившего имя на Брогана Бемброгана (англ. Brogan BamBrogan)[12].
Hyperloop Tech начиналась в гараже Бемброгана в местечке Лос-Фелис[англ.], затем переехала в здание бывшей фабрики мороженого. В планах компании построить опытную трассу, строительство которой оценено в $80 млн, не считая $8,5 млн затрат на инжиниринг и дизайн. На тему выбора участка для строительства уже полноценной трассы были проведены переговоры с Энтони Марнеллом III (англ. Anthony Marnell III), владельцем Marnell Corrao Associates[англ.] — крупнейшего американского строителя казино. Марнелл давно намеревается соединить Лас-Вегас высокоскоростной железнодорожной линией с Западным побережьем США и является одним из инвесторов проекта XpressWest[англ.], которому принадлежит право на возведение подобной дороги[12].
В ходе двух раундов инвестиций компания смогла привлечь более $92,6 млн.[20] Среди инвесторов оказались Sherpa Ventures, EightVC, ZhenFund, Национальная компания французских железных дорог, Oerlikon Leybold Vacuum[англ.] (одним из акционеров является Виктор Вексельберг), а также российский венчурный фонд Caspian VC Partners (представляет интересы Зиявудина Магомедова)[34][35].
11 мая 2016 года в жизни компании произошло два знаковых события. Во-первых, во избежание путаницы с HTT, она была переименована в Hyperloop One[англ.]. Во-вторых, в городе Норт-Лас-Вегас (Невада) на открытом воздухе было проведено испытание двигателя для Hyperloop[35]. Впрочем, не менее важной новостью из стана Hyperloop One стал на тот момент иск уволившегося Бемброгана к Пишевару, Лонсдэйлу и CEO компании Роберту Ллойду[36]. В то же время один из акционеров проекта, Caspian VC Partners, презентовал на втором Восточном экономическом форуме во Владивостоке план строительства ветки Hyperloop длиной около 65 км по маршруту Хуньчунь (Китай) — порт Зарубино. Средняя скорость движения должна составить около 740 км/ч, инвестиции оцениваются в 30-40 млрд рублей, срок реализации — в 5 лет[37].
В мае 2017 года компания провела первое полноценное полевое испытание системы. Испытание проводилось на тестовом участке под названием DevLoop, строительство которого завершено месяцем ранее в пригороде Лас-Вегаса. Протяжённость участка составляет 500 м, диаметр трубы — 3,3 м. Пассажирская капсула разогналась до 113 км/ч[38], а 29 июля скорость удалось поднять до 310 км/ч[39]. По словам З. Магомедова, который стал сопредседателем совета директоров Hyperloop One, при тех же технических характеристиках системы скорость на дистанции 2 км увеличится до 1 000-1 200 км/ч[40].
В сентябре того же года компания закрыла третий раунд привлечения инвестиций в размере $85 млн. В результате общая сумма инвестиций составила $245 млн, а оценка стартапа превысила $700 млн.[41] В следующем месяце глава Hyperloop One Роб Ллойд (англ. Rob Lloyd) дал пресс-конференцию, где заявил, что ожидает начала реализации первого транспортного проекта в 2019 году с запуском во временную эксплуатацию в 2021 году. По его мнению, строительство вакуумных трасс на треть дешевле высокоскоростных железных дорог, в то время как скорость поездки в 2-3 раза выше. Также он высказал предположение, что билет для поездки на расстояние 50-60 км будет стоить $5[42].
15 декабря 2017 года компания смогла разогнать свою капсулу до рекордной пока скорости 387 км/ч, а днём ранее из-за сексуального скандала Hyperloop One покинул её основатель Ш. Пишевар. Освободившееся место занял один из новых акционеров Ричард Брэнсон, компания стала называться Virgin Hyperloop One[43].
В феврале 2018 года компания заключила с правительством Индии соглашение о строительстве трассы в штате Махараштра, между городами Пуна и Мумбаи. Предполагается, что после 6-месячного исследования проекта Virgin Hyperloop One возведёт в течение 2-3 лет демонстрационную трассу, а в течение следующих 5-7 лет — и полноценную дорогу[44]. В начале мая объявлено о том, что компания создала совместное предприятие с портовым оператором DP World, которое будет называться DP World Cargospeed. Оно задумано как оператор грузоперевозок на технологиях Virgin Hyperloop One[45]. Несколькими днями позже принадлежащая BMW дизайнерская студия Designworks[англ.] представила концепт салона пассажирской капсулы[46].
В октябре 2018 года Брэнсон покинул пост главы совета директоров из-за конфликта с властями Саудовской Аравии, вызванного убийством журналиста Джамаля Хашогги[47]. Освободившееся место занял руководитель DP World Султан Ахмед бен Сулайем[англ.], а должность CEO получил Джей Уолдер[англ.], ранее возглавлявший MTR Corporation[48].
28 июля 2019 года компания подписала соглашение с правительством Саудовской Аравии о строительстве самого длинного полигона (35 километров) для вакуумного поезда Hyperloop[49].
В ноябре 2020 года компания осуществила пробную перевозку двух пассажиров примерно на 500 метров в специальной капсуле, проходящей в вакуумном туннеле на испытательном полигоне Virgin Hyperloop в Неваде. Капсула развила скорость 170 км/ч, вся поездка заняла 6,25 секунды. В настоящее[какое?] время компания строит десятикилометровую испытательную трассу в Западной Вирджинии и планирует запустить коммерческий вакуумный поезд в 2021 году[50].
Как оказалось, Илон Маск тоже не готов совсем отказаться от реализации проекта. В январе 2015 года он заявил на Техасском транспортном форуме, что собирается построить пробную трассу Hyperloop длиной 8 км, и лидирующее место в списке потенциальных участков для строительства принадлежит Техасу[12][51].
В июне того же года SpaceX объявила конкурс на дизайн пассажирской капсулы. Капсулы предполагалось испытать в ходе гонок на пробной трассе в калифорнийском Хоторне, где расположена штаб-квартира компании[52]. Соревнование получило название Hyperloop pod competition[англ.]. В январе 2016 года на базе Техасского университета A&M в Колледж-Стейшен состоялся первый этап, на котором были отобраны 22 лучшие команды. Все они получили право испытать свои модели на настоящей трассе в ходе второго этапа. Главный приз достался команде Массачусетского технологического института[53].
Первоначально проведение финального этапа Hyperloop pod competition ожидалось в середине августа того же года[54], но было отложено. SpaceX объявила о начале строительства испытательной трассы длиной 1500 м и с диаметром трубы 1,8 м только в начале сентября 2016 года[55]. В итоге заключительный этап состоялся 27 августа 2017 года. Первое место на нём завоевала команда из Мюнхенского технического университета, чья капсула развила скорость 327 км/ч[56]. Впрочем, рекорд немцев продержался всего несколько дней, ведь 31 августа Маск продемонстрировал капсулу, созданную совместно компаниями SpaceX и Tesla, которая смогла достичь скорости 355 км/ч[57].
В середине октября Маск получил первое официальное разрешение на строительство полноценной трассы Hyperloop. Участок протяжённостью примерно 16,58 км должен связать окраину Балтимора с территорией Ганновер[англ.] (штат Мэриленд). Ожидается, что дорога станет в дальнейшем частью маршрута Вашингтон — Нью-Йорк с остановками в Балтиморе и Филадельфии. Трасса будет строиться в подземном исполнении, тоннель должна построить Boring Company Илона Маска[58]. В феврале 2018 года Маск получил разрешение на подготовку места строительства станции и первичные земляные работы на пустыре в северо-восточной части Вашингтона[59].
В 2019 году Институт проблем естественных монополий (ИПЕМ) опубликовал экспертное мнение[60] об экономической целесообразности строительства линии Гиперлупа между Москвой и Санкт-Петербургом длиной 650 км и о потенциальной стоимости билета для пассажиров. Рассмотрены три варианта: однотрубное исполнение без гос. субсидии и двутрубное с государственной субсидией в объёме 50 % и без таковой. Оценка капитальных затрат произведена на основе технико-экономического обоснования строительства линии Стокгольм-Хельсинки без учёта стоимости выкупа земли под линию. Вместимость капсул соответствует заявленной НТТ: 28 или 40 мест, минимальные интервалы — 6 минут, предельная скорость — 1102 км/ч, полные перегрузки — не более 1,5g. Срок окупаемости принят равным 20 годам. Результаты проведённых оценок показали, что: