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Forschung Münchener Studenten helfen Elon Musk bei seiner Hyperloop-Vision

Ein Team der TU München hat erneut den Hyperloop-Wettbewerb gewonnen. Was hinter der Technik steckt, die den Verkehr revolutionieren soll.
Update: 22.07.2019 - 17:46 Uhr Kommentieren
Der Hyperloop soll einmal den Personen- und Gütertransport revolutionieren – und beispielsweise das Verkehrschaos in Großstädten beseitigen. Quelle: AFP
SpaceX Hyperloop Pod Competition

Der Hyperloop soll einmal den Personen- und Gütertransport revolutionieren – und beispielsweise das Verkehrschaos in Großstädten beseitigen.

(Foto: AFP)

Düsseldorf Elon Musk hat viele Visionen. Er will die Autoindustrie elektrifizieren, den Mars besiedeln und mit 1200 Kilometern pro Stunde durch luftleere Röhren reisen. Der Chef des Elektroautobauers Tesla und der Raketenfirma SpaceX plant, mit sogenannten „Hyperloops“ den Schienenverkehr zu ersetzen.

So soll die Reisezeit auf Strecken bis zu 1500 Kilometer drastisch gesenkt werden. Studenten der Technischen Universität München (TUM) helfen Musk bei der Realisierung dieser Vision.

In der Nacht zum Montag gewann das Team „TUM Hyperloop“ zum vierten Mal in Folge die „SpaceX Hyperloop Pod Competition“ in Los Angeles. Musk hat den weltweiten Wettbewerb unter Universitäten im Jahr 2015 ausgeschrieben, den die TU München seither dominiert.

Mit 463 Kilometern pro Stunde rauschte die 170 Zentimeter lange und 50 Zentimeter breite Kapsel, im Fachjargon „Pod“ genannt, durch die nahezu luftleere Röhre und übertraf die zweitplatzierten Wettbewerber – Studenten der ETH Zürich – um mehr als 200 Kilometer pro Stunde.

„Der Pod ist das Ergebnis einer vierjährigen Evolution“, sagt TUM-Hyperloop-Teammanager Toni Jukic. „Wir haben jedes Jahr dazugelernt und diese Erkenntnisse umgesetzt.“

Bei der zweiten Austragung des Wettbewerbs vor zwei Jahren erreichten die Münchener mit ihrer Kapsel eine Geschwindigkeit von 324 Kilometer pro Stunde, ein Jahr darauf 467 Kilometer pro Stunde. Das diesjährige Ziel waren eigentlich 600 Stundenkilometer. Warum es nicht erreicht wurde, wollte das Münchener Team nicht verraten.

Transrapid in der Röhre

Das Konzept für den Hyperloop hatte Elon Musk 2013 veröffentlicht. Doch wie beim Elektroauto stammt auch die Idee zum Bau eines Hyperloops nicht vom Tesla-Chef selbst. Erste Konzepte gehen bis auf das 18. Jahrhundert zurück.

1799 ließ der Brite George Medhurst zunächst seine Idee der atmosphärischen Eisenbahn patentieren, bei der Züge über einen Kolben per Luftdruck angetrieben werden. Einige Jahre später kam Medhurst die Idee, die Luft innerhalb von Tunneln abzupumpen, um Fahrzeuge ohne großen Luftwiderstand durch die Röhren zu bewegen. Medhursts Idee jedoch schaffte es nie über die Rohrpost hinaus.

Doch das Prinzip der Hyperloops ähnelt prinzipiell dem der Rohrpost. In kleinen Röhren wird die Luft abgepumpt, bis ein Teilvakuum entsteht. Dadurch werden die Kapseln, die durch die Röhren zirkulieren, nicht vom Luftwiderstand gebremst. 1853 verwendete die Londoner Post dieses Prinzip. In der Berliner Charité werden Röntgenbilder und Blutproben bis heute per Rohrpost verschickt.

Der Hyperloop ist allerdings nicht nur größer, die Technik ist auch ungleich komplizierter. So werden die Kapseln, in denen die Passagiere in Zukunft befördert werden sollen, von elektromagnetischen Motoren angetrieben. Technisch gesehen entspricht das dem Antrieb des Transrapids. An der Front der Kapseln werden zudem Kompressoren angebracht, die die restliche Luft in den Röhren ansaugen und auf diese Weise eine Art Luftkissen erzeugen, auf dem die Kapsel schwebt.

Das Team TUM Hyperloop wird bei der Entwicklung durch den Halbleiterhersteller Infineon unterstützt, der 420 Bauteile für den Prototyp bereitstellt. Bei den Komponenten handelt es sich etwa um 288 Leistungshalbleiter, die die acht Elektromotoren des Pods ansteuern. Mit ihnen können Tausende Schaltvorgänge pro Sekunde geregelt und auf diese Weise der Stromfluss im Motor gesteuert werden. Auf dieser Basis entstehen schnellwechselnde Magnetfelder, die den Motor antreiben.

„Der vierte Sieg in Folge beim Hyperloop-Wettbewerb unterstreicht die enorme technische Kompetenz der Studierenden“, sagt Hans Adlkofer, Vice President Automotive Systems bei Infineon. Die TU München greift auch auf Infineon-Komponenten zurück, die den Stromfluss der Lithium-Polymer-Batterie innerhalb von Sekunden unterbrechen können. Das ist nötig, wenn Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen, oder bei Unfällen, um Menschen vor Stromschlägen zu schützen.

Die große Herausforderung neben der Beschleunigung der Kapsel ist auch das Abbremsen: Bei Überschallgeschwindigkeiten kein leichtes Unterfangen. Außerdem sehen Forscher wie Markus Hecht von der TU Berlin Defizite bei der Sicherheit. „Stellen Sie sich vor, ein Reisender entfacht ein Feuer, und es brennt in der Röhre. Wie sollen die Personen dann gerettet werden?“, fragte Hecht im Juni in einem Radiobeitrag von SWR 2.

Mehr: HHLA und Hyperloop TT gründen ein Gemeinschaftsunternehmen für das erste deutsche Hyperloop-Projekt. Der Hafen will damit Elon Musks Vision einer Röhrenbahn umsetzen.

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