Фиаско Илона Маска и его гиперлупа: почему скоростной вакуумный поезд так и не был запущен

Первым концепцию гиперлупа выдвинул американский изобретатель Роберт Годдард в 1909 году. Согласно его расчетам, скорость поезда нового типа могла бы достигать 1600 км/ч. Через год американский инженер Эмиль Башле, приехавший в Лондон с работающей моделью, обещал потенциальным инвесторам скорость 500 км/ч. Российский же ученый Борис Вейнберг, профессор Томского технологического института, рассчитывал на 800–1000 км/ч. Он тоже построил действующую масштабную модель гиперлупа — правда, без вакуума. Прогрессивная общественность была в восторге от открывающихся перспектив. Однако промышленники их энтузиазма не разделяли.

Дело в том, что к тому моменту и в США, и в Европе уже пробовали строить пневматические транспортные системы, в которых воздух толкал поезд по трубе. И хотя принцип действия пневмотранспорта был иным, чем у гиперлупа, проблемы вырисовывались примерно такие же. Паровые воздушные насосы требовали большого количества угля, а кожаные воздуховоды прогрызали крысы. Да, были успешные локальные проекты пневмопоездов, но перевозки так стоили примерно вдвое дороже, чем по обычной железной дороге.

В XXI веке о гиперлупе заговорил Илон Маск. В 2013 году он опубликовал документ, в котором сформулировал свое видение вакуумного транспорта. В частности, он предлагал обойтись без магнитной левитации, а вместо этого пускать часть откачиваемого воздуха под днище поезда, используя его в качестве воздушной подушки. Увы, идея оказалась нежизнеспособной. Зато предложение ограничиться так называемым форвакуумом — давлением в 100 Па — инженеры оценили. При таком давлении сопротивление среды минимально, но, если снижать его дальше, стоимость проекта начинает расти по экспоненте.

На поднятой Маском волне в 2014 году в США появилась компания Hyperloop One (не имеющая к Илону никакого отношения) и за пять лет привлекла на проект гиперлупа 400 млн долларов инвестиций. Старт разработки был весьма динамичным: уже в 2016 году удалось провести первые испытания магнитной тележки, развивавшей скорость 168 км/ч. Скромно? Да, но это же только начало!

В 2017-м в пригороде Лас-Вегаса, штат Невада, Hyperloop One построила 500-метровую трубу диаметром 3,3 м с устройством для магнитной левитации. В мае того же года по ней запустили прототип пассажирской капсулы. Поначалу его скорость составила всего 113 км/ч, но уже в июле конструкция смогла разогнаться до 310 км/ч.

Через три года начались испытания модуля XP-2, первыми пассажирами которого стали технический директор компании Джош Гигель и директор по работе с клиентами Сара Лучиан. Увы, реальная цифра в 172 км/ч оказалась далека от заявленных изначально 740 и тем более от теоретически возможных 1100–1200. Для сравнения: в Шанхае между аэропортом и городом на тот момент уже курсировал регулярный поезд на маглеве, без всякого вакуума развивавший 431 км/ч.

Тем не менее все время своего существования проект Hyperloop One вызывал живой интерес. Шли переговоры с властями Саудовской Аравии, Индии, России. Пресса же с упоением освещала скандалы вокруг совета директоров. Материала хватало. Сначала главный инженер Броган Бемброган судился с топ-менеджерами компании, обвиняя их в злоупотреблении властью, нецелевой трате средств и прочих преступлениях. Позже началась чехарда в руководстве: Шервина Пишевара на посту главы Hyperloop One сменил Ричард Бренсон, в честь которого к названию компании добавилось слово Virgin. Однако Бренсон на этой должности не задержался, поскольку считал назревающее сотрудничество с саудитами недопустимым, — и, уходя, забрал слово Virgin с собой. Венцом неприятностей стал арест россиянина Зиявудина Магомедова, члена совета директоров Hyperloop One, за хищение бюджетных средств. В декабре 2023 года компания, до последнего дня продолжавшая вынашивать честолюбивые планы, закрылась.

Был еще один проект с похожим именем — Hyperloop TT (Hyperloop Transportation Technologies). К сожалению, успехи этой компании, работавшей по принципу краудфандинга, оказались еще скромнее: конструкторы построили в Тулузе испытательный трек длиной 320 м, однако так ничего по нему и не запустили. Через некоторое время трубу просто демонтировали.

В итоге проблемой гиперлупа занялся-таки Илон Маск. В 2015 году он организовал конкурс на разработку капсулы для вакуумного транспорта — Hyperloop Pod Competition. Год спустя строительство трубы длиной 1,5 км было завершено, а в 2017-м победитель конкурса — Мюнхенский университет — продемонстрировал капсулу, которая разогналась до 327 км/ч. Транспортный модуль, созданный SpaceX и Tesla, оказался еще быстрее: 355 км/ч. Однако обе модели по-прежнему отставали от китайского маглева и лишь немного обгоняли японский поезд «Синкансэн», передвигающийся со скоростью 320 км/ч.

И все же Маск взялся за прокладку скоростной подземной трассы. Его собственный проект, Loop Transportation System, открылся в 2021 году в Лас Вегасе и должен был обеспечить пассажирское сообщение под городом. Ко всеобщему изумлению, по двум тоннелям с односторонним движением, проложенным на глубине 12 м, запустили не поезда, а автомобили Tesla. Причем при атмосферном давлении. Заявленная скорость в 200 км/ч здесь оказалась недостижимой: электрокары мешали друг другу и ехали не быстрее 60 км/ч.

Обеспечить форвакуум в трубе длиной в десятки и даже сотни километров технологии позволяют. Равно как и установить шлюзы, разгонные и тормозящие соленоиды в начале и конце пути. Конечно, открытым остается вопрос безопасности пассажиров: есть разные прогнозы насчет того, что произойдет в трубе гиперлупа, если ее целостность будет нарушена. Но главная проблема в другом — в физиологии человека. Люди способны выдерживать кратковременные перегрузки при разгоне, но рост центробежного ускорения вызывает гораздо больший дискомфорт. На американских горках скорости относительно невелики, 130–150 км/ч, но душа уходит в пятки — а ведь на аттракционе некомфортное центробежное ускорение длится секунды.

Вспомним формулу, согласно которой центробежное ускорение равно квадрату скорости, разделенному на радиус кривизны пути: ац = V^2/r. Скорость увеличивается на порядок, а ускорение — на два. Компенсировать нежелательный эффект от боковых и вертикальных ускорений можно только максимальным выпрямлением пути, причем в двух плоскостях. В противном случае даже небольшое изменение уклона или пологий вираж покажутся кошмарно затянувшимися американскими горками.

Значит, нужен участок под прокладку идеально прямой линии, если его не получится выкупить — проекту конец. А при такой постановке вопроса цены на землю по линии гиперлупа взлетят до небес.

Можно ли проложить трассу под землей? Да, существующие технологии позволяют сделать это с небольшой погрешностью. Но стоимость строительства и обслуживания будет намного выше.

Кстати, подземные скоростные поезда (от Москвы до Симферополя — за 45 минут) описывал еще Кир Булычев в романе «Остров ржавого лейтенанта». Но и он указывал, что тоннели должны быть совершенно прямыми, поэтому «строительство первых междугородных подземных линий было очень трудным делом, пока строители не ввели в работу проходческий автомат, который под температурой в несколько тысяч градусов расплавлял породу, облицовывал ее тугоплавким пластиком и оставлял за собой блестящую, оплавленную, гладкую, как серединка керамического стакана, трубу». Похоже, нам придется подождать появления такой машины.