Wstępny projekt koncepcyjny

Koncepcja działania Hyperloop opiera się na wysyłaniu specjalnie zaprojektowanych kapsuł, które poruszałyby się w stalowym tunelu, w którym częściowo panowałaby próżnia. W pierwotnym projekcie Musk zakładał, że kapsuła unosiłaby się 0,5–1,3 mm na poduszce powietrznej wytworzonej pod wpływem niewielkiego ciśnienia jak krążki unoszące się na stole do Air Hockeya, dzięki czemu nie trzeba by wykorzystywać kół. Technologia Hyperloop One wykorzystuje w tym celu pasywną kolej magnetyczną. Liniowe silniki indukcyjne usytuowane wzdłuż rury będą przyspieszać i zwalniać kapsułę z prędkością odpowiednią dla danego odcinka trasy. Dzięki eliminacji tarcia tocznego i znacznemu zmniejszeniu oporów powietrza kapsuły mogłyby się „ślizgać” na większości długości trasy. W oryginalnym projekcie hyperloop Muska, elektrycznie napędzane wentylatory i sprężarki powietrza będą umieszczone na dziobie kapsuły, aby „aktywnie przesyłać wysoko sprężone powietrze z przodu do tyłu pojazdu”, co rozwiązuje problem akumulowania się ciśnienia powietrza z przodu kapsuły, które spowolniałaby ją^[17]. Dzięki wykorzystaniu „nart”, które unosiłyby pojazd w projekcie Hyperloop One wyeliminowano sprężarki.

W projekcie alfa Muska kapsuły pasażerskie mają mieć 2,23 m średnicy^[17]; przewiduje się, że osiągną prędkość 1220 km/h w celu utrzymania wydajności aerodynamicznej^[17]. Projekt przewiduje poczucie maksymalnego przyspieszenia inercyjnego 0,5 g około 2–3 razy jak w samolocie podczas startu i lądowania. Przy tych prędkościach nie byłoby gromu dźwiękowego^[18].

Mars

Według Elona Muska hyperloop byłby przydatny na Marsie, bo nie potrzebowałby rur, gdyż atmosfera Marsa to ok. 1% gęstości atmosfery ziemskiej^[4][19][20]. Do działania Hyperloop na Ziemi potrzebne są tunele z niskim ciśnieniem w celu zmniejszenia oporów powietrza. Na Marsie wystarczyłoby wybudować tor^[21].

Historyczne

Koncepcja przewożenia pasażerów w pneumatycznych rurach nie jest czymś nowym. Pierwszy patent na przewożenie towarów w tunelach próżniowych został zgłoszony przez brytyjskiego inżyniera mechanika i wynalazcę George’a Medhursta. W 1812 roku Medhurst napisał książkę, w której szczegółowo opisał działanie swojego systemu transportowego wykorzystującego powietrze do rozpędzania kapsuł^[25].

Na początku XIX wieku istniało kilka innych podobnych projektów i eksperymentów, które były powszechnie znane jako kolej atmosferyczna.

Kolej pneumatyczna w Crystal Palace w Londynie działała eksperymentalnie w 1864 roku i została zamknięta kilka miesięcy później. Wykorzystywała wentylatory o średnicy 6,7 m napędzanych silnikiem parowym do rozpędzania kapsuł. Obecnie tunele są zniszczone.

W 1910 roku pociągi próżniowe zostały po raz pierwszy opisane przez Roberta Goddarda, pioniera techniki rakietowej^[26].

Fizyk Gerard K. O’Neill w swojej książce 2081: A Hopeful View of the Human Future napisał o międzykontynentalnych pociągach wykorzystujących napęd magnetyczny. Choć jego książka była fikcją, była próbą przewidzenia przyszłych technologii wykorzystywanych w życiu codziennym. Przewidywał, że te pociągi, które poruszałyby się dzięki magnetycznej lewitacji w podziemnych tunelach, które wyrzucałyby nadmiar powietrza, zwiększając prędkość pociągu i zmniejszając siłę tarcia.

Swissmetro było propozycją używania pociągów maglev w tunelach o obniżonym ciśnieniu. Koncesje zostały przyznane na początku 2000 roku do połączenia szwajcarskich miejscowości: St. Gallen, Zurych, Bazylea i Genewa. Studium komercyjnego wykorzystania przyniosło wnioski odmienne od oczekiwanych i projekt nigdy nie został zrealizowany^[27].

W sierpniu 2010 roku Chiny poinformowały, że wybudują kolej próżniową, wykorzystującą pociągi maglev zgodnie z projektem laboratorium w Jiaotong University. Szacowano, że budowa będzie kosztować 10–20 mln CNY (juanów chińskich) więcej za kilometr w porównaniu ze zwykłą koleją dużych prędkości^[28].

Aktualne

ET3 Global Alliance (ET3) został założony przez Daryla Ostera w 1997 roku z zamiarem stworzenia globalnego systemu transportowego z wykorzystaniem kapsuł pasażerskich poruszających się w tunelach próżniowych. Oster i jego zespół spotkał się 18 września 2013 roku z Elonem Muskiem w celu przedyskutowania technologii^[29], w wyniku czego Musk obiecał zainwestować w pięciokilometrowy prototyp tunelu ET3^[30].

W Polsce od roku 2006 istnieje zespół USKP^[31], który promuje technologię kolei próżniowych, których ideę w środowisku akademickim Wrocławia propagował dr Kornel Morawiecki. Założenia tej technologii (pod nazwą VacuRail) przedstawiono na targach „Technicon-Innowacje” w Gdańsku w roku 2011^[32][33].

W Polsce technologią hyperloop zajmuje się firma Nevomo, funkcjonująca wcześniej pod nazwą Hyper Poland^[34]. Została założona w 2017 roku przez inżynierów, absolwentów Politechniki Warszawskiej^[35]. W 2017 roku, działając jako Hyper Poland University Team, zbudowali model Hyperloop, który wziął udział w konkursie SpaceX Pod Competition II^[36][37][38]. W marcu 2018 roku firma została wyróżniona jako jeden z najlepszych start-upów w sektorze mobilności w Europie^[39].

W 2018 roku przedstawiono koncepcję utworzenia i wykorzystania intermodalnych kapsuł hyperloop, które po odczepieniu  elementów napędowych mogłyby być wykorzystane podobnie jak tradycyjne kontenery do szybkiego transportu towarów lub osób. Zaproponowano, aby wyspecjalizowane samoloty, dedykowane składy szybkich pociągów,  siodłowe ciągniki drogowe lub jednostki pływające realizowały przewozy w zakresie „ostatniej mili” aby rozwiązać problem szybkiego transportu do ośrodków, gdzie nie będzie terminali hyperloop^[40].

W październiku 2019 roku Hyper Poland zaprezentował prototyp pojazdu i toru kolei magnetycznej w skali 1:5 o nazwie magrail^[41] oraz znalazł się na prestiżowej liście najbardziej innowacyjnych firm na świecie Lufthansa Innovation Hub, razem z m.in. Uberem i BlaBla Carem^[42][43].

W roku 2020 spółka uruchomiła przejazdy testowe na torze średnioskalowym^[44]. Przygotowania do pierwszych testów w skali 1:1 na torze testowym w Nowej Sarzynie, będącym najdłuższym w Europie pełnowymiarowym torem testowym dla pasywnej lewitacji magnetycznej, rozpoczęły się latem 2021 r. W 2022 r. firma zakończyła budowę infrastruktury kolejowej toru testowego oraz instalację elementów systemu MagRail. W 2023 r. planowane są pierwsze testy lewitacji.

Nevomo zostało zwycięzcą konkursu 2022 Research & Development Awards organizowanego przez AS Global Media z Wielkiej Brytanii w kategorii Best Railway Deep-Tech Solution Company – Central Europe^[45]. W listopadzie 2022 r. firma otrzymała nagrodę Biggest Market Potential Award podczas Deep Tech Summit w Warszawie^[46].

Stowarzyszenie Hyperloop

Firmy Hyperloop Hardt, Hyperloop One, Hyperloop Transportation Technologies, Nevomo, TransPod, Swisspod Technologies i Zeleros utworzyły w 2023 r. The Hyperloop Association – pierwsze globalne stowarzyszenie w branży hyperloop^[47].