Ultraschnelle Transportkapsel der ETH

ETH-Studierende sind für einen Wettbewerb von US-Milliardär Elon Musk in Kalifornien auserkoren worden. Gesucht ist der schnellste Antrieb für die Bahn der Zukunft.

Die Transportkapsel der ETH Zürich soll in einem Versuchskanal der Firma SpaceX in Kalifornien fast Schallgeschwindigkeit erreichen. (Video: Tamedia/SDA)

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Eine Fahrt von Zürich nach Berlin in 40 Minuten – so kündigte der Verein Swissloop ihr Projekt an. Heute präsentierten Studierende der ETH, wie sie sich das vorstellen: ein elegantes Fahrzeug für ein komplett neues Verkehrssystem. Ihre Entwicklung wird nun an einem internationalen Wettbewerb des Multimilliardärs und Unternehmers Elon Musk in Kalifornien getestet. Am 9. August soll der sogenannte Pod in einer nach Mass gezimmerten Kiste in einen Lufthansa-Jet verladen werden. In der Kiste wird der Pod so gelagert sein, dass er die Reise nach Kalifornien möglichst ohne Rucken und Zucken übersteht.

Was so sorgfältig transportiert wird wie ein rohes Ei – und entfernt auch so aussieht –, ist vielleicht ein Vorbote des Transport- und Reisesystems von übermorgen. Passagiere und Fracht sollen in Zukunft in Kapseln nahezu mit Schallgeschwindigkeit durch Röhren befördert werden. Dazu müssen neue Techniken entwickelt und ein neuer Entwicklungs- und Industriezweig aufgebaut werden. Die ETH möchte dabei sein.

Unter der Haube des Swissloop. Die Transportkapsel ist 3,5 Meter lang und 1 Meter hoch. Gewicht: 250 Kilogramm.

Die Vision von Elon Musk

Die Idee für ein Verkehrsmittel nach dem Muster der Rohrpost ist alt. Die Mittel für die Verwirklichung stehen nach Ansicht von Elon Musk heute zur Verfügung. Der amerikanische Unternehmer hat 2013 in einem Aufsatz beschrieben, wie er sich ein innovatives Verkehrssystem vorstellt. Es soll schnell, sicher, energieeffizient und preisgünstig sein und alle bisherigen Systeme überlagern. Die Fahrbahn soll in einem Rohr liegen, das quer durch die Landschaft oder durch Gewässer führt und ober- oder unterirdisch verlegt werden kann. Da in dem Röhrensystem ein Vakuum herrscht, lassen sich die Fahrzeuge fast widerstandslos bewegen. Sie würden nach dem Muster der Magnetbahn schweben, es gäbe also auch keinen Rollwiderstand zu überwinden. Elon Musk propagiert einen völligen Neuanfang des Verkehrssystems und nennt es Hyperloop.

Gesucht: der Schnellste

Um die Details will er sich allerdings nicht kümmern. Auch seine in der Raumfahrttechnik erfolgreiche Firma SpaceX soll sich nicht mit dem Landverkehr befassen. Dafür stellt SpaceX die Mittel für Wettbewerbe zur Verfügung, an denen sich vor allem Hochschulen aus der ganzen Welt mit ihren Entwicklungen messen können. Die nächste Etappe findet Ende August in Kalifornien statt. Die Aufgabe A ist schnell erklärt: Ein Pod, dessen Masse und Länge bestimmte Grenzen nicht überschreiten darf, soll auf der 1,25 Kilometer langen Versuchsstrecke ein möglichst hohes Tempo erreichen. Aufgabe B ist ebenso einfach: Der Pod muss am Ziel korrekt anhalten, ohne die Testanlage zu beschädigen. Crashen ist verboten. Wie die Höchstgeschwindigkeit – in der Versuchsanlage wird es noch nicht Schallgeschwindigkeit sein – erreicht wird, ist den Teilnehmern weitgehend freigestellt. Das Team aus der Schweiz hat zum Beispiel als Antrieb ein Kaltgasverfahren gewählt, bei dem aus einem Tank austretendes Gas einen Rückstoss erzeugt, ähnlich wie bei einer Rakete.

Verein Swissloop gegründet

Der Schweizer Beitrag zur «SpaceX Hyperloop Pod Competition II», wie der Anlass heisst, kommt vom Verein Swissloop. Dieser ist erst im Oktober 2016 gegründet worden, aber seither höchst aktiv. Swissloop hat wie ein kommerzielles Unternehmen einen CEO, es ist Luca Di Tizio, 23-jährig und kurz vor dem Bachelor-Abschluss in Maschinenbau an der ETH Zürich. Im Moment ist er hauptsächlich mit dem Hyperloop-Projekt beschäftigt. Die Aufgabe ist komplex und verlangt nach viel Teamarbeit, eine ständig wechselnde Crew von Fachleuten aus allen möglichen Bereichen hat bisher schätzungsweise 9000 Arbeitsstunden in die Entwicklung des Pods und die Herstellung des Prototyps investiert.

Fahrgestell: Ab einer gewissen Geschwindigkeit schwebt die Kapsel über der Magnet-Leitschiene.

Grosse Unterstützung der Schweizer Industrie

Beteiligt mit Material, Know-how und Geld sind zahlreiche grössere und kleinere Unternehmen. Die Unterstützung der Industrie zu finden, sei nicht sehr schwer gewesen, sagt Luca Di Tizio. Mit der Industriegruppe Georg Fischer war von Anfang an ein prominenter Partner dabei. «Dann ging es ab wie eine Lawine», sagt Luca Di Tizio. Für die Schweizer Industrie sei nicht nur die Aufgabe spannend, in eine neue Technik Einblick zu bekommen, wichtig sei auch, den Kontakt zwischen den Hochschulen und der Praxis zu fördern.

Die Herstellung des Prototyps und die Teilnahme am Wettbewerb im August sollen aber nur der Anfang sein. «Das Team für die Fortsetzung der Arbeit ist bereits da», sagt Luca Di Tizio. Er rechnet mit einer Projektdauer von zehn Jahren, bis alle Fragen beantwortet sind. Ziel ist ein praxistaugliches System, es geht nicht um Grundlagenforschung. Der Pod – er ist 3,5 Meter lang und 1 Meter hoch – ist zwar eine recht spektakuläre Innovation, aber er besteht aus möglichst einfachen Teilen. Sie wurden so entwickelt, dass wenig Montage- und Unterhaltsaufwand entsteht.

«Den Pod als Ganzes werden wir erst in den USA erproben können.»Luca Di Tizio, Swissloop-Chef

Ein Problem für das Team war das Fehlen von Testmöglichkeiten. Der Pod wurde am Computer mit CAD-Verfahren entwickelt, wofür ganze zwei Monate zur Verfügung standen, und dann gleich definitiv hergestellt. Der Bau von Modellen im Kleinmassstab wäre zwecklos, denn auch für Modelle gibt es in Europa keine Versuchsstrecken. «Wir haben einzelne Elemente testen können, etwa den Schub, die Magnetschwebetechnik oder das Vibrationsverhalten, aber den Pod als Ganzes werden wir erst in den USA erproben können», erklärt Luca Di Tizio.

Da gibt es allerdings noch ein kleines Hindernis: Das Swissloop-Team steht nicht auf der offiziellen Startliste von SpaceX. «Wir konnten in der kurzen Zeit seit der Vereinsgründung die erforderlichen Unterlagen für die Bewerbung nicht im gewünschten Umfang liefern», erklärt Luca Di Tizio. SpaceX hat die Schweizer dann aber sozusagen als Spezialgäste eingeladen, was laut den Spielregeln möglich ist. Der Pod aus Zürich kann damit mit grosser Wahrscheinlichkeit ebenfalls auf die Rennstrecke gehen. Die schliesslich erstellte mehrere Hundert Seiten umfassende Dokumentation hat die Jury offensichtlich überzeugt.

USA gegen Europa

Dass die Schweizer Hochschulen am Wettbewerb vertreten sind, ist der Initiative des Vereins Swissloop zu verdanken sowie der Unterstützung durch ETH-Rektorin Sarah Springman und Jan Carmeliet, Professor am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Eine spezielle Professur oder gar ein Institut für derartige technische Innovationen gibt es derzeit nicht. Damit die sich abzeichnende Entwicklung verfolgt werden kann, sollen Forschung und Lehre auf dem Gebiet in den nächsten Jahren aber verstärkt werden.

Auch den ökonomischen Aspekten werde man noch mehr Aufmerksamkeit widmen müssen, sagt Luca Di Tizio. Ein Hochgeschwindigkeitsnetz wie Hyperloop wird in Europa vermutlich ein internationales Projekt sein, es geht um Distanzen und Investitionen, die Grenzen überschreiten. Was bereits etabliert ist, sind die Kontakte von Swissloop mit Kolleginnen und Kollegen, die an anderen Hochschulen ebenfalls an Hyperloop-Projekten arbeiten. Aus Europa sind die technischen Hochschulen von Delft (Niederlande) und von München beim SpaceX-Wettbewerb dabei. Die grosse Mehrheit der Teilnehmer kommt allerdings aus der US-Hochschulwelt. Gegen sie werden sich die europäischen Pioniere zu behaupten haben.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 27.07.2017, 19:30 Uhr

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