Foto's: Artist's impression van de hyperloopcapsule van het Delftse studententeam. En: Teamcaptain Tim Houter en Marleen van de Kerkhof zijn vol goede moed dat hun hyperloopcapsule de Amerikaanse prijsvraag gaat winnen.
De leden van Delft Hyperloop zijn er duidelijk over: het gaat niet om het spel, maar om de knikkers. Teamleider Tim Houter zat op het puntje van zijn stoel toen Elon Musk, bekend als topman van Tesla Motors, in 2013 zijn idee van een hyperloop publiceerde.
Een hyperloop is een razendsnel transportsysteem met buizen die onder lage luchtdruk staan. Daarin kunnen capsules met passagiers of vracht reizen met 1200 kilometer per uur. Het is goedkoper, kost minder energie en is gemakkelijker dan vliegen (Zie kader ”Idee hyperloop wereldwijd massaal omarmd”).
Toen Musk zijn idee lanceerde, dacht Houter: Dit kan alleen iets worden als Musk een wedstrijd uitschrijft. In juni vorig jaar was het zo ver. SpaceX, het ruimtevaartbedrijf van Musk, organiseerde de Hyperloop Pod Competition. Teams uit de hele wereld konden zich inschrijven. Houter: „Nog geen week later was Delft Hyperloop een feit.”
„Straks reizen we in dertig minuten van Amsterdam naar Parijs”
Het 4,5 meter lange schaalmodel van de capsule die het Delftse team na de zomervakantie bij het hoofdkantoor van SpaceX in Hawthorne (VS) zal testen in het 8 kilometer lange circuit, weegt slechts 149 kilogram. „Inclusief acht stoelen, waarin we poppen zullen zetten. Hoe lichter de capsule, hoe goedkoper het transportsysteem uiteindelijk zal uitpakken”, verklaart Houter.
De animo om mee te doen, was enorm, herinnert Marleen van de Kerkhof zich. De studente technische bestuurskunde verzorgt de pr van het team.
Facebook
Houter: „We hadden een oproep geplaatst via Facebook. Daarop kwamen wel 200 aanmeldingen binnen. We hebben geselecteerd op de meest gepassioneerde en gemotiveerde mensen; dan zou het een succes kunnen worden. Met heel slimme maar weinig gemotiveerde mensen wordt het niks. De hele zomer ben ik druk geweest met de selectie van teamleden. Uiteindelijk zijn er dertig overgebleven.”
Het Delft Hyperloopteam heeft met hen alle kennis in huis om de capsule te bouwen. „We hebben de juiste mensen die ook niet bang zijn van een beetje risico. Als het moet, gaan ze dag en nacht door. Daardoor konden we in korte tijd in de VS een enorm goede prestatie neerzetten”, aldus Van de Kerkhof.
Op 29 en 30 januari dit jaar presenteerden 124 teams uit 20 landen hun ontwerp op de Texas University. „Amerikanen houden van show. Wij hadden daarom strandvlaggen met de tekst ”Delft Hyperloop” erop meegenomen en op onze stand gezet. Niemand kon ons over het hoofd zien”, schetst Van de Kerkhof de situatie.
De studenten van de TU Delft grepen in de eerste ronde echter net naast de eerste prijs. Het team van het Massachusetts Institute of Technologie, kortweg MIT, ging ermee vandoor. „Elon Musk liet zich later tegen minister-president Rutte ontvallen dat wij even goed waren als het Amerikaanse team, maar ze moesten één winnaar aanwijzen. Dat werd MIT Hyperloop.”
Momenteel zet het Delft Hyperloopteam alles op alles om eerste te worden. In de Delftse binnenstad wordt er hard gewerkt om het project tot een succes te maken. Delen van de koolstofvezel capsule staan gereed. De kabelboom met allerhande sensoren eraan is af. Het accupakket staat klaar op een tafel. Grote posters laten zien dat de capsule uiterst gestroomlijnd zal worden.
Lichtgewicht
Het Delftse team pakte zijn zaakjes vanaf het begin professioneel aan. „We begonnen met de vraag: Hoe maken we de capsule zo goedkoop mogelijk? Alles was nieuw, we moesten alles van de grond af aan bedenken. Elke extra kilogram, elk beetje extra luchtweerstand en elke extra batterij maakten de hyperloop weer zoveel duurder. Bij zwaardere voertuigen moet de fundering zwaarder worden uitgevoerd, de buis moet solider zijn, de elektromotoren zwaarder. Vanaf het begin hebben we lichtgewicht hoog in ons vaandel”, aldus Houter.
Terwijl andere teams kozen voor een soort luchtkussenvoertuig, laten de Delftenaren hun capsule in de tunnelbuis zweven op permanente magneten. „Ook wij hebben het luchtkussensysteem helemaal doorgerekend. Dat werkt zo dat het lucht uit de buis opzuigt, samenperst en vervolgens van onder weer uitblaast. Effectief komt de capsule dan maar 1 millimeter los van de rails bij 1000 kilometer per uur. Er mag dan geen oneffenheid in de buis zitten. Een hyperlooptraject zou daardoor heel duur uitvallen”, verwacht Houter.
„Bovendien heb je een grote motor nodig, een koelsysteem om de warmte af te voeren; je hebt te maken met veel draaiende onderdelen die kapot kunnen gaan, en dus met veel onderhoud.”
Robuust
Een systeem met permanente magneten is veel robuuster. „We hebben al vanaf 30 kilometer per uur een aantal centimeters speling met de rails. Bovendien gebruiken permante magneten geen energie en kennen ze geen bewegende delen. Dat maakt ons systeem heel betrouwbaar en energiezuinig.”
Hoewel er dertig teams aan de tweede ronde meedoen, gaat de strijd in Hawthorne volgens de teamleider tussen de TU Delft en het MIT. De zwakke punten van het concurrerende team zijn al bekend. „Zij maken gebruik van elektromagneten. Die zijn duurder doordat ze een regelsysteem nodig hebben. Ook moet MIT Hyperloop nadenken over een koelsysteem. Elektromagneten produceren nu eenmaal warmte. Wij hebben daar niet mee te maken.”
Ook maakt het MIT-team gebruik van remschoenen. Die worden warm en ze slijten. Om de concurrentie niet wijzer te maken, is het fotograferen van het magnetische remsysteem van het Delftse team niet toegestaan. Dat is nog even „topgeheim.”
Houter is ervan overtuigd dat Delft Hyperloop met de capsule een goede kans maakt op het winnen van de eerste prijs. „Ons ontwerp is licht, kost weinig energie, is veilig en robuust van opzet. Verder is onze capsule gemakkelijk op te schalen naar realistische afmetingen en ruimte voor twintig tot dertig passagiers. Ik denk dat wij hiermee een voorsprong hebben op de andere teams.”
De teamcaptain is daarom vol goede moed. „Ons doel staat vast: wij gaan voor de winst. En we gaan een bijdrage leveren aan de toekomst van ons vervoer. Straks reizen we in dertig minuten van Amsterdam naar Parijs.”
Idee hyperloop wereldwijd massaal omarmd
Het idee van de hyperloop is afkomstig van de Amerikaan Elon Musk, de baas van ruimtevaartbedrijf SpaceX en Tesla. In een zogeheten whitepaper zette hij in juni vorig jaar zijn ideeën voor supersnel vervoer uiteen. Capsules moeten mensen en vracht gaan vervoeren door een vacuümbuis. Omdat zo’n capsule bijna geen weerstand ondervindt, zijn er hoge snelheden mogelijk, tot ruim 1000 kilometer per uur. De hyperloop moet een milieuvriendelijker alternatief worden voor het vliegtuig.
Het concept staat nog helemaal in de kinderschoenen, maar de ideeën reiken ver. Het whitepaper leidde ertoe dat Musk vorig jaar het bedrijf Hyperloop Transportation Technologies oprichtte en een prijsvraag uitschreef, de Hyperloop Pod Competition.
Hyperloop Transportation Technologies (HTT) heeft een testcircuit gebouwd van ongeveer 8 kilometer lengte. Daar kunnen bedrijven en universiteiten hun capsules testen. De hyperloopcompetitie zal hier komend najaar worden uitgevochten.
Ook andere bedrijven zien brood in het hyperloopidee van Musk. Zo wil Hyperloop One als eerste een hyperloop bouwen tussen Los Angeles en San Francisco. Het bedrijf testte vorige maand de aandrijftechniek op een testlocatie in de Nevadawoestijn bij Las Vegas. Over testspoor versnelden elektromagneten een hyperlooponderstel tot een snelheid van 187 kilometer per uur. De slede bereikte deze snelheid in de buitenlucht. In de luchtdichte vacuümbuizen zijn met dezelfde moeite veel hogere snelheden haalbaar.
Hyperloop One werkt samen met het Finse bedrijf FS Links aan een hyperloopverbinding tussen de Zweedse hoofdstad Stockholm en de Finse hoofdstad Helsinki. Ook studeert Hyperloop One met Deutsche Bahn op een volautomatisch goederentransportsysteem voor Zwitserland. Een financieringsdeal met de Franse spoorwegen zou ook al rond zijn.
Slowakije onderzoekt samen met HTT een hyperloopverbinding met Oostenrijk en Hongarije. Capsules zouden vanuit Slowakije binnen acht minuten in Wenen kunnen zijn. Een verbinding met Boedapest in Hongarije staat eveneens op het verlanglijstje. HTT krijgt daarbij hulp van NASA, Boeing en Tesla.
Ook Rusland denkt na over een hyperloopsysteem. Het moet Moskou een snelle goederenverbinding opleveren met havens aan de Baltische Zee. Daarna zou er een lijn moeten komen tussen Moskou en Sint-Petersburg, een afstand van 700 kilometer.
