08.03.2017 – Studium

Ab durch die Röhre

Nicht mehr auf Schienen: Hyperloop könnte künftig Passagiere mit bis zu 1200 Stundenkilometern transportieren. Grafik: iStock/Melpomenen

Eine neue Art des umweltfreundlichen Transports mitgestalten – das ist die Vision einer Gruppe Studierender der Universität und der Hochschule Emden/Leer. Ihr Ziel: den internationalen Wettbewerb „Hyperloop“ gewinnen.

Zu Beginn suchte er nur ein Projekt für die Sommerferien. Doch als Alejandro Delgadillo 2015 auf den Konstruktionswettbewerb „Hyperloop Pod Competition“ des kalifornischen Raumfahrtunternehmens SpaceX stieß, war er sofort begeistert: „Es ist ein sehr spannendes Projekt über eine neue Art des Transports“, sagt der Student im bilingualen Studiengang Engineering Physics. Zusammen mit Kommilitonen stellte er ein Team auf, um die Herausforderung des Wettbewerbs für Studierende aus aller Welt anzunehmen: Eine Transportkapsel für das Hyperloop-System zu entwickeln.

„Hyperloop ist im Prinzip ein Zug in einer Röhre“, erklärt Lukas Eschment, ebenfalls Mitglied im Team. Dank Schwebetechnik und geringem Luftwiderstand in der Röhre sollen sogenannte Pods, die Transportkapseln, Passagiere künftig mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1.200 Kilometern pro Stunde befördern. Solarzellen auf der Röhre könnten die nötige Energie bereitstellen. Vor allem für Kurzstreckenflüge wäre das System so eine umweltfreundliche Alternative.

Diese Idee von SpaceX-Gründer und Tesla-Chef Elon Musk hält Prof. Dr. Walter Neu von der Hochschule Emden/Leer für realisierbar: „Nichts davon ist so abgedreht, dass man es nicht bauen könnte.“  Zusammen mit seinem Kollegen Prof. Dr. Thomas Schüning betreut Neu die Studierenden. „Wir freuen uns, ein so engagiertes Team zu haben“, sagt er. Bereits im vergangenen Jahr hatten sie es mit acht Studierenden in einem ersten Wettbewerb geschafft, in die Runde der 116 Teams zu kommen, die ihr Pod-Konzept auf einer Messe in Texas vorstellen durften. Ein beachtlicher Erfolg – obwohl die Gruppe letztlich nicht in die Endrunde kam.

Jetzt bekommt das Team eine zweite Chance: SpaceX hat in einem weiteren Wettbewerb dazu aufgerufen, einen Pod zu entwerfen, der vor allem eines ist: schnell. 22 Studierende aus elf Nationen arbeiten in Kleingruppen nun mit Hochdruck daran, ein verbessertes Konzept für ihre Kapsel zu entwerfen – wöchentlich diskutieren sie ihre Ergebnisse. Überzeugen ihre Ideen die Gutachter, dürfen sie einen Prototypen bauen und diesen im Sommer sogar auf die Teststrecke zwischen San Francisco und Los Angeles schicken.

Kernstück des Projekts ist die Magnetschwebetechnik, die hier allerdings anders funktioniert als beim bekannten Transrapid. Während hier Gleichstrom nötig ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, wollen die Studierenden ohne Stromzufuhr auskommen – sobald der Zug beschleunigt ist. Dafür versehen sie ihr Gefährt mit starken Permanentmagneten. Gleitet der Zug nun mit hoher Geschwindigkeit über die Aluschiene im Röhrensystem, erzeugt dies einen Wirbelstrom. Diese induzierten Stromlinien sind in sich geschlossen und erzeugen damit lokal wiederum ein Magnetfeld. So entsteht zwischen Zug und Schiene ein abstoßender Effekt. „Das ist angewandte Elektrodynamik – damit kann man den ganzen Zug schweben und ohne Reibungswiderstand möglichst schnell fahren lassen“, erklärt Neu. Im Experiment haben die Studierenden diesen Effekt mit einem selbst entworfenen Modell bereits erfolgreich getestet.

Die angehenden Physiker und Ingenieure müssen aber noch mehr bedenken: Wie beschleunigen sie den Zug? Wie können sie ihn wieder abbremsen? Wie schwer darf er sein? Hinzu kommen Aufgaben, die für sie ungewöhnlich sind: Sie kontaktieren Hersteller, um Bauteile oder Software zu erhalten. Außerdem planen sie ihre Arbeit selbst und müssen sich auch um die Finanzen kümmern. Sollten die Studierenden in die Endrunde des Wettbewerbs gelangen, schätzen sie das Budget auf rund 400.000 Euro, um den Pod zu bauen. Daher gilt es auch, Sponsoren einzuwerben – eine Software-Firma konnten sie bereits gewinnen.

Tatsächlich fühle sich das Hyperloop-Team wie eine kleine Firma an, sagt Eschment. „Was die Studierenden leisten, geht weit über Vorlesungsinhalte hinaus“, ergänzt Schüning. Neben der fachlichen Kompetenz sei vor allem das Projektmanagement und die Teamkommunikation eine Herausforderung, sagt Neu. Und auch wenn die internationale Zusammensetzung des Teams – von Nicaragua über Nepal, Spanien, Österreich bis Deutschland – manchmal Sprachprobleme aufwirft, seien die Ergebnisse am Ende immer gut, sagt Penelope Bise. „Wir haben alle die gleiche Leidenschaft“, fügt die Studentin aus Frankreich hinzu.

Die Professoren Schüning und Neu unterstützen das Team nach Kräften, indem sie zum Beispiel Werkstattkapazitäten oder ein wichtiges Bauteil organisieren. „Wir versuchen die Studierenden auf den richtigen Weg zu bringen“, sagt Schüning. Sie seien oft zwar tiefer ins Thema eingetaucht als ihre Dozenten. Deren Job sei aber dann, die richtigen Fragen zu stellen, so wie es auch die Gutachter im Wettbewerb tun werden. Bald wird das Team sein Konzept präsentieren. Dann entscheidet sich, ob sich die Mühen gelohnt haben und die Gruppe nach Kalifornien reisen darf. Das Ziel haben sie klar vor Augen: „Wir wollen nicht nur mitmachen, sondern auch gewinnen“, sagt Delgadillo. Auf dem Weg dorthin suchen sie auch noch Mitstreiter, wie beispielsweise Informatiker, die ihre Kenntnisse einbringen können.