В Институте проблем естественных монополий назвали приблизительную стоимость постройки системы Hyperloop между двумя российскими столицами. Соединить Петербург и Москву с помощью вакуумного поезда, разработанного Илоном Маском, можно будет за 20 миллиардов долларов.

Вакуумный поезд – одно из наиболее интересных и перспективных направлений развития транспортной логистики на ближайшие 50 лет. Что такое вакуумный поезд, и правда ли, что идея его создания принадлежит Илону Маску?

Сотрудники крупных российских финансовых организаций, к примеру «Сбербанка», отлично знакомы с системой пневмопочты, с помощью которой на весьма приличные расстояния до сих пор пересылаются наличные деньги, а также секретная документация.

Работает это так: предположим, вам надо отправить письмо или небольшую посылку кому-то из своих коллег или клиентов. Вы подходите к терминалу, который соединен с гигантской системой труб, протянутых к сотням разных адресов (чаще всего под землей), помещаете свое послание в специальную капсулу и выбираете нужный вам адрес (понятно, что выбирать можно только из конечного набора адресов). А дальше вы нажимаете кнопку «Отправить», и капсула несется к получателю со скоростью более 100 км/ч, благодаря «выстрелу» сжатого воздуха и системе маршрутизаторов.

Преимуществом такого способа связи является не только быстрота доставки корреспонденции, но и высокая степень ее защищенности.

Мало кто знает, что первая система пересылки предметов с помощью сжатого воздуха, называемая нами пневмопочтой, была впервые описана и испытана еще древними греками. Кстати, само слово «пневмопочта» происходит от греческого «πνευματικός», что значит «воздушный». После крушения античных цивилизаций, многие их технологии, включая и пневмопочту, были утрачены.

Вновь использовать сжатый воздух для пересылки сообщений стали лишь в конце восемнадцатого века. Чаще всего в этой связи упоминается труба, связавшая в 1792 году верхушку колокольни собора Святого Стефана в Вене с ближайшей пожарной частью. На колокольне постоянно находился наблюдатель, сообщавший пожарным адрес дома, где случалось возгорание. Использование пневмопочты для связи с огнеборцами было очень рациональным решением, так как на спуск с колокольни уходило много времени, а по трубе записка долетала до них всего за несколько секунд.

В девятнадцатом веке пневмопочту активнее всех использовали англичане. В 1853 году, например, стометровая пневмотруба соединила Лондонскую фондовую биржу и Центральный телеграф британской столицы. Важность максимально быстрой передачи финансовой информации банкиры с туманного Альбиона осознавали уже тогда.

Отправка почтовой корреспонденции в специальных капсулах по разветвленной системе труб натолкнула английского инженера Генри Пинкуса на мысль о создании аналогичной конструкции, но уже для перевозки людей и грузов по железной дороге. В 1835 году он запатентовал идею поезда, передвигающегося в тоннеле с разряженным воздухом.

К тому моменту паровозы уже достигали скорости более 50 км/ч, и стало очевидно, что одной из главных проблем, наряду с силой трения, является сопротивление воздуха. Скорость движения поезда в тоннеле, из которого откачали воздух, может быть гораздо выше, чем в обычных условиях. Проект Пинкуса понравился британским инженерам, но воплотить его в жизнь тогда было еще невозможно.

Интересным развитием идеи пневмопочты стали два проекта Томаса Вебстера Раммела. Сначала в 1859 году он построил подземную систему для доставки корреспонденции между Главным почтамтом Лондона и Центральным почтовым отделением Западного округа британской столицы. В отличие от классической пневмопочты, конструкция Раммела представляла собой не полую трубу небольшого диаметра, а железную дорогу, помещенную в цилиндрический тоннель со множеством поворотов, по которому с помощью сжатого воздуха можно было перемещать тележки с тяжелыми мешками, заполненными письмами и посылками.

Затем в 1864 году инженер спроектировал и запустил на юге Лондона пассажирскую железную дорогу Crystal Palace. Как и в первом случае, это был тоннель. Внутри него перемещался вагон с «воротником» из щетины, плотно прилегавшей к стенкам. Ускорение вагону придавал огромный вентилятор, сделанный на базе мощного паровоза и размещенный в начале тоннеля.

Диаметр лопастей вентилятора составлял 6,7 метра. Когда они вращались в одну сторону, в тоннеле нагнетался поток воздуха, отталкивающий вагон. А когда направление вращения лопастей менялось, создавалась всасывающая сила, достаточная для перемещения вагона в обратную сторону. На протяжении четырех месяцев жители Лондона с удовольствием посещали диковинный аттракцион, а потом он был закрыт по причине убыточности.

В 1909 году в журнале «Scientific American» была опубликована статья одного из пионеров ракетостроения Роберта Годдарда. В ней впервые была сформулирована концепция передвижения транспортных средств в вакуумной трубе с использованием магнитной левитации. По расчетам Годдарда, двигаясь подобным образом, расстояние от Нью-Йорка до Филадельфии, которое равно 136 км, можно было бы преодолеть за 6 минут 44 секунды, а от Нью-Йорка до Бостона (305 км) – всего за 10 минут 4 секунды. После смерти изобретателя в его записях были найдены чертежи и расчеты по проекту вакуумного поезда, способного двигаться со скоростью 1600 км/ч.

Неизвестно, дошла ли статья Годдарда до России, но первый в мире практический опыт по перемещению твердого тела в вакуумной трубе с использованием электромагнитного поля был поставлен именно у нас. В 1909 году Борис Петрович Вейнберг, заведовавший кафедрой физики в Томском технологическом институте, организовал второй в Российской империи аэротехнический кружок (первый был в Москве).

Целью Вейнберга было практическое изучение воздухоплавания, но, среди прочего, в ходе экспериментов в 1912 году ему удалось создать модель «вакуумного транспорта на магнитном подвесе», которая годом позже была продемонстрирована в Петербурге и вызвала настоящий фурор. К сожалению, начавшаяся вскоре Первая мировая война не позволила ученому продолжить работу над проектом.

В течение всего двадцатого века к идее вакуумного поезда возвращались еще не раз, но перейти к ее практическому внедрению удалось только в наше время. В 2012 году американский изобретатель, инвестор и визионер Илон Маск, известный во всем мире по своим проектам Tesla Motors и SpaceX, объявил о намерении заняться созданием «пятого вида транспорта, в дополнение к кораблю, поезду, автомобилю и самолету», взяв за основу идею перемещения специальной капсулы (с людьми или грузами) по трубе, давление внутри которой близко к нулю.

Силу трения сначала предполагалось преодолевать с помощью воздушной подушки, но затем был выбран вариант движения в режиме магнитной левитации. Проект получил название Hyperloop. Интересно, что все базовые цифры, озвученные предпринимателем, – диаметр трубы, скорость перемещения капсул и прочее – были идентичны тем, что фигурировали в записях Роберта Годдарда.

В 2016 году Россия вошла в число стран, заявивших о своем желании построить на своей территории транспортные магистрали по технологии магнитной левитации в трубе с разряженным воздухом, а Российский фонд прямых инвестиций даже стал соинвестором одной из компаний, занимающихся реализацией проекта Hyperloop.

Пока не понятно, поможет ли статус соинвестора получить доступ к патентам или хотя бы к технической документации разработчиков, но и без этого у нашей страны есть неплохие шансы преуспеть в новой и чрезвычайно перспективной логистической нише. В области работы с электромагнитными полями российские ученые занимают одно из ведущих мест в мире, а по части проектирования и строительства сложных трубопроводов большой протяженности мы и вовсе являемся мировыми лидерами.