Flyg i första klass med tåget

Framtidens tåg svävar på en kudde av magnetism i 600 kilometer i timmen. I både Europa och Asien satsar man på klimatvänliga magnetsvävare, och medan ny tunnelteknik banar väg för de snabba tågen höjer formgivarna komforten.

Framtidens tåg svävar på en kudde av magnetism i 600 kilometer i timmen. I både Europa och Asien satsar man på klimatvänliga magnetsvävare, och medan ny tunnelteknik banar väg för de snabba tågen höjer formgivarna komforten.

Varför sätta sig på ett plan när man kan flyga utan vingar? På framtidens tåg slipper du inte bara flygskam och tidsödande flygplatser. Du kan även luta dig tillbaka i ett rymligt säte medan du svävar fram från stad till stad.

Tåget är redan överlägset flyget när det gäller dess klimatpåverkan. Och nu håller drömmen om ett tåg som även slår flyget tidsmässigt på att förverkligas.

Höghastighetståg i bland annat Frankrike och Japan har sedan länge kört i hastigheter över 300 kilometer i timmen, men snart kommer de konventionella snabbtågen att överträffas av supersprintrar som likt lågtflygande plan svävar ovanför magnetiska spår.

Den 20 juli 2021 rullade en ny kinesisk magnetsvävare, ett tåg som utnyttjar magnetisk levitation, ut ur monteringshallen i den kinesiska staden Qingdao. Det är världens snabbaste transportmedel på land med en topphastighet av 600 kilometer i timmen, nästan halva ljudets hastighet.

Därmed kommer den cirka 100 mil långa sträckan mellan Peking och Shanghai att kunna tillryggaläggas på bara två och en halv timme – en resa som tar tre timmar med flyg.

Det kinesiska supertåget kan tillryggalägga den 100 mil långa sträckan från Peking till Shanghai på bara två och en halv timme.

© Claus Lunau

Även i Europa satsar man på supersnabba tågförbindelser. Med de så kallade hyperlooptågen, som liksom magnetsvävarna drivs av magnetism, står vi inför den största transportrevolutionen sedan flyget. De kommer att göra det möjligt för oss att korsa kontinenten klimatneutralt på bara några timmar.

Magneter lyfter upp tåget

Tåget är ett av de mest miljövänliga transportmedlen. Ett vanligt tåg släpper i genomsnitt ut 45 gram koldioxidper person och kilometer, medan motsvarande siffra för flyget är omkring 223 gram – och med de nya magnetsvävarbanorna kommer tåget att lägga flyget ännu längre bakom sig.

En resa med magnetsvävare har ett klimatavtryck på under en tredjedel av en traditionell tågresa, och under sju procent av en flygresa. Det beror på att magnetsvävarbanan eliminerar en stor del av friktionen.

Kärnan i tekniken är starka elektromagneter i både tågen och spåren. Magneterna repellerar varandra – som när man försöker sätta ihop två magnetiska nordpoler – och bildar ett magnetfält som håller tåget svävande upp till tio centimeter ovanför spåret.

Växlande magnetfält driver tåget framåt med stor kraft, medan magnetfält längs båda sidorna håller det nästan ljudlösa tåget på plats ovanför spåret.

De snabba magnetsvävarna drivs av elektromagneter i både vagnarna och spåret. Magnetisk repellering mellan tåget och spåret får tåget att sväva utan friktion, så att det når upp i över 600 kilometer i timmen.

© Claus Lunau

1. Tåget svävar några centimeter ovanför spåret

Elektromagneter under tågvagnarna och i spåret – N och S – repellerar varandra och skapar ett magnetfält som får tåget att sväva mellan en och tio centimeter ovanför spåret. Tågets rörelser i sidled begränsas av magneter i såväl tåget som spåret.

© Claus Lunau

2. Attraktion och repellering ger fart

Magnetfältet i spåret driver tåget framåt. Repellering mellan två nord- eller sydpoler för tåget framåt, medan attraktion mellan två motsatta poler drar det framåt. Eftersom tåget svävar ovanför spåret blir motståndet mycket litet.

© Claus Lunau

3. Omvänt magnetfält bromsar tåget

När tåget ska sänka farten eller köra åt andra hållet vänds magnetfältet i spåret. Elektriciteten leds hela tiden till den del av spåret där tåget befinner sig. Om tåget ska accelerera tillförs spåret mer energi.

När Kina efter en rad testkörningar tar sin nya magnetsvävare i drift blir det startskottet för en ny era inom transportsektorn, som inte är begränsad till enbart Kina.

Flera länder, däribland Japan, satsar för närvarande stort på magnetsvävare, som tack vare sina svindlande höga hastigheter har potential att locka bort folk från flyg och vägtrafik.

Magnetsvävarna kan dock inte använda redan existerande spår, utan kräver ett särskilt spår. Det gör anläggningskostnaderna mycket höga, men i gengäld är underhållskostnaderna låga. Eftersom tåget inte är i direktkontakt med spåret slits det nämligen inte.

Magnetsvävarna fungerar dessutom i alla sorters väder. Spåren riskerar inte att böjas i sommarvärmen och varken snö eller is kan sätta stopp för driften.

Sist men inte minst har tågen hög komfort, eftersom de varken kränger eller vibrerar under körningen.

223 gram koldioxid per person per kilometer släpps ut under en flygresa. En magnetsvävare släpper inte ens ut sju procent av det.

Raden av positiva egenskaper är med andra ord lång, så det är lätt att förstå varför magnetsvävarna just nu utvecklas snabbt. Det gäller framför allt i Asien, där man redan har omkring 75 procent av världens höghastighetsbanor.

Även i Europa satsar man emellertid nu på magnetsvävare. Det polsk-schweiziska teknikföretaget Nevomo har utvecklat ett nytt, banbrytande koncept, en hybrid mellan magnetsvävare och konventionell järnväg, där tågen kommer att kunna köra i 550 kilometer i timmen.

Nevomos lösning är att bygga in en magnetbana i det existerande järnvägsnätet. Det skulle underlätta övergången till den nya tekniken betydligt, eftersom både vanliga tåg och de så kallade magrailtågen kommer att kunna använda banan. I praktiken ska det ske genom att man kompletterar med ett spår med elektromagneter som får magrailtåget att sväva.

Företaget Nevomo har utvecklat ett koncept där ett magnetspår fogas till det existerande spåret, så att både magnetsvävare och traditionella tåg kan använda järnvägsnätet.

© Nevomo.tech

Sommaren 2021 började Nevomo bygga en 750 meter lång testbana i Polen, där den lovande tekniken ska utvecklas under de kommande åren.

Passagerare svävar till flygplatsen

Idén bakom magnetsvävarbanorna är inte ny. Redan på 1980-talet gick de tyska bolagen Siemens AG och ThyssenKrupp AG exempelvis ihop om att utveckla magnetsvävarsystemet Transrapid. Systemet har blivit en stor framgång i Kina, där den hittills längsta magnetsvävarbanan invigdes i Shanghai år 2002.

Med den tyska tekniken svävar världens just nu snabbaste tåg längs en tre mil lång sträcka från centrala Shanghai till Pudong International Airport. Tågets topphastighet är 431 kilometer i timmen och restiden på sträckan är knappt åtta minuter.

Shanghai Transrapid är en av världens för närvarande sex kommersiella magnetsvävare som är i drift. Alla opererar i Asien, ett av dem i Japan, som är en av pionjärerna inom snabbtåg.

1 timme och 7 minuter kommer den 50 mil långa resan från Tokyo till Osaka att ta när magnetsvävarbanan invigs.

Japan har liksom Kina nu valt att lägga motsvarande hundratals miljarder kronor på magnetsvävarteknik. Planen är att en flotta av magnetsvävare i en nära framtid ska susa fram genom Japan och få ner restiden mellan storstäderna med en femtedel.

Just nu är Japan i färd med att testa den nya magnetsvävaren L0 Series Maglev, som redan har skrivit in sig i historieböckerna.

Det aerodynamiska tåget, som drivs av supraledande magneter, satte i april 2015 alla tiders hastighetsrekord när det på en testanläggning i Yamanashi kortvarigt kom upp i hela 603 kilometer i timmen. Omsatt till svenska förhållanden motsvarar det att tågresan mellan Stockholm och Helsingborg skulle gå på cirka 20 minuter.

Det tidigare rekordet innehades av det franska höghastighetståget TGV (Train à Grande Vitesse), som år 2007 nådde upp i 574,8 kilometer i timmen.

Som namnet antyder svävar magnetsvävare ovanför spåret, och de drivs fram av magnetfält. Det japanska tåget L0 Series Maglevs långa nos får det att skära sig fram genom luften.

© Claus Lunau

Den japanska magnetsvävaren, som har en spetsig, cirka 15 meter lång nos, skär genom luften likt en projektil, vilket är viktigt vid höga hastigheter.

År 2027 ska L0 Series-tåget Chuo Shinkansen Maglev enligt planerna trafikera sträckan Tokyo–Nagoya. Central Japan Railway Company, operatören bakom den kommande linjen, garanterar redan nu passagerarna en bekväm resa i vagnar som får samma höga komfort och servicenivå som vid förstaklassflygningar.

Loket kan dra upp till tio vagnar, var och en med plats för 100 passagerare, som längs vägen får tillgång till ett blixtsnabbt 5G-nätverk och var sin bildskärm med tillhörande kontrollpanel. Den invändiga utformningen är ännu inte helt färdig, men passagerarna kommer troligen att kunna se fram emot en restaurant, en lounge och en panoramavagn.

Även europeiska järnvägsbolag planerar att höja komforten väsentligt, både när det gäller incheckningen, ombordstigningen och tågens inredning.

En viktig del av tågtrafikens utveckling är att få ner restiderna. Det är inte bara en fråga om att skapa nya tåg som kan köra snabbare, utan också om att dra så direkta spår som möjligt mellan städerna.

Till Shinkansen Maglev har ingenjörer och konstruktionsarbetare sedan år 2014 byggt den nästan 29 mil långa linjen mellan Tokyo och Nagoya. Det är en krävande uppgift, eftersom närmare 90 procent av sträckan går genom tunnlar. En av tunnlarna blir två och en halv mil lång och går genom ett bergsmassiv 1 400 meter ner i marken i Japanska alperna.

Bygg tunneln först, gräv sedan hålet. Det brittiska företaget Hypertunnel har ställt principerna för tunnelbygge på ända. Med hjälp av små borrhål och en 3D-modell mäts tunneln ut innan den grävs av robotar.

© hyperTunnel

1. Vågräta borrningar skapar omkretsen

Tre borrningar tar först geologiska prover i hela den blivande tunnelns längd. Borrningarna gör det möjligt att skapa en exakt tredimensionell modell av tunneln och dess omgivningar. Sedan borras tunneln ut i form av en omkrets bestående av 20–40 borrhål.

© hyperTunnel

2. Robotar gör en 3D-utskrift av tunneln

En hel svärm av borrningsrobotar skickas in i hålen som utgör tunnelns omkrets. Robotarna borrar ut tunnelns yttre rand och klär den med hjälp av 3D-skrivare. Därefter förstörs berget innanför skalet genom precisionssprängningar.

© hyperTunnel

3. Maskin avlägsnar jord och sten

En kabeldragen maskin kör genom tunneln och sopar upp jord och sten. Maskinen skär samtidigt till tunnelröret, medan andra robotar klär insidan med betong. Självkörande vagnar kör bort avfallet.

Med tiden ska banan förlängas ytterligare. När den är helt utbyggd år 2037 kan passagerarna tillryggalägga den drygt 50 mil långa resan från Tokyo till Osaka på bara en timme och sju minuter, det vill säga samma restid som med flyget. När incheckningen och säkerhetskontrollen på flygplatsen läggs till är tåget med andra ord betydligt snabbare.

Restiden med Shinkansen Maglev blir tre gånger snabbare än med det klassiska japanska snabbtåget Shinkansen, som år 1964 började trafikera samma sträcka.

Res i kapsel genom rör

De nya magnetsvävarnas hastigheter på 500–600 kilometer i timmen är historiskt höga, men ännu mer imponerande hastigheter är att vänta när Hyperloop, en av vår tids mest omtalade transporttekniker, förverkligas.

I likhet med magnetsvävarna använder sig även detta system av magnetism, men i stället svävar små kapslar, så kallade poddar, fram genom rör som är nästan helt tömda på luft.

Topphastigheten är hela 1 200 kilometer i timmen, det vill säga avsevärt snabbare än ett passagerarflygplan, som normalt flyger i cirka 900 kilometer i timmen.

Teknikens grundprincip är att eliminera luftmotståndet och friktionen, de två fysiska krafter som begränsar konventionella tågs hastighet. Det görs med hjälp av vakuumpumpar och magneter.

Hjärnan bakom Hyperloop är mångmiljardären och teknikgurun Elon Musk, som även ligger bakom bland annat elbilen Tesla och rymdtransportföretaget SpaceX. Musk pratade för första gången om det blixtsnabba tåget år 2012. På bara de tio år som gått sedan dess har tekniken tagit språnget från idé till verklighet.

Det första Hyperlooptestet med passagerare gjordes i november 2020, då två medarbetare från Virgin Hyperloop nådde upp i en hastighet av 172 kilometer i timmen i ett 500 meter långt teströr i utkanten av Las Vegas i den amerikanska delstaten Nevada.

Resan med kapseln tog bara 15 sekunder, men trots att den var så kort hade den ett viktigt signalvärde.

Testet visade nämligen att Hyperloop inte är någon orealistisk dröm, utan en användbar teknik som bara behöver förfinas och skalas upp. Medan topphastigheten under ett av de första obemannade testerna år 2017 var 94 kilometer i timmen, kunde tyska TUM Hyperloop i juli 2019 brösta sig över ett nytt rekord: 482 kilometer i timmen.

Hyperlooptekniken ersätter tågvagnar med små kapslar som svävar i rör som tömts på luft, som den här testbanan utanför Las Vegas.

© Virgin Hyperloop

Ett stort antal linjer ligger på ritbordet hos de många forskningsinstitutioner och företag som för närvarande arbetar med tekniken.

På våra breddgrader har 16 EU-länder visat intresse för Hyperloop, så inom loppet av 15 år kommer vi kanske att susa fram klimatvänligt mellan Berlin och Amsterdam på bara 45 minuter, eller mellan Stockholm och Helsingfors på under en halvtimme.

Visionen är att man med tiden ska bygga upp ett enormt Hyperloopnätverk, där passagerarna i nära ljudets hastighet ska kunna korsa Europa på bara några timmar – nästan utan att lätta från marken.

Långt innan Europa binds samman av Hyperlooprör kommer dock restiden att kortas väsentligt för många skandinaver.

När världens längsta undervattenstunnel, den 18 kilometer långa Fehmarn Bält-förbindelsen mellan Danmark och Tyskland, invigs år 2029 kommer Skandinavien på allvar att kopplas samman med Europas övriga järnvägsnätverk. Tågresan mellan Köpenhamn och Hamburg blir exempelvis två timmar kortare och kommer då att ta bara två en halv timme.

Och varför inte fortsätta längre ut i världen när man ändå befinner sig på kontinenten?

Tack vare en nyöppnad höghastighetsbana mellan Kunming i Kina och Vientiane i Laos går det nu att resa med tåg ända från Lissabon i väster till Singapore i öster. Den 1 875 mil långa sträckan är världens längsta tåglinje.

Snabbt går det visserligen inte. Linjen passerar 13 länder och tar tre veckor inklusive tågbyten. Sett till det totala klimatavtrycket är dock tågresan mycket bättre än flyget. Den belastar bara klimatet med 0,08 ton koldioxid, mindre än en tjugondel av de utsläpp som sker när samma sträcka tillryggaläggs med flygplan.

Lissabon i väster och Singapore i öster är nu förbundna av en obruten järnvägslinje. Tågresan passerar 13 länder och tar tre veckor.

© Claus Lunau