Maglev-tog: Hvordan magneter får tog til å sveve i luften

Når tog blir til flygere

Hva er det som skjer når et tog ikke lenger berører skinnene? Når det svever noen centimeter over bakken, drevet bare av magnetiske krefter? Det høres ut som science fiction, men det er en virkelighet som allerede er operasjonell i Japan, Kina og snart i USA.

Maglev-tog – kort for magnetic levitation – er tog som bruker magnetisk kraft til både å løfte og drive seg fremover. I stedet for hjul som ruller på skinner, bruker disse togene kraften mellom magneter til å skape en friktionsløs vei. Dette åpner for hastigheter som tradisjonelle tog aldri kan nå.

For å forstå maglev-tog, må vi først forstå magnetisme – og særlig hvordan magneter med samme polaritet vil frastøte hverandre.

Fysikken bak magnetisk levitasjon

Magnetisk levitasjon baserer seg på et enkelt prinsipp: magneter med samme pol frastøter hverandre. Et maglev-tog har kraftige elektromagneter montert på undersiden, og skinnene har permanente magneter eller elektromagneter. Når toget og skinnene har samme magnetiske polaritet, blir toget dyttet oppover og svever over skinnene.

Men det er ikke helt så enkelt. Systemet må være veldig presist for å fungere. Toget må holdes på eksakt samme høyde hele tiden – hvis det blir for nær skinnene, blir kraften for sterk, hvis det blir for langt unna, blir det ikke løftet opp. Dette krever konstant justering med sensorer og regulering.

Drivkraften kommer fra samme magnetiske system. Elektromagnetene langs togets underside samvirker med elektromagnetene i skinnene for å skape en kraft som dytter toget fremover. Det oppstår et elektromagnetisk felt som varieres over togets lengde, som skyver det fremover som en endeløs magnetisk bølge.

Maglev-systemer i verden

Japan har vært pioneren innen maglev-teknologi. Den første kommersielle maglev-banen åpnet i Shanghai i 2003 og forbinder byen med flyplassen 30 kilometer unna. Toget kjører med hastigheter på 430 km/t og gjør reisen på 8 minutter. I dag er det mer enn 1000 kilometer av maglev-baner planlagt eller under bygging i Asia.

Japan planlegger nå sitt mest ambisiøse prosjekt: en forbindelse mellom Tokyo og Osaka. Dette systemet vil være enda mer avansert enn Shanghai-systemet og skal nå hastigheter på 500 km/t. En reise som tar 2 timer med fly, vil kunne gjøres på 1 time med maglev.

Kina har investert massivt i maglev-teknologi, og flere steder rundt i verden – fra USA til Sør-Korea – planlegger nå egne maglev-systemer. Skandinavia har ikke offisielle planer ennå, men diskusjonene om høyhastighetstransport blir stadig mer interessante.

Tall og trender

Hvor raskt og hvor effektivt er maglev virkelig?

Fordeler og utfordringer

Maglev-tog har flere betydelige fordeler. Uten friksjon fra hjul på skinner, kan de nå ekstrem høye hastigheter med relativt lite energi. De er også ekstremt stille – det er ikke det støyende dunkingen av tradisjonelle tog. Vedlikehold er minimalt fordi det er færre bevegelige deler. Maglev-tog kan også håndtere brattere stigninger enn tradisjonelle tog.

Men det finnes også betydelige utfordringer. Byggekostnaden for maglev-infrastruktur er enormt – det koster mange ganger mer per kilometer å bygge maglev-baner sammenlignet med høyhastighetstog. Elektromagnetene krever kjæmpestore mengder elektrisitet for å fungere, noe som krever omfattende kraftforsyning. Det er også miljøpåvirkningen av det sterke elektromagnetiske feltet rundt toget – selv om det ikke har vært påvist at dette er skadelig.

Infrastrukturen er også ikke kompatibel med eksisterende togsystemer, noe som betyr at den må bygges helt fra bunnen av.

Framtiden for maglev-transport

Framtiden for maglev er spennende, men det kommer til å ta tid før det blir vanlig. For nå er det best egnet for strekninger der det er stor etterspørsel etter rask forbindelse over relativt korte distanser – som mellom storbyer.

Prof. Marta Söderström fra KTH sier: «Maglev er en teknologi som virkelig kommer til å transformere regional transport. Når kostnadene kommer ned – og de kommer til å gjøre det med skala – vil vi se maglev-system i mange flere land. Det er ikke spørsmål om om, men når.»

I mellomtiden fortsetter Japan, Kina og USA å investere massive summer i teknologien. Flere land ser på maglev som en kritisk del av sin infrastruktur-strategi for både miljø og effektivitet. Det neste tiåret kan fort bli maglev-tiåret.

"Maglev er en teknologi som virkelig kommer til å transformere regional transport. Når kostnadene kommer ned, vil vi se maglev-system i mange flere land."