Licht am Ende des Tunnels: Studenten aus Deutschland gewinnen Tunnel-Wettbewerb von Elon Musk

• Studierende vom Team „TUM Boring“ der Technischen Universität München gewannen den Tunnel-Wettbewerb von Elon Musk in der Wüste Nevadas mit der schnellsten Tunnelbohrmaschine
• Mit cloudbasierter Technologie gelang es den Wettbewerbsteilnehmenden während des Lockdowns weiterzuarbeiten
• Sponsoren wie Herrenknecht, Max Bögl, Strabag und thyssenkrupp unterstützten das Team bei der Umsetzung

Elon Musk will nicht nur den Mars besiedeln und die Automobilbranche revolutionieren. Er will auch den Verkehr unter die Erde verlegen, um die Flächen darüber „grüner“ zu gestalten. Dafür gründete der Visionär 2016 „The Boring Company“. Seitdem hat das Unternehmen mehrere Tunnel gegraben, in denen zukünftig autonome Tesla-Autos oder flotte Kapseln, sogenannte Hyperloops, fahren sollen.

Um die Idee möglichst schnell und effektiv sowie mit dem richtigen Fachpersonal umsetzen zu können, rief Musk den weltweiten Tunnelwettbewerb „Not-A-Boring-Competition“ für Studierende aus. Aufgabe war es, einen Tunnel in der Wüste von Nevada, unweit vom Las Vegas Strip, zu bohren – und zwar so schnell und genau wie möglich. 30 Meter lang sollte er sein und einen halben Meter Durchmesser fassen.

Konkurrenz zur Schnecke in Sachen Geschwindigkeit – schneller als der Industriestandard

Unter dem Slogan „Can you beat the snail?“ mussten die angetretenen Teams eine Maschine entwerfen, die im Erdreich schneller als eine Schnecke vorankommt. Damit macht man auf ein zentrales Problem des Bauwesens aufmerksam: Denn heutige Tunnelbohrmaschinen können nur etwa 20 bis 50 Meter pro Tag graben. Das ist mehr als zehnmal langsamer als eine Schnecke am Tag kriecht.

Insgesamt bewarben sich mehr als 400 studentische Teams – zwölf Finalisten waren es letztlich, darunter die Technische Universität München, das Massachusetts Institute of Technology, die Duale Hochschule Baden-Württemberg und die ETH Zürich. Die kreativen Ideen, den Wettbewerb für sich zu gewinnen, reichten von Luftkissen bis hin zu Laserkonzepten. Als Sieger ging schließlich im September 2021 die Technische Universität München (TUM) mit ihrem Team „TUM Boring“ hervor.

Die Studierenden aus Bayern entschieden sich für den klassischen Rohrvortrieb und optimierten diesen für die Wüste Nevadas. Dafür wurden sie vom Tunnelexperten Herrenknecht unterstützt: „Challenge, Innovation und Teamspirit – das fördern wir bei Herrenknecht natürlich! Für das TUM Boring Team haben wir in enger Abstimmung Dreh- und Frästeile sowie die Vorschubeinheit gefertigt. Wir sind stolz auf die jungen Studenten und ihren Sieg in Las Vegas“, sagt General Director Martin-Devid Herrenknecht.

 

TUM Boring ging als Sieger in der Wüste Nevadas hervor

TUM Boring war das einzige Team, das seine zwölf Meter lange und 22 Tonnen schwere Maschine starten konnte. Die anderen Teilnehmenden scheiterten bereits beim Aufbau, beim Sicherheitscheck vor Ort oder spätestens aufgrund von technischen Problemen beim Anschalten der Maschine. Viele hatten nie eine Testphase zuvor durchlaufen – aufgrund des knappen Zeitplans.

Bei 40 Grad im Schatten versammelten sich die Zuschauer um das Team TUM Boring, um den Tunnelbohrfortschritt anzusehen. Nach fünf Stunden war die Maschine mit einem Durchmesser von 50 Zentimetern 20 Meter in die Erde gedrungen und damit schneller als eine Schnecke. „Enormes wurde geleistet von jungen Ingenieuren, die ihre berufliche Zukunft erst noch vor sich haben“, findet Mathias Mondel, Bereichsleiter Tunnelbau bei Max Bögl. Das deutsche Bauunternehmen unterstützte das Münchner Team als Sponsor.

„Zwar fehlten noch einige Meter zur Zielgeraden, aber das Gestein wurde plötzlich härter, sodass der Veranstalter den Bohrprozess abbrach. Es war ja super heiß und wir waren die einzigen, die die Maschine zum Laufen bekommen haben. Damit standen wir sowieso schon als Sieger fest“, erzählt Haokun Zheng, einer der fünf Projektleiter von „TUM Boring“. Er hat mit seinem Team nicht nur den Hauptpreis holen können, sondern auch die Auszeichnung für das beste Navigationssystem.

Cloudbasiertes Arbeiten trotzt Kontaktbeschränkungen

„Wir haben im Juli 2020 als kleine Gruppe von circa zehn Studierenden begonnen. Nachdem wir entschieden hatten, dass wir an diesem Wettbewerb teilnehmen wollten, haben wir unser Team durch eine Rekrutierungsphase auf über 60 Mitglieder erweitert“, erinnert sich Zheng, der im dritten und letzten Jahr seines Bachelor-Studiums Informatik studiert. Die meisten kamen aus den Fachbereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik, aber auch BWL, Luft- und Raumfahrttechnik oder Geologie. „Wir konnten uns aber meist nur digital treffen“, so Zheng. Die Corona-Pandemie hat die Wettbewerbsvorbereitungen zu einer besonderen Herausforderung gemacht. Kontakt- und Reisebeschränkungen sowie Lieferkettenengpässe haben den sowieso schon ehrgeizigen Zeitplan ganz schön durcheinander gewürfelt.

„Gerettet hat uns das cloudbasierte Arbeiten. Mit der Technologie Autodesk Fusion 360 konnten wir an der Tunnelbohrmaschine gemeinsam arbeiten, ohne dass wir aufwendig und umständlich USB-Sticks oder Dateien von A nach B senden mussten“, erzählt der 20-jährige Projektleiter. Das hat nicht nur eine digitale Vernetzung während der Kontaktverbote ermöglicht, sondern auch das fehlerfreie und effektive Planen an der Maschine in einem straffen Zeitplan.

Das erste Mal in größerer Runde sah sich das Team persönlich in Deutschland im Juni 2021, um die erste Tunnelbohrung auf dem Testgelände zu feiern. Das war kurz vor dem Wettbewerb in den USA und ein Jahr nach der Teamgründung. Die massive und komplexe Maschine war im Norden von München auf dem Hof des Baukonzerns und Sponsors Strabag aufgebaut, wo die Studierenden Deckenkräne und die ortsansässige Werkstatt nutzen konnten.

Für den Bohrvorgang benötigte man Stahlröhren, die in den Boden gerammt wurden und die Tunnelwand bildeten. Gleichzeitig schob sich die Bohrmaschine, die vor den Rohren positioniert war, nach vorne. Alle Teile wurden für den Transport in die USA in zwei Schiffscontainer verlagert. Bis kurz vor Wettbewerbsbeginn zitterten die Studierenden von TUM Boring, ob die Ladung rechtzeitig die US-amerikanische Ostküste erreichen würde – nicht zuletzt aufgrund der Blockierung des Suezkanals.

„Im Nachgang betrachtet, war dieser Wettbewerb eine ziemlich verrückte Idee“, findet Zheng. „Selbst am 25. Dezember trafen wir uns noch abends digital für ein Teammeeting“, erinnert sich Zheng, der mit seinem Team manchmal bis zu 100 Arbeitsstunden die Woche an dem Projekt saß.

Viele der Teilnehmenden vom Tunnelbohrwettbewerb waren auch beim Hyperloop-Wettbewerb von Elon Musk schon dabei – den gewann die TUM bereits vier Mal. Da war Ehrgeiz „vorprogrammiert“. Im wahrsten Sinne des Wortes: „Wie in einem Binärsystem gab es nur zwei Möglichkeiten: 0 oder 1. Null war für uns keine Option. Wir wollten gewinnen“, sagt Zheng. Hätte er noch einmal die Gelegenheit, an solch einem Wettbewerb teilzunehmen, ist er sich sicher: „Ich würde es wieder machen.“