5G, Katastrophenhilfe, Landwirtschaft – Hochfliegende Pseudo-Satelliten im Einsatz Betriebskonzept für sichere flächendeckende Versorgung mit Informationen aus großen Höhen

Unter hochfliegenden Pseudo-Satelliten (High Altitude Pseudo Satellites), kurz HAPS, verstehen Expert*innen ein unbemanntes Luftfahrzeug, das in der Stratosphäre unterwegs ist. Es liefert zum Beispiel Erdbeobachtungsdaten und kann für Telekommunikationsanwendungen wie 5G eingesetzt werden. Ziel des Projekts OBeLiSk ist es, erstmals ein operationelles Betriebskonzept zur sicheren und effizienten Luftraumintegration von HAPS zu entwickeln und zu validieren. Um die Sicherheit im Luftraum zu gewährleisten, arbeitet die Technische Universität Braunschweig als Projektpartner an einem HAPS-Flugsicherungskonzept.

HAPS sind vollautomatische Systeme und sind – vereinfacht gesagt – Satelliten, die sich deutlich näher an der Erde bewegen. Aufgrund ihrer hohen örtlichen Verweilfähigkeit als auch der Nähe zur Erde können HAPS zu Erdbeobachtungszwecken oder für Telekommunikationsanwendungen eingesetzt werden. So liefern diese Tag und Nacht wichtige Erkenntnisse – zum Beispiel für Such- und Rettungseinsätze, für die Katastrophenhilfe, zur Überwachung von umweltrelevanten Ereignissen oder für die Landwirtschaft. HAPS können außerdem einen flexiblen und effizienten Beitrag zur flächendeckenden Versorgung des 5G-Mobilfunknetzes leisten.

Die besonderen Flugleistungen der HAPS hinsichtlich Geschwindigkeit, Steig- und Sinkraten sowie die lange Flugdauer erfordern eine sorgfältige und gründliche Flugplanung. Eine besondere Herausforderung sind jedoch wechselnde Wetterbedingungen, die eine kontinuierliche und effiziente Optimierung der Routenplanung während des Fluges erfordern. Ein Team aus Expert*innen der Leichtwerk Research GmbH, der Unisphere GmbH, der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH, des Deutschen Wetterdienstes und des Instituts für Flugführung (IFF) der TU Braunschweig will für diese Aufgabenstellung Konzepte, Verfahren und Regeln für den dynamischen Betrieb von HAPS entwickeln. Besondere Berücksichtigung finden dabei die Anforderungen des Betreibers an die Routenplanung und -optimierung sowie die Optimierung des Fluglotsen-Arbeitsplatzes.

Das IFF erforscht Methoden und technische Mittel zur Unterstützung des Menschen bei der sicheren Abwicklung von Flugführungsaufgaben. Dies spiegelt sich auch in den Zielen des IFF als Projektpartner beim ObeLiSk-Vorhaben wider, zum Beispiel, die Interoperabilität zwischen HAPS und zukünftigen Flugsicherungskonzepten zu ermöglichen. Dazu werden Anforderungen an Flugsicherungskonzepte und HAPS formuliert, die einen sicheren und effektiven Betrieb von HAPS gewährleisten. Im weiteren Projektverlauf werden entsprechende Konzepte und die dazu notwendigen Mensch-Maschine-Schnittstellen prototypisch implementiert und anhand von Demonstratoren validiert.

Projektdaten:

Das Projekt OBeLiSk wird im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Die Förderung der TU Braunschweig beträgt 647.500 Euro. Die Laufzeit des Projektes beträgt vier Jahre (01.07.2020-31.07.2024). Partner im Verbundprojekt sind neben der TU Braunschweig die Leichtwerk Research GmbH, der Deutsche Wetterdienst, die Unisphere GmbH und die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH.