Der obere Luftraum ist die Bezeichnung der EASA für den Bereich oberhalb der normalen Flugbahnen von Flugzeugen und unterhalb des erdnahen Weltraums, in dem für den normalen Flugbetrieb keine ausreichende Auftriebskraft erzeugt werden kann, wobei die Grenzen dieses oberen Luftraums noch nicht weltweit definiert oder vereinbart sind.
Wir haben die Grundlagen in diesem Artikel behandelt: Flugbetrieb im oberen Luftraum: Was, wenn über den Wolken die Freiheit wirklich grenzenlos ist?
In diesem Artikel gehen wir näher auf neue Flugzeugkonstruktionen ein, die den oberen Luftraum nutzen können, sowie auf die Vorteile, die die Gesellschaft von Flügen im oberen Luftraum erwarten kann.
Welche Arten von Flugzeuge könnten den oberen Luftraum nutzen und zu welchen Zwecken?
Der obere Luftraum eignet sich für verschiedene Flugzeugtypen mit einem breiten Geschwindigkeitsspektrum – von sehr langsam bis ultraschnell. Er ist zudem eine Transitzone für Raumfahrzeuge auf ihrem Weg ins All. Im Folgenden werden wir uns auf Flugzeuge konzentrieren, die im oberen Luftraum betrieben werden, der größtenteils in den Zuständigkeitsbereich der EASA fallen würde, sofern sie unter die Definition von zivilen Flugzeuge fallen.
Hochfliegende Plattformsysteme (oder Pseudosatelliten)
Diese werden voraussichtlich den größten Teil des oberen Luftraums ausmachen. Es handelt sich um sehr leichte Fahrzeuge mit großer Spannweite, die oft größer ist als die von herkömmlichen Flugzeugen. Sie werden normalerweise durch Sonnenenergie über Solarzellen angetrieben und können lange Zeit in der Luft kreisen und langsam gleiten. Hochfliegende Plattformsysteme können unter anderem für Telekommunikations-, Navigations- und Erdbeobachtungszwecke verwendet werden. Sie können potenziell Dienste ersetzen oder ergänzen, die von Satelliten in erdnaher Umlaufbahn bereitgestellt werden. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie schnell eingesetzt, für Updates auf den Boden gebracht und dann wieder in den oberen Luftraum gestartet werden können. Trotz ihres Namens gelten sie als Flugzeuge und fallen daher in den Zuständigkeitsbereich der EASA.
Ballons
Ballons können viel höhere Höhen erreichen als hochfliegende Plattformsysteme, oft über 30 km in der Stratosphäre. Einige erreichen oder übersteigen sogar 40 km Höhe. Wie hochfliegende Plattformsysteme sind sie wiederverwendbar, können absteigen, zur Wartung oder Aufrüstung abgerufen und neu gestartet werden. Sie nutzen Helium oder Wasserstoff für den Auftrieb und bleiben aufgrund der vorhersehbaren Windverhältnisse in der Stratosphäre meist stationär. Zu ihren Anwendungsbereichen zählen beispielsweise wissenschaftliche Forschung, Internetkonnektivität, Erdbeobachtung und militärische Überwachung. Eine weitere interessante Nutzung von Ballons ist der sogenannte „Tourismus in Weltraumnähe“, bei dem die Branche den Passagieren Reisen bis an den Rand des Weltraums ermöglichen kann, ohne dass Raketenflüge notwendig sind. Diese Ballons ermöglichen einen sanften Aufstieg in die Stratosphäre, wo Reisende aus einer Druckkapsel heraus die Krümmung der Erde und die Schwärze des Weltraums erleben können. Im Vergleich zu hochfliegenden Plattformsystemen bieten Ballons geringere Kosten und eine längere Lebensdauer, stehen jedoch vor Herausforderungen wie Wetterdrift und Nutzlastbeschränkungen.
Überschall- und Hyperschallflugzeuge
Solche Flugzeuge könnten für den Transport von Passagieren und Gütern eingesetzt werden, da sie höher und viel schneller fliegen. Überschallflugzeuge fliegen schneller als die Schallgeschwindigkeit, also schneller als 1 236 km/h. Bei Hyperschallflugzeugen beträgt die Geschwindigkeit das Fünffache der Schallgeschwindigkeit – über 6 000 km/h. Stellen Sie sich vor, in nur wenigen Stunden von Portugal nach Neuseeland zu fliegen! Hochgeschwindigkeitsflüge können jedoch nur dann rentabel werden, wenn sie für die Fluggäste erschwinglich sind und auf ökologisch nachhaltige Weise durchgeführt werden. Die Auswirkungen solcher Vorhaben auf die Umwelt und die Lärmbelästigung sind nach wie vor eine Herausforderung, die bewältigt werden muss, bevor sie Teil unseres Lebens werden können.
Vorteile des Flugbetriebs im oberen Luftraum und der damit verbundenen Forschung
Innovation
Der Flugbetrieb im oberen Luftraum erfordert einen anderen Ansatz als der herkömmliche Luft- oder Weltraumflugbetrieb, was zu innovativen Konzepten und Entdeckungen führt, die in der Regel einen Spillover-Effekt haben. Forschung kann zu Verbesserungen führen, beispielsweise in den Bereichen Design, Antrieb, Solarstromerzeugung, autonome Systeme, leichte Verbundwerkstoffe und fortschrittliche Energiespeichertechnologien, um nur einige zu nennen, die die Innovation in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Industrie insgesamt stärken können.
Umwelt
Wie bereits erwähnt, verwenden einige der Flugzeuge, die den oberen Luftraum nutzen können, umweltfreundlichere Technologien wie Sonnenenergie und Wasserstoff. Wenn solche Flugzeuge Satelliten, die für ihren Start Raketenantriebe benötigen, ersetzen könnten, würde dies zu Umweltvorteilen führen, da weniger fossile Brennstoffe und mehr grüne Ressourcen verbraucht würden. Darüber hinaus lassen sich hochfliegende Plattformsysteme und Ballons leichter wieder einholen, was zu weniger Weltraumabfall führt. Solche Systeme können auch zur Klima- und Atmosphärenforschung beitragen und durch kontinuierliche, hochauflösende Überwachung der Erdoberfläche und der Atmosphäre zu einem besseren Verständnis und zur Eindämmung von Umweltproblemen beitragen.
Geschwindigkeit
Der obere Luftraum bietet die Möglichkeit schnellerer Fortbewegung, etwa in Notfällen. Dadurch kann eine schnelle Bereitstellung kritischer Infrastruktur oder die Lieferung dringender medizinischer oder humanitärer Hilfsgüter in abgelegene oder isolierte Gebiete ermöglicht werden.
Konnektivität
Plattformen im oberen Luftraum können die globale Kommunikation verbessern, indem sie unterversorgte Regionen mit Breitbandverbindungen versorgen und so dazu beitragen, die digitale Kluft zu überbrücken. Sie können auch Satelliten ergänzen, wodurch die Ausfallsicherheit verbessert und die Latenz in globalen Netzwerken verringert wird.
Beobachtung und Sicherheit
Operationen im oberen Luftraum bieten verbesserte Fähigkeiten für die Erdbeobachtung, die Umweltüberwachung und die Grenz- oder Meeresüberwachung. Sie können auch wertvolle Daten für die Landwirtschaft und das Katastrophenmanagement liefern.
Wirtschaftswachstum und Zusammenarbeit
Aktivitäten im oberen Luftraum können neue Märkte stimulieren, Arbeitsplätze schaffen und die internationale Zusammenarbeit in Bezug auf Regulierung und bewährte Verfahren fördern. Die Entwicklung von Gouvernance-Rahmen für diesen Bereich fördert Transparenz, Sicherheit und nachhaltige Nutzung des erdnahen Weltraums und stärkt gleichzeitig die Zusammenarbeit zwischen der Luft- und der Raumfahrtbranche.
Wie Sie sehen, können wir bereits jetzt, noch bevor groß angelegte Flugvorgänge im oberen Luftraum stattfinden, von den Vorbereitungen profitieren, die solche Flüge möglich machen. Die EASA beteiligt sich auch an Forschungs- und Begleitarbeiten zu den Entwicklungen in der Branche, um Innovationen zu fördern und sicherzustellen, dass die Luftfahrt sicher bleibt und immer weniger Auswirkungen auf die Umwelt hat. Sie können alle Entwicklungen auf EASA Pro verfolgen (nur in englischer Sprache verfügbar).