Ylemmällä ilmatilalla EASA viittaa alueeseen, joka sijaitsee tavallisen lentoliikenteen yläpuolella ja avaruuden alapuolella. Tällä vyöhykkeellä perinteiset ilma-alukset eivät pysty tuottamaan riittävästi nostovoimaa tai kantovoimaa normaalia lentotoimintaa varten. Ylemmän ilmatilan rajoja ei ole vielä määritelty eikä niistä ole sovittu maailmanlaajuisesti.
Ylemmän ilmatilan perusasioita on käsitelty EASAn artikkelissa Lentotoiminta ylemmässä ilmatilassa: Entä jos taivas ei olekaan rajana?
Tässä artikkelissa EASA tarkastelee uusia ylempää ilmatilaa hyödyntäviä ilma-alusmalleja sekä yhteiskunnalle ylemmän ilmatilan käytöstä koituvia etuja.
Millaiset ilma-alukset voivat käyttää ylempää ilmatilaa ja mihin tarkoituksiin?
Ylemmässä ilmatilassa voivat lentää erilaiset ilma-alukset, joiden nopeudet vaihtelevat hyvin hitaista erittäin nopeisiin. Se on myös avaruuteen matkalla olevien ilma-alusten kauttakulkualue. Tässä keskitytään pääosin EASAn toimivaltaan kuuluviin ylemmässä ilmatilassa lentäviin ilma-aluksiin, sikäli kuin ne täyttävät siviili-ilma-alusten määritelmän.
Korkealla sijaitsevat alustajärjestelmät (pseudosatelliitit, HAPS)
Suurimman osan ylemmän ilmatilan ilma-aluksista odotetaan olevan pseudosatelliitteja. Kyseessä on erittäin kevyt ilma-alus, jonka siipien kärkiväli on usein suurempi kuin tavanomaisten lentokoneiden. Tällaiset ilma-alukset saavat energiansa yleensä auringosta aurinkokennojen avulla, ja ne voivat pysyä ilmassa pitkään hitaasti liitäen. Korkealla sijaitsevia alustajärjestelmiä voidaan käyttää muun muassa televiestintään, navigointiin ja maapallon havainnointiin. Ne voivat mahdollisesti korvata tai täydentää matalan kiertoradan tekokuilla tarjottavia palveluja. Korkealla sijaitsevien alustajärjestelmien etuna on, että ne voidaan ottaa nopeasti käyttöön, tuoda alas päivityksiä varten ja laukaista uudelleen ylempään ilmatilaan. Nimestään huolimatta niitä pidetään ilma-aluksina, joten ne kuuluvat EASAn vastuualueeseen.
Ilmapallot
Ilmapallot voivat nousta huomattavasti korkeammalle kuin korkealla sijaitsevat alustajärjestelmät, usein yli 30 kilometrin korkeuteen stratosfäärissä. Jotkut saavuttavat jopa 40 kilometrin korkeuden tai ylittävät sen. Korkealla sijaitsevien alustajärjestelmien tavoin ilmapalloja voidaan käyttää uudelleen. Ne pystyvät laskeutumaan, joten ne voidaan tuoda alas huoltoa tai päivityksiä varten ja laukaista uudelleen. Ilmapallot käyttävät heliumia tai vetyä nostovoiman tuottamiseen. Pallot pysyvät pääosin paikallaan sen ansiosta, että stratosfäärin tuulia voidaan ennustaa. Niiden käyttökohteita ovat esimerkiksi tieteellinen tutkimus, internetyhteydet, maapallon havainnointi ja sotilaallinen valvonta. Toinen mielenkiintoinen ilmapallojen käyttötapa on niin kutsuttu lähiavaruusmatkailu, jossa matkustajille tarjotaan mahdollisuus vierailla avaruuden rajalla muulla tavalla kuin raketin kyydissä. Ilmapallot nousevat pehmeästi stratosfääriin, jossa matkustajat näkevät Maan kaarevuuden ja avaruuden pimeyden paineistetusta kapselista käsin. Korkealla sijaitseviin alustajärjestelmiin verrattuna ilmapallot ovat edullisempia ja kestävämpiä, mutta niiden haasteena on muun muassa sääolosuhteiden aiheuttama ajelehtiminen ja hyötykuorman rajoitukset.
Yliäänilentokoneet ja hypersooniset lentokoneet
Yliäänilentokoneet ja hypersooniset lentokoneet lentävät tavallista lentokonetta korkeammalla ja huomattavasti suuremmalla nopeudella. Ne soveltuisivat sekä matkustajien että rahdin kuljettamiseen. Yliäänilentokone lentää ääntä nopeammin, eli yli 1236 kilometriä tunnissa. Hypersooninen lentokone lentää viisi kertaa ääntä nopeammin, eli yli 6 000 kilometriä tunnissa. Kuvittele, että lentäisit Portugalista Uuteen-Seelantiin vain muutamassa tunnissa! Suurnopeusliikenne on kuitenkin kannattavaa vain, jos se on kohtuuhintaista matkustajille ja jos se toteutetaan ympäristön kannalta kestävällä tavalla. Suurnopeusliikenteen ympäristövaikutukset ja sen aiheuttama melusaaste ovat edelleen haaste, joka on ratkaistava ennen kuin matkustamisesta ilmojen halki ääntä nopeammin tulee arkipäivää.
Ylemmän ilmatilan hyödyntämisen ja siihen liittyvän tutkimuksen edut
Innovointi
Lentotoiminta ylemmässä ilmatilassa edellyttää erilaista lähestymistapaa kuin perinteinen lento- tai avaruustoiminta. Tämä johtaa uusiin ideoihin ja keksintöihin, joilla on usein heijastusvaikutuksia. Tutkimus voi johtaa parannuksiin esimerkiksi suunnittelun, käyttövoiman, aurinkoenergian tuotannon, itseohjautuvien järjestelmien, kevyiden komposiittimateriaalien ja kehittyneiden energian varastointiteknologioiden aloilla. Nämä parannukset voivat vahvistaa laajemmin ilmailu- ja avaruusteollisuuden innovaatioita.
Ympäristö
Kuten edellä mainittiin, osa ylempää ilmatilaa hyödyntävistä ilma-aluksista käyttää ympäristöystävällisempää teknologiaa, kuten aurinkoenergiaa ja vetyä. Jos tällaiset ilma-alukset voivat korvata satelliitit, joiden laukaisemiseen tarvitaan rakettimoottoreita – eli fossiilisia polttoaineita puhtaiden energialähteiden sijaan – se parantaisi ympäristön tilaa. Lisäksi korkealla sijaitsevat alustajärjestelmät ja ilmapallot voidaan tuoda alas helpommin, mikä vähentää avaruusromun määrää. Tällaiset järjestelmät voivat myös edistää ilmasto- ja ilmakehän tutkimusta ja tukea siten ympäristöhaasteiden parempaa ymmärtämistä ja vähentää niitä, kun maan pinnan ja ilmakehän seurata on jatkuvaa ja tiivistä.
Nopeus
Ylempi ilmatila mahdollistaa nopeamman matkustamisen, mikä on hyödyllistä esimerkiksi hätätilanteissa. Se mahdollistaa kriittisen infrastruktuurin nopean käyttöönoton tai kiireellisten lääketieteellisten tai humanitaaristen tarvikkeiden toimittamisen syrjäisille tai eristyneille alueille.
Yhteydet
Ylemmässä ilmatilassa toimivat alustat voivat parantaa globaalia viestintää tarjoamalla laajakaistayhteyksiä alueille, joilla palvelut ovat puutteellisia, ja auttaa siten kaventamaan digitaalista kuilua. Ne voivat myös täydentää satelliitteja, ja parantaa näin häiriönsietokykyä ja vähentää viiveitä maailmanlaajuisissa verkoissa.
Havainnointi ja turvallisuus
Toiminta ylemmässä ilmatilassa tarjoaa parempia valmiuksia maapallon havainnointiin, ympäristöseurantaan sekä raja- tai merivalvontaan. Siitä voidaan saada myös arvokasta tietoa maataloutta ja katastrofien hallintaa varten.
Talouskasvu ja yhteistyö
Toiminnot ylemmässä ilmatilassa voivat vauhdittaa uusien markkinoiden syntymistä, luoda työpaikkoja ja edistää kansainvälistä yhteistyötä sääntelyn ja parhaiden käytäntöjen alalla. Alan hallintokehysten kehittäminen edistää avoimuutta, turvallisuutta ja lähiavaruuden kestävää käyttöä ja vahvistaa samalla ilmailu- ja avaruusalojen välistä yhteistyötä.
Kuten edellä kuvattiin, ennen laajamittaisia operaatioita ylemmässä ilmatilassa voimme jo nyt hyötyä työstä, johon tällaiset operaatiot aikanaan perustuvat. EASA osallistuu myös tutkimukseen ja alan kehityksen seurantaan tukeakseen innovointia ja varmistaakseen, että ilmailu pysyy turvallisena ja että sen ympäristövaikutukset pienenevät entisestään.
Pysy ajan tasalla uusista edistysaskelista EASA Pro -sivustolla (saatavilla vain englanniksi).