Przestrzeń powietrzna na wyższym pułapie to termin używany przez EASA w odniesieniu do obszaru, powyżej którego zwykle latają samoloty i poniżej „przestrzeni kosmicznej”, gdzie nie można wytworzyć wystarczającej siły nośnej lub wyporności do normalnej eksploatacji statków powietrznych, chociaż granice tej przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie nie zostały jeszcze globalnie zdefiniowane ani uzgodnione.
W artykule omówiono podstawowe informacje: Operacje w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie: Może niebo nie ma granic?
W artykule tym omówiono nowe projekty statków powietrznych, które mogą wykorzystywać przestrzeń powietrzną na wyższym pułapie, oraz korzyści, jakich społeczeństwo może oczekiwać od operacji w takiej przestrzeni.
Jakiego rodzaju statki powietrzne mogłyby korzystać z przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie i w jakich celach?
W przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie mogą latać różne typy samolotów, o szerokim zakresie prędkości – od bardzo wolnych do ultraszybkich. Jest to również strefa tranzytowa dla pojazdów w drodze do przestrzeni kosmicznej. W tym akrtykule skupimy się na statkach powietrznych, które będą eksploatowane w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie i w większości przypadków podlegają kompetencjom EASA, o ile spełniają one definicję cywilnych statków powietrznych.
Systemy platform wysokiego pułapu (lub pseudosatelity wysokiego pułapu)
Należy się spodziewać, że będą one stanowić największą „populację” w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie. Są to bardzo lekkie pojazdy o szerokiej rozpiętości skrzydeł, często szerszej niż w konwencjonalnych samolotach. Zazwyczaj są zasilane energią słoneczną za pomocą ogniw słonecznych i mogą pozostawać w przestrzeni powietrznej przez długi czas, powoli szybując. Systemy platform wysokiego pułapu mogą być wykorzystywane między innymi do celów telekomunikacyjnych, nawigacyjnych i obserwacji Ziemi. Mogą one zastąpić lub uzupełnić usługi świadczone przez sztuczne satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ich zaletą jest to, że można je szybko rozmieścić, sprowadzić na Ziemię w celu aktualizacji, a następnie ponownie wynieść w przestrzeń powietrzną na wyższym pułapie. Pomimo nazwy kwalifikują się one jako statki powietrzne i w związku z tym wchodzą w zakres kompetencji EASA.
Balony
Balony mogą osiągać znacznie większe wysokości niż systemy platform wysokiego pułapu, często przekraczając 30 kilometrów w stratosferze. Niektóre z nich osiągają lub przekraczają nawet 40 kilometrów wysokości. Podobnie jak systemy platform wysokiego pułapu – są one wielokrotnego użytku, mogą schodzić w dół, być odzyskiwane w celu konserwacji lub modernizacji oraz ponownie wynoszone w przestrzeń. Wznoszą się one przy użyciu helu lub wodoru i pozostają w znacznej mierze stacjonarne ze względu na przewidywalne układy wiatrów w stratosferze. Ich zastosowania obejmują na przykład badania naukowe, łączność internetową, obserwację Ziemi i nadzór wojskowy. Innym ciekawym zastosowaniem balonów jest tak zwana turystyka „bliskiej przestrzeni kosmicznej” – w branży tej można zaoferować pasażerom podróż na skraj przestrzeni kosmicznej bez użycia rakiet. Balony te zapewniają łagodny lot do stratosfery, gdzie podróżni mogą podziwiać krzywiznę Ziemi i czerń kosmosu z hermetycznej kapsuły. W porównaniu z systemami platform wysokiego pułapu balony charakteryzują się niższymi kosztami i większą wytrzymałością, ale napotykają na trudności, takie jak dryfowanie spowodowane warunkami pogodowymi i ograniczenia dotyczące ładowności.
Naddźwiękowe i hipersoniczne statki powietrzne
Takie statki powietrzne mogłyby być wykorzystywane do transportu pasażerów i towarów, latając wyżej i znacznie szybciej. Naddźwiękowy statek powietrzny oznacza, że jego prędkość przekracza prędkość dźwięku, a zatem jest wyższa niż 1236 km/h. W przypadku hipersonicznych statków powietrznych prędkość jest pięciokrotnie większa od prędkości dźwięku – ponad 6000 km/h. Wyobraź sobie lot z Portugalii do Nowej Zelandii w zaledwie kilka godzin! Jednak transport szybki może funkcjonować tylko wtedy, gdy będzie przystępny cenowo dla pasażerów i realizowany w sposób zrównoważony pod względem środowiskowym. Wpływ takich operacji na środowisko i zanieczyszczenie hałasem nadal stanowi problem do rozwiązania, zanim takie operacje będą mogły stać się częścią naszego życia.
Korzyści z operacji w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie i związanych z nimi badań
Innowacje
Operacje w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie wymagają innego podejścia niż tradycyjne operacje lotnicze lub kosmiczne, co prowadzi do innowacyjnych koncepcji i odkryć, które zazwyczaj mają efekt mnożnikowy. Badania mogą prowadzić do ulepszeń, na przykład w obszarach projektowania, napędu, wytwarzania energii słonecznej, systemów autonomicznych, lekkich materiałów kompozytowych, zaawansowanych technologii magazynowania energii, które mogą wzmocnić szeroko pojętą innowacyjność w sektorze lotniczym i kosmicznym oraz w przemyśle.
Środowisko
Jak wspomniano powyżej, niektóre statki powietrzne, które mogą korzystać z przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie, wykorzystują bardziej ekologiczne technologie, takie jak energia słoneczna i wodór. Jeśli takie statki powietrzne będą mogły zastąpić satelity, które do wystrzelenia potrzebują napędu rakietowego – czyli więcej paliw kopalnych i mniej zasobów ekologicznych – przyniesie to korzyści dla środowiska. Ponadto systemy platform wysokiego pułapu i balony można łatwiej odzyskać, co prowadzi do zmniejszenia ilości „śmieci kosmicznych”. Systemy takie mogą również przyczyniać się do badań klimatu i atmosfery, wspierając lepsze zrozumienie i łagodzenie wyzwań środowiskowych poprzez ciągłe monitorowanie powierzchni Ziemi i atmosfery w wysokiej rozdzielczości.
Prędkość
Przestrzeń powietrzna na wyższym pułapie zapewnia możliwość szybszego podróżowania, co jest przydatne na przykład w sytuacjach nadzwyczajnych. Umożliwia szybkie wdrożenie infrastruktury krytycznej lub dostarczenie pilnych środków medycznych lub humanitarnych do odległych lub odizolowanych obszarów.
Łączność
Platformy działające w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie mogą usprawnić globalną komunikację, zapewniając łączność szerokopasmową regionom o ograniczonym dostępie do usług, przyczyniając się tym samym do zmniejszenia przepaści cyfrowej. Mogą one również stanowić uzupełnienie satelitów, zwiększając odporność i zmniejszając opóźnienia w sieciach globalnych.
Obserwacja i bezpieczeństwo
Operacje w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie zapewniają lepsze możliwości w zakresie obserwacji Ziemi, monitoringu środowiska oraz ochrony granic czy nadzoru morskiego. Mogą one również dostarczać cennych danych na potrzeby rolnictwa i zarządzania klęskami żywiołowymi.
Wzrost gospodarczy i współpraca
Działania w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie mogą stymulować rozwój nowych rynków, tworzyć miejsca pracy i zachęcać do międzynarodowej współpracy w zakresie regulacji i najlepszych praktyk. Opracowanie ram zarządzania w tej dziedzinie sprzyja przejrzystości, bezpieczeństwu i zrównoważonemu wykorzystaniu bliskiej przestrzeni kosmicznej, a jednocześnie zacieśnia współpracę między sektorem lotnictwa i sektorem kosmicznym.
Jak widać, nawet przed rozpoczęciem operacji na większą skalę w przestrzeni powietrznej na wyższym pułapie można już zacząć czerpać korzyści z prac mających na celu urzeczywistnienie takich operacji. EASA uczestniczy również w badaniach i wspomaganiu rozwoju branży, aby wspierać innowacje i dopilnować, by lotnictwo pozostało bezpieczne i miało coraz mniejszy wpływ na środowisko.
Wszystkie zmiany można śledzić na stronie EASA Pro (dostępnej tylko w języku angielskim).