Risikokorridore für das Raum- und Luftfahrt-Management

23 Februar 2024

A Dynamic Debris Hazard Corridor for Space and Air Traffic Management
^{I Dhief, W Zhou, Z Wang, S Alam, S Kaltenhäuser, T Rabus, M Schultz. Annual Space Traffic Management Conference}

Der Luftraum wird von einer Vielzahl von Nutzern (Flugzeuge, Drohnen und Raumfahrzeuge) in Anspruch genommen. Die Regulierung der Luftraumnutzung durch verschiedene Interessengruppen wurde traditionell durch die räumliche Trennung der verschiedenen Aktivitäten erreicht. Dieser Ansatz war wirksam, als der Luftraum hauptsächlich für den Luftverkehr zugewiesen wurde und Raumfahrzeuge sowie andere Nutzer relativ selten waren. Angesichts der Zunahme des Luftverkehrs und der Weltraumaktivitäten ist es dringend erforderlich, neue dynamische und anpassungsfähige Strategien zu entwickeln, um eine sichere und effiziente gemeinsame Nutzung des Luftraums durch die verschiedenen Akteure zu gewährleisten. Eine dynamische Strategie, die den Echtzeitstatus und den Fortschritt von Raumfahrzeugen berücksichtigt und sich an die damit verbundenen Risiken anpasst, könnte eine effiziente gemeinsame Nutzung des Luftraums erleichtern.

Durch kommerzielle Entwicklungen hat der Bereich des Weltraumstarts enormes Wachstum erfahren. Die derzeitigen Verfahren für das Luftraummanagement haben ihre Wirksamkeit bei einer Reihe von Weltraumstarts unter Beweis gestellt. Es gibt einen Raumübergangskorridor und zeitweilige Flugbeschränkungen. Luftraumsperrungen können zwar die Sicherheit gewährleisten, führen jedoch zu umfangreichen Umleitungen, Verspätungen und eingeschränkter Erreichbarkeit von Flughäfen sowie eingeschränkter Nutzung des nahen Luftraums. Dies ist besonders problematisch, da es zu erwarten ist, dass Raumfahrtmissionen zunehmen und die Nachfrage nach Luftraumkapaziztäten steigt.

In dieser Studie wird das Konzept des Dynamic Debris Hazard Corridor (DDHC) als neuartige Methode vorgestellt, die die Lücke zwischen traditionellen und neuen Anforderungen schließen kann. Das Hauptziel besteht darin, den traditionellen, konservativen Ansatz der Luftraumsperrung mit einer dynamischen Methode zu vergleichen. Diese Methode beinhaltet die sequentielle Freigabe von konvexen Hüllensegmenten im DDHC. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen ist der DDHC ideal für die Bewältigung des dichten Luftverkehrs geeignet. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das dynamische Management des DDHC das Potenzial hat, Störungen im Luftverkehr zu reduzieren, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass von 37 Flügen 5 dank der vorgeschlagenen DDHC-Methode nicht umgeleitet werden mussten. Bei den umgeleiteten Flügen reduzierte das System die Umleitungsentfernung im Vergleich zum derzeit verwendeten Luftraumsperrungsprotokoll um 1471,45 km.