U-Spaces für Drohnen

Der Markt für professionell eingesetzte Drohnen wächst rasant. Allein in Deutschland sollen bis 2025 rund 135.000 kommerzielle „Unmanned Aircraft Systems“ (UAS) neu an den Start gehen. Damit es in deren Luftraum zwischen 0 und 120 Metern über dem Boden sicher zugeht, will die EU den Drohneneinsatz in so genannten U-Spaces regeln und überwachen lassen.

HHLA Sky hat eine besonders innovative Leitstand-Technologie für Drohnen und andere autonome Fahrzeuge (AMR) entwickelt. Ganze Fahrzeugflotten können damit zentral und gleichzeitig an unterschiedlichen Einsatzorten gesteuert werden können. Integriert ist UTM-Technologie, die Drohnenverkehr im öffentlichen Raum regelt und koordiniert.

Auch spezielle, sehr robuste und sichere Industrie-Drohnen werden von HHLA Sky gebaut und den Kunden angeboten. 44 Mrd. € könnte das Marktvolumen in der Drohnenlogistik 2030 betragen. Ein Geschäftsfeld mit viel Potential.

Auf Nummer Sicher fliegen

Vom Spielzeug zum Universalwerkzeug - das Interesse der Wirtschaft an autonom fliegenden oder ferngelenkten unbemannten Fluggeräten wächst rasant. „Drohnen können von der Inspektion über die Beobachtung und Überwachung bis zu Transport und Logistik viele Aufgaben einfacher, effizienter und umweltfreundlicher bewältigen, als es bisher vom Boden aus möglich war“, begründet Matthias Gronstedt, Geschäftsführer des Hamburger Technologieentwicklers und Drohnen-Pioniers HHLA Sky den Trend. Doch dafür bedarf es eines spezielles EU-Regelwerks, in dessen Entwicklung und Umsetzung das Tochterunternehmen der Hamburger Hafen und Logistik AG eng eingebunden ist. Sogenannte U-Spaces sollen zur Sicherheit des gesamten Flugverkehrs beitragen.

Wie sieht ein U-Space aus?

Einen U-Space kann man nicht sehen. Es handelt sich um einen digital gemanagten Luftraum, in dem unbemannte Fluggeräte nach bestimmten Regeln fliegen. Der Begriff ist nicht nur geografisch zu verstehen. Er umfasst auch das Regelwerk für den Drohneneinsatz und für die Prozesse, die für die Koordinierung notwendig sind. Im Endausbau kann der U-Space ein ganzes Land umfassen, wird sich aber zunächst auf Regionen mit einem besonders hohen Drohnenaufkommen beschränken. Zu den Regeln zählt die Definition des Flugablaufs von der Anmeldung über den Streckenverlauf und Sicherheitspläne bis zur Landung sowie der Überwachung. Eine zentrale Funktion haben die U-Space Service Provider. Ähnlich wie die Flugsicherung in der bemannten Luftfahrt, koordinieren sie die individuellen Flüge im U-Space. Ein wichtiger Punkt ist die Einbindung des bemannten Luftverkehrs im unteren Luftraum sowie der Belange der Sicherheits- und Rettungsbehörden, die im Einsatzfall einen Luftraum sperren dürfen

Ein U-Space als Modell

Im U-Space nutzen Drohnenbetreiber unterschiedliche Dienste, um sicher und regelkonform zu fliegen. Einer davon ist der Geosensibilisierungsdienst. Über diesen informieren sich Drohnenbetreiber, wo Einschränkungen für die Nutzung von Drohnen vorliegen. Er informiert nicht nur über dauerhafte Einschränkungen (z.B. über Flughäfen). Auch dynamische Ereignisse wie Rettungseinsätze oder temporäre Sperrungen werden angezeigt, und der Luftraum muss in diesen Zonen frei gehalten werden.

Beschränkungen in Geozonen

Drohnenflüge sind ...  🔴 grundsätzlich untersagt  🟡 mit besonderer Genehmigung erlaubt

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Warum müssen Drohnenflüge koordiniert werden?

Konflikte zwischen Nutzern zu vermeiden, das ist eine der wichtigsten Aufgaben von Sebastian Törsleff. In dem Forschungsprojekt „Urbaner Drohnen-Verkehr effizient organisiert“ (UDVeo) entwickelte er an der Hamburger Helmut-Schmidt-Universität die Basis für die U-Spaces mit und wechselte dann zu HHLA Sky. Dem Fachmann geht es um die Umsetzung der Regeln in die Praxis. „Es geht hier nicht darum, einen weiteren Bereich des öffentlichen Lebens regulieren. U-Spaces sollen den effizienten und wirtschaftlich sehr sinnvollen Einsatz von Drohnen besser ermöglichen.“

Die unbemannten Flugsysteme werden vor allem im städtischen Raum, über Industrie- und Firmengeländen unterwegs sein. Ihren Einsatz zu koordinieren, soll nicht nur Konflikte zwischen den Drohnen verhindern. Im relevanten unteren Luftraum sind zum Beispiel auch Rettungshubschrauber im Einsatz, die teilweise erst auf kurze Distanz wahrnehmbar sind. „Je eher wir ein für alle Beteiligten geltendes Regelwerk und damit Klarheit für den Drohneneinsatz haben, desto besser ist dies für die Entwicklung der Drohnenwirtschaft“, ist Sebastian Törsleff überzeugt. Diese „Drone-Economy“ soll nach Experten-Schätzung bis 2025 allein in Deutschland ihren Umsatz auf 1,6 Mrd. Euro verdoppeln.

Wo werden U-Spaces benötigt?

Urbane Gebiete haben erstmal Vorrang. Auf lange Sicht hält Sebastian Törsleff es für sinnvoll, die gesamte Bundesrepublik zu einem geregelten U-Space auszubauen. Doch Erfahrungen in seinem Forschungsprojekt und Testvorhaben von HHLA Sky haben gezeigt, dass die schrittweise Einführung solcher Zonen mehr Erfolg verspricht. Vorrang haben für ihn städtische Fluggebiete: „Dort werden Drohnen zu Beginn am häufigsten eingesetzt werden, verschiedene Betreiber an den Start gehen und unterschiedliche Nutzungen erfolgen.“ In Städten bedienen sich auch Sicherheitsorgane wie Polizei und Feuerwehr zunehmend der Drohnen-Technologie, deshalb ist Koordinierung heute schon sinnvoll.

Wie kann der Drohneneinsatz koordiniert und gesteuert werden?

Ein Leitstand hält alles im Blick. Drohnen-Piloten müssen schon heute vieles beachten. Nicht nur, wenn sie manuell fliegen, sondern auch bei autonomen Flügen, die aus einem Leitstand überwacht werden. Es gibt Flugverbotszonen in definierten Bereichen und über Menschenansammlungen dürfen keine Drohnen fliegen. Das beachtet der von HHLA Sky entwickelte Drohnenleitstand, und zwar nicht nur für eine einzelne, sondern für Dutzende gleichzeitig eingesetzter und auch autonom operierender Fluggeräte. Der Leitstand gilt als eines der leistungsfähigsten und darüber hinaus sichersten Steuerungssysteme für Drohnen, vom TÜV als erstes seiner Art zertifiziert. Dank permanenter Datenanalyse hat er das aktuelle Wetter genauso im Blick wie den Luftraum einschließlich der dort befindlichen bemannten Flugzeuge. Für jede Drohne wird im Vorfeld ein exakter Flugplan erfasst, um auf Abweichungen sofort reagieren zu können. Und natürlich müssen auch Ausweich- und Notlandeplätze vorhanden sein, falls ein Gerät während des laufenden Betriebes schnell und sicher auf den Boden zurückgeholt werden muss.

Wer wird die Steuerung und Überwachung der U-Spaces übernehmen?

Verschiedene Services sind im Angebot. So wie die Deutsche Flugsicherung die bemannte Luftfahrt über Deutschland kontrolliert, wird es auch für Drohnen entsprechende Unternehmen geben. Die EU lässt dabei zu, dass unterschiedliche Unternehmen ihre Services parallel zueinander anbieten können. Jeder, der eine Drohne einsetzen will, muss dort seinen Flug anmelden, einen entsprechenden Plan einreichen und jederzeit auf sicherheits- relevante Ereignisse reagieren können. Das gilt sowohl für den Flug von mehr als 250 Gramm schweren Freizeitdrohnen als auch für den semi-professionellen und den kommerziellen Bereich. „Es ist natürlich wichtig, auch die staatlichen Stellen wie Polizei und Rettungs- dienste in dieses System einzubinden“, sagt Sebastian Törsleff. „Nur so kann unmittelbar reagiert werden, wenn zum Beispiel Rettungshubschrauber einen U-Space durchfliegen oder ein Luftraum wegen eines Polizei- oder Feuerwehreinsatzes gesperrt werden muss.“

Wann geht es los mit den ersten U-Spaces?

Die EU hat bereits die Initiative ergriffen. Theoretisch könnten bereits kontrollierte Lufträume für Drohnen eingerichtet werden - die EU-Regeln für U-Spaces sind seit dem 26. Januar 2023 in Kraft. Es gibt auch bereits erste Unternehmen, die die Steuerung des Drohnenverkehrs übernehmen wollen. Aber bis zur vollständigen Einrichtung der kontrollierten Flugzonen im unteren Luftraum wird noch etwas Zeit vergehen: „Neben der Ausarbeitung detaillierter Verfahren müssen auch noch wichtige technische Voraussetzungen geschaffen werden“, begründet das Sebastian Törsleff. Unter anderem bedarf es einer gemeinsamen Sprache zwischen allen Beteiligten. Dass die EU so frühzeitig die Initiative ergriffen hat, ist deshalb für Drohnen-Unternehmen wie HHLA Sky ein wichtiges und sehr hilfreiches Signal.

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