Unbemannt - aber nicht unkontrolliert

Drohnen sind die Universal-Werkzeuge der Zukunft, auch in der Logistik. Wie können sie sicher und zuverlässig eingesetzt werden?

Ihrem Ursprung als Spielzeug und fliegendes Foto-Auge sind Drohnen längst entwachsen. Spätestens 2025 soll jede vierte Drohne kommerziellen Aufgaben dienen. 135 000 professionelle Fluggeräte könnten dann am Himmel über Deutschland schweben. Besonders in der Logistik entwickeln sich daraus ganz neue Lösungen. Allein in Deutschland soll sich der Jahresumsatz der „drones-Economy“ bis 2025 auf 1,6 Milliarden Euro verdoppeln. Doch dafür müssen Hersteller und Regulierungsbehörden noch einige Hausaufgaben erledigen.

Wachsender Drohnen-Flugverkehr bedarf der Regulierung und Kontrolle

Das Einsatzspektrum reicht sehr weit. Nur einige Beispiele wären die Inspektion großer Infrastruktur- und Bauprojekte, die Kontrolle von unübersichtlichen Arealen durch die Feuerwehr und von sicherheitsrelevanten Anlagen durch den Objektschutz oder das Sammeln von Verkehrs- oder Umweltdaten.

Auch für ganz bestimmte Transporte ist das Potenzial riesig. Als die Google-Tochter Wing in der australischen Stadt Logan während der Corona-Pandemie die Medikamenten-Auslieferung durch autonome Fluggeräte testete, kam sie an manchen Tagen auf mehr als 1000 Flüge - alle 25 Sekunden einer.

Durch das Wachstum wird es eng im Luftraum bis 120 Meter über Grund, dem Haupteinsatzgebiet für Drohnen. „ Ähnlich wie in der bemannten Luftfahrt muss deshalb auch der Drohnen-Flugverkehr reguliert und kontrolliert werden“, sagt Sebastian Törsleff, HHLA Sky-Fachmann für solche Themen.

HHLA Sky entwickelt perfekte Instrumente für Planung und Flugsicherung

Matthias Gronstedt vor dem Leitstand von HHLA Sky.

Als einer der Technologieführer für Hard- und Software stellt sich HHLA Sky diesen Anforderungen. Wie lassen sich ihre autonom oder ferngelenkt agierenden Drohnen zum Beispiel vor Konflikten mit anderen Fahr- und Flugzeugen oder von Störungen des Datenverkehrs schützen? „Dafür haben wir Lösungen“, versichert Geschäftsführer Matthias Gronstedt.

HHLA Sky, 2017 als Corporate-Startup der Hamburg Hafen und Logistik AG gegründet, hat in der Drohnenwirtschaft buchstäblich eine richtungsweisende Rolle übernommen. Ihr Kernprodukt ist „der Leitstand“, eine in dieser Form einzigartige Symbiose aus Planungszentrum, Steuerzentrale und Flugsicherung. Für Dutzende autonom oder ferngelenkt gleichzeitig operierender Drohnen können hier die Flüge geplant und anschließend überwacht und wenn notwendig auch gesteuert werden - und das auch über eine Entfernung von mehreren 100 Kilometern zum eigentlichen Ort des Geschehens hinweg. „Das ist unser Verkaufsschlager“, freut sich Matthias Gronstedt. HHLA Sky versorgt inzwischen Kunden auf vier Kontinenten mit Hard- und Software für den Drohneneinsatz.

EU schafft die Voraussetzungen für den sicheren Drohneneinsatz

Der Leitstand bietet alle Werkzeuge für den sicheren und störungsfreien Drohneneinsatz. Er ist das Planungsinstrument für die minutiöse Vorbereitung eines Fluges, überwacht laufend alle Rahmenbedingungen wie das Wetter vor Ort oder den Flugverkehr im Einsatzgebiet. Über den Leitstand wird auch der Ablauf eines Fluges kontrolliert. Bei Abweichungen gibt er Alarm - der Operator kann sofort und in Echtzeit eingreifen.

Diese Entwicklung der Hamburger Experten bekommt jetzt zusätzliche Bedeutung. Die EU hat vor wenigen Wochen die Grundlagen für die Einrichtung so genannter U-Spaces geschaffen. Dort gilt ein klares Regelwerk für den Drohneneinsatz. „Das ist eine ganz wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung der Drohnenwirtschaft“, bestätigt Matthias Gronstedt. Auch die Menschen, die im Bereich eines U-Space leben, müssen natürlich mit größter Konsequenz vor den Folgen eventueller Kollisionen geschützt werden.

Auf Nummer Sicher im U-Space

Einen U-Space kann man nicht sehen. In diesem digital gemanagten Luftraum fliegen unbemannte Fluggeräte nach bestimmten Regeln. Ein Geschäftsfeld mit viel Potential: 44 Mrd. € könnte das Marktvolumen in der Drohnenlogistik 2030 betragen.

Was genau ist ein U-Space?

Ideal für die Steuerung und Überwachung im U-Space

Der Begriff U-Space ist nicht nur geografisch zu verstehen. Es handelt sich um einen digital gemanagten Luftraum, in dem unbemannte Fluggeräte nach bestimmten Regeln fliegen. 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. Hamburg gehört, dank vieler Akteure und Forschungsprojekte, zu den Vorreitern.

Unser Leitstand wäre das perfekte Instrument für die Luftraumüberwachung

Matthias Gronstedt, HHLA Sky

Wer im U-Space fliegt, muss sich vorher bei einer Art Luftaufsicht anmelden und einen eindeutigen Flugplan vorlegen. Wenn zum Beispiel Rettungshubschrauber oder andere Sicherheitskräfte den Luftraum einer Drohne queren, muss sie den Weg sofort freimachen oder zum Ausweichen gezwungen werden.

Das setzt voraus, dass auch Institutionen wie Polizei oder Rettungsdienste ihre Einsätze unmittelbar an den U-Space-Koordinator melden. Diese koordinierende Rolle sollen nach den Vorstellungen der EU private Firmen übernehmen. „Unser Leitstand wäre das perfekte Instrument für die Luftraumüberwachung“, ist Matthias Gronstedt überzeugt, „kein anderes System kann die notwendigen Aufgaben in dieser Komplexität übernehmen.“

In einem U-Space werden alle Genehmigungen und Einschränkungen für die Nutzung von Drohnen koordiniert. Es gibt dauerhafte Einschränkungen und temporäre Sperrungen.

Technologie auch an Land sowie auf und unter Wasser einsetzbar

Die Produkte von HHLA Sky haben nicht nur am Himmel eine große Zukunft. Auch auf und unter Wasser sowie am Boden entwickeln sich immer mehr Einsatzmöglichkeiten für autonom oder ferngelenkt operierende Fahrzeuge. „Die Technik ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass die Geräte auch Aufgaben übernehmen können, die von Menschen nur mit erheblichem Aufwand oder gar nicht ausgeführt werden können“, betont Gronstedt. Die Leitstand-Technologie ist auch für die Steuerung von im Wasser oder an Land eingesetzten Geräten bestens geeignet: „Wir sind nicht nur auf dem Luftraum fixiert“, so Gronstedt.

Auch im oder unter Wasser können Drohnen agieren, wie hier im Projekt SEACLEAR. Sie suchen und sammeln Abfälle als Team von autonomen Robotern. (c) SEACLEAR

Erstmals vom TüV als Cyber Security-Konzept zertifiziert

Wenn sie in die Zukunft schauen, haben die Hamburger Drohnen-Experten einen weiteren Aspekt fest im Blick. Drohnen werden über Funkfrequenzen gesteuert und übermitteln ihre gesammelten Daten ebenfalls digital und drahtlos. Damit sind sie potenziell anfällig für Hacker-Angriffe. Wie in den übrigen Wirtschaftszweigen hat Cyber Security auch für die „drones economy“ eine riesige Bedeutung.

HHLA Sky hat sich schon frühzeitig und sehr intensiv mit der Frage auseinandergesetzt, wie diese Daten zu schützen sind. Natürlich gibt es längst alltagstaugliche Lösungen. „Wie bei allen sicherheitsrelevanten Themen dürfen wir leider nicht über Details reden“, betont Gronstedt: „Ich kann nur so viel sagen: wir haben die potenziellen Schwachstellen analysiert und wirkungsvolle Schutzmaßnahmen gefunden.“

Und warum sollten potenzielle Kunden von HHLA Sky diesem Versprechen vertrauen? „Der TüV hat uns als erstes Unternehmen weltweit zu diesem Thema zertifiziert“, freut sich Matthias Gronstedt. Der Weg für die boomende „drones economy“ ist also auch unter Sicherheitsaspekten frei.

Veröffentlicht am 15.5.2023