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Ab dem 26. Januar 2023 wird der U-Space-Regulierungsrahmen in Europa in Kraft treten. Die Ausweisung des U-Space wird jedoch nicht sofort folgen. Es ist wichtig, dass lokale Regierungen, Luftfahrt-Diensteanbieter (ANSPs) und Betreiber von unbemannten Luftfahrzeugsystemen (UAS) die Auswirkungen des U-Space-Luftraums berücksichtigen. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Beziehung zwischen U-Space und der spezifischen Operationen-Risikoanalyse (SORA).

SORA-Ansatz

Der SORA-Ansatz beinhaltet das Luft-Risikomodell, das das Risiko eines Begegnungs mit bemanntem Flugverkehr bewertet. Das Prinzip basiert auf der Definition der anfänglichen Luft-Risikoklasse (ARC) des Betriebsvolumens, wobei geeignete Minderungen die anfängliche ARC auf eine verbleibende (endgültige) ARC reduzieren können. Gemeinsam mit der Bodenrisikoklasse (GRC) wird das endgültige spezifische Assurance- und Integrity-Niveau (SAIL) bestimmt. Dieses Ergebnis stellt das Risiko der UAS-Operationen dar und die entsprechenden Anforderungen (Operative Sicherheitsziele, OSOs) für den Betrieb.

Die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) definiert die ARC als eine "qualitative Klassifizierung der Häufigkeit, mit der ein UAS ein bemanntes Flugzeug im typischen generalisierten zivilen Luftraum begegnen würde." Die ARC kann in vier Ebenen (ARC-a, -b, -c, -d) unterteilt werden, wobei das Risiko einer Kollision zwischen einem UAS und einem bemannten Flugzeug zunimmt. Sie kann anhand des Entscheidungsbaums ermittelt werden, wie er in der Verordnung EU 2019/947 (Unmanned Aircraft Systems) veröffentlicht wurde.

Die Reduzierung der anfänglichen ARC kann durch Anwendung strategischer Minderungen durch Betriebsbeschränkungen (seitens des UAS-Betreibers) oder durch gemeinsame Strukturen und Regeln (z. B. Luftraumstruktur und/oder Verkehrsverfahren) erreicht werden. Das verbleibende Risiko kann durch taktische Minderungen, die für Operationen jenseits der Sichtlinie (BVLOS) gelten, weiter gemindert werden. Für (erweiterte) Sichtflüge kann das Prinzip „sehen und vermeiden“ beibehalten werden, indem man das UAS im Auge behält.

U-Space innerhalb des SORA-Modells

Innerhalb der SORA-Methodik erlaubt das Luft-Risikomodell Minderungen, die aus den im U-Space-Luftraum bereitgestellten Diensten stammen. Da SORA 2.0 in den frühen Entwicklungsphasen des U-Space veröffentlicht wurde, behandelte das Modell die Rolle von U-Space innerhalb von SORA nicht weiter. Mit der Umsetzung der Verordnung EU 2021/664 (U-Space-Regulierung) und den entsprechenden annehmbaren Mitteln zur Einhaltung (AMC) und den Leitmaterialien (GM) gibt EASA eine Empfehlung zur verbleibenden ARC nach der Implementierung des U-Space: „Es wird empfohlen, für U-Space in kontrolliertem und unkontrolliertem Luftraum eine verbleibende 'ARC-b' anzuwenden.“ Die zuständige Behörde entscheidet, ob sie die Empfehlung annimmt.

Ohne U-Space wird ARC-b als der Luftraum unter 500 ft in unkontrolliertem Luftraum über ländlichen Gebieten definiert. Die Empfehlung von ARC-b für U-Space basiert darauf, dass strategische und taktische Mittel angewandt wurden, die die Implementierung des U-Space-Luftraums unterstützen. Daher muss nachgewiesen werden, dass das U-Space-Luftraumvolumen einschließlich der Dienste mit ARC-b-Operationen vergleichbar ist, um von der ARC-Reduzierung zu profitieren (ein ähnlicher Ansatz zur Reduzierung der ARC ohne U-Space-Dienste).

Diese Betriebsbedingung (die Reduzierung auf ARC-b) wird durch die U-Space-Luftraum-Risikoanalyse bestimmt. Die Risikoanalyse deckt sowohl Boden- als auch Luft-Risiken ab und berücksichtigt Sicherheits-, Privatsphäre-, Sicherheits- und Umweltaspekte. Das Ergebnis der Risikoanalyse, einschließlich der Ergebnisse der Stakeholder-Anhörungen, wird in einem U-Space-Entwicklungsplan an den Mitgliedstaat resultieren, der die Leistungsanforderungen des U-Space-Luftraums enthält.

Die folgenden Abschnitte werden die Beziehung zwischen U-Space und den SORA-Minderungen weiter behandeln.

Strategische U-Space-Minderungen durch gemeinsame Struktur und Regeln

Der U-Space-Flugautorisierungsdienst (der ein obligatorischer U-Space-Dienst ist) kann als strategische Minderung verwendet werden, um UAS und bemannte Flugzeuge (und andere UAS-Flüge) zu trennen. Da der UAS-Betreiber den Luftraum nicht kontrolliert, muss der Betreiber einen Flugplan einreichen, der vom U-Space-Serviceanbieter (USSP) gegen geplante und bereits in der Luft befindliche Flüge überprüft wird. Dies ist ein Beispiel einer Minderung durch gemeinsame Luftraumstruktur (U-Space). Basierend auf dem Flugautorisierungsprozess garantiert der USSP die Trennung durch prozedurale Kontrolle im Luftraum.

Taktische U-Space-Minderungen

Während U-Space als Verkehrsmanagementsystem für UAS-Operationen genutzt wird, die zunächst unter 500 ft erfolgen, können traditionelle bemannte Flugzeuge trotzdem innerhalb des U-Space operieren, sofern sie die Verordnung EU 2021/666 für E-Konspektivität einhalten. Die Verordnung 666 erfordert, dass bemannte Flugzeuge, die im U-Space-Luftraum operieren, sich dem USSP elektronisch sichtbar machen. Dieses Prinzip gilt für unkontrollierten Luftraum.

Für kontrollierten Luftraum gilt die Verordnung EU 2021/665. Da der Verkehr im U-Space-Luftraum bekannt sein wird (durch den Dienst zur Netzwerkidentifikation und Detektionssysteme), kann das Risiko von Begegnungen mit bemanntem Verkehr durch das Konzept der Dynamischen Umkonfiguration gemindert werden. Das Konzept zielt darauf ab, bemannten und unbemannten Verkehr innerhalb des U-Space-Luftraums zu trennen. Es erfordert die Zusammenarbeit zwischen dem USSP (oder mehreren USSPs, falls zutreffend) und dem ANSP.

Leistungsanforderungen der taktischen Minderung (TMPR)

Für BVLOS-Operationen (jenseits der Sichtlinie) muss der UAS-Betreiber nachweisen, dass er die TMPRs erfüllt. U-Space ändert diesen Prozess nicht, bietet jedoch zusätzliche Möglichkeiten, die Anforderungen an die Erkennung zu erfüllen. Der Betreiber kann sich auf den U-Space-Verkehrsinformationsdienst als Mittel zur Erkennung des Verkehrs im Bereich verlassen, sodass er UAS-Betreibern Unterstützung bietet, Kollisionen mit bemanntem (und unbemanntem) Verkehr zu vermeiden. Es hebt somit die Bedeutung des vom USSP bereitgestellten Verkehrsinformationsdienstes für den UAS-Betreiber hervor in Bezug auf die Luft-Risikominderung innerhalb der SORA.

Der Dienst überträgt jedoch nicht die Verantwortung für den Betrieb auf den USSP (oder ANSP). Der UAS-Betreiber bleibt für die Sicherheit des Fluges und die Einhaltung der U-Space-Betriebsbedingungen verantwortlich. U-Space ist eine Möglichkeit, das Risiko einer Kollision zu mindern, erfordert jedoch weiterhin, dass die Betreiber eine Betriebsautorisierung mit dem SORA-Ansatz beantragen.

Basierend auf dem U-Space-Entwicklungsplan (das Ergebnis der Risikoanalyse und die Ergebnisse der Stakeholder-Anhörungen) kann der Mitgliedstaat zusätzliche, anspruchsvollere Leistungsanforderungen als die TMPRs definieren. Dies bedeutet, dass UAS-Betreiber die anspruchsvollsten Anforderungen (TMPRs oder die U-Space-Leistungsanforderungen) der zuständigen Behörde (gemäß SORA-Anwendung) nachweisen müssen, um eine europäische Erlaubnis zum Fliegen zu erhalten.

Schlussfolgerung

Das SORA-Modell ermöglicht U-Space als Mittel zur Minderung der anfänglichen ARC. EASA empfiehlt, die verbleibende ARC für den U-Space-Luftraum als ARC-b zu definieren, die das Risiko einer Begegnung mit bemanntem Verkehr unter 500 ft in unkontrolliertem Luftraum über ländlichen Gebieten darstellt. Die U-Space-Dienste werden es ermöglichen, die anfängliche ARC sowohl strategisch als auch taktisch auf diese Weise zu mindern. Daher ist es wichtig, die Leistungskriterien im Zusammenhang mit der SORA und TMPRs während der U-Space-Luftraum-Risikoanalyse zu berücksichtigen und die Leistungskriterien kontinuierlich zu überwachen. Auf diese Weise können UAS-Betreiber die Vorteile der U-Space-Dienste in Bezug auf ihre SORA-Anwendung nutzen.