Lufttaxis und Drohnen: Wie virtuelle Polygone Kollisionen verhindern

Durch den Luftraum über Städten schwirren Drohnen, die Pakete und Medikamente ausliefern. Hubschrauber transportieren Verletzte in Krankenhäuser. Mitunter verirrt sich noch ein kleiner Motorsegler in den – bisher nicht überwachten – U-Space, wie der Raum unterhalb von 762 Metern fachmännisch genannt wird. Dazu kommen autonome Lufttaxis. Was nach Science Fiction klingt wird in wenigen Jahren Realität sein. Versuche mit Paketdrohnen werden bereits absolviert. Dazu kommen hunderttausende Drohnen, gesteuert von Amateuren, die den Garten des Nachbarn ausspionieren oder einfach nur Landschafts- und Architekturbilder aus ungewöhnlichen Perspektiven machen wollen. Kollisionen mit fatalen Folgen für die Luftgefährte und die Menschen am Boden bleiben da nicht aus.

Kleine Polygone für gut ausgestattete Fahrzeuge

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat jetzt ein Konzept vorgestellt, das ein kollisionsfreies Miteinander aller Arten von Luftgefährten, ob sie nur autonom unterwegs sind oder von Piloten gesteuert werden. Ehe es in den Luftraum über einer Stadt eindringt muss es sich anmelden. Die Zentrale packt jedes Luftfahrzeug in ein virtuelles Polygon, also ein Vieleck ein, das eine bestimmte Route nehmen muss. Wenn das Luftgefährt mit aktiven und passiven Sicherheitseinrichtungen ausgestattet ist, etwa Kollisionswarngeräten, bekommt es ein kleines Polygon. Eine Kameradrohne dagegen erhält ein großes. Kein fremdes Luftfahrzeug darf in ein solches Polygon eindringen. Damit sind Kollisionen weitgehend ausgeschlossen. Sollte doch mal was passieren senkt das System die Risiken für die Menschen am Boden. Alle Polygone werden um Regionen mit großen Menschenansammlungen herumgelenkt, etwa um Marktplätze oder touristische Attraktionen.

Virtuelle Darstellung der Sicherheitsabstände zweier Fluggeräte, Bild: DLR (CC-BY 3.0)

Alle dürfen den Luftraum benutzen

„Kern des Konzepts ist eine flexible Bewertung jedes einzelnen Fluggeräts nach technischer Ausstattung und Größe“, sagt Dagi Geister, die am DLR-Institut für Flugführung die Fachgruppe Unbemannte Luftfahrzeugsysteme leitet. Sind also viele gut ausgestattete Fluggeräte unterwegs ist die Aufnahmekapazität des U-Space groß, weil ja nur kleine Polygone vergeben werden. Sind dagegen viele spartanisch ausgerüstete Drohnen unterwegs ist weniger Platz da, weil diese durch große Polygone auf Abstand gehalten werden. Prinzipiell dürfen im neuen Konzept alle Luftraumteilnehmer fliegen, unabhängig davon, wie aufwändig sie ausgerüstet sind.