Grenzüberschreitender Austausch von Raumfahrzeugdaten zur sicheren und effizienten Durchführung von Weltraumaktivitäten

Abstract

New Space bezeichnet die stärker werdende Rolle der Privatwirtschaft an Raumfahrtprojekten und -missionen. Neue Raumfahrtunternehmen entwickeln verstärkt Ideen und Anwendungen für die kommerzielle Nutzung des Weltraums. Aufgrund dieser Entwicklung kommt es vermehrt zu Starts und Wiedereintritten von Raumfahrzeugen auf der ganzen Welt und zunehmend operieren diese in der Nähe der hochfrequentierten Lufträume. Die Integration des Raumfahrtbetriebs in das bestehende Luftverkehrssystem erlangt so eine immer größere Bedeutung. Die Basis für einen sicheren und effizienten Luft- und Raumfahrtbetrieb kann ein automatischer Austausch von missionspezifischen Daten zwischen allen Beteiligten darstellen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Office of Commercial Space Transportation der amerikanische Bundesluftfahrtbehörde FAA (Federal Aviation Administration) erforschen gemeinsam, welche Daten explizit vor, während und nach einem Start bzw. Wiedereintritt zwischen Raumfahrzeugbetreibern und Luftverkehrsmanagement (ATM) Einrichtungen, z. B. Flugsicherungsorganisationen (ANSPs), ausgetauscht werden müssen. Dadurch soll ein besseres Situationsbewusstsein geschaffen werden und die Reaktionsfähigkeit auf abweichende Ereignisse gesteigert werden. Anhand von simulierten Weltraumstarts, sowohl mit nominalen als auch nicht nominalen Trajektorienverläufen, von Cape Canaveral (USA) und Kourou (Französisch-Guyana) haben das DLR und die FAA erfolgreich einen grenzüberschreitenden Austausch von Raumfahrzeugdaten demonstriert. Bei den Demonstrationen wurde auf existierenden internationalen Datenstandards und -infrastrukturen zurückgegriffen und die Daten in Form von System Wide Information Management (SWIM) Nachrichten versendet. SWIM wurde speziell für das ATM entwickelt. Der Einsatz im Rahmen der DLR-FAA-Kooperation hat gezeigt, dass SWIM auch genutzt werde kann, um die Integration eines Raumfahrtbetriebs in den bestehenden Luftverkehrsbetrieb zu erleichtern. Auf beiden Seiten des Atlantiks wurden die empfangen Daten jeweils in Echtzeit verarbeitet und auf dem DLR Space Operations Dashboard (SOD) sowie dem FAA Space Data Integrator (SDI) visualisiert. Dadurch konnten die Daten in jeder Situation schnell erfasst werden und bei nicht nominalen Ereignissen die entsprechenden Maßnahmen eingeleitet werden. Anhand der Demonstrationen wurde ein mögliches Verfahren für die Integration der kommerziellen Raumfahrt in das Luftverkehrssystem aufgezeigt. Ein Verfahren, welches auch angewendet werden kann, wenn Nutzlasten von europäischen Spaceports in den Orbit verbracht werden.