В ближайшее время воздушное пространство может стать тесным и небезопасным для авиакомпаний. Это связано с тем, что в будущем его будут использовать не только пассажирские самолёты, но и ракеты, беспилотные летательные аппараты и «летающие такси».

Количество ракет, в том числе и тех, которые запускает компания SpaceX Илона Маска, будет расти. Это создаст проблемы для гражданской авиации, поскольку в небе будет всё больше коммерческих космических аппаратов.

Кроме того, появление беспилотных летательных аппаратов и электрических самолётов с вертикальным взлётом и посадкой (eVTOL), которые станут доступны для коммерческого использования, усложнит управление воздушным пространством на нижних уровнях, где происходит взлёт и посадка самолётов.

По прогнозам консалтинговой компании Oliver Wyman, к 2034 году количество пассажирских самолётов увеличится на треть и достигнет более 36 000. В то же время в небе будет более 10 000 eVTOL и тысячи запусков ракет.

Эксперты в области авиации считают, что необходимо изменить подход к управлению воздушным пространством.

«Всё больше пользователей и транспортных средств хотят использовать воздушное пространство. Вероятно, придётся существенно изменить способ предоставления наших услуг», — сказал Эдуардо Гарсия, старший менеджер по будущему небу в Canso, организации, представляющей отрасль управления воздушным движением.

«Это ключевая тема, и она будет непростой. Наша отрасль — критически важная для безопасности», — добавил он.

Проблемы, с которыми сталкиваются авиакомпании, были проиллюстрированы в прошлом месяце, когда Qantas задержала несколько рейсов между Австралией и Южной Африкой после того, как правительство США предупредило о риске повторного входа частей ракеты SpaceX в атмосферу в южной части Индийского океана.

   Опасности повторного входа. Обычно ракета, выходящая на орбиту, состоит из: первая ступень для начальной тяги, усилители для дополнительной тяги при необходимости, вторая ступень для вывода полезной нагрузки на орбиту. Полезная нагрузка: обычно спутник или другой космический аппарат. Первые ступени и ускорители обычно не выходят на орбиту и быстро возвращаются на Землю по заранее запланированному плану. Корпус ракеты второй ступени выходит на орбиту с полезной нагрузкой. Разрушение объектов происходит на высоте около 78 км. Повторный вход. В конце концов, большинство корпусов ракет, а в некоторых случаях и полезных грузов, сходят с орбиты и снова входят в атмосферу. При управляемом возвращении в атмосферу сохраняется достаточно топлива, чтобы направить космический корабль по крутой траектории в заранее запланированную область, сводя к минимуму риск и сбои. При неконтролируемом возвращении в атмосферу космический корабль сходит с орбиты под небольшим углом, что приводит к непредсказуемой зоне и времени столкновения. Авиалайнеры летают на высоте около 10-11 км.. Источники: Nature; ScienceDirect; ESA; IAASS; исследование FT

Однако Крис Куилти, соисполнительный директор консалтинговой компании в сфере космического бизнеса Quilty Space, заявил, что задержки Qantas могут быть «верхушкой айсберга» в быстро развивающейся космической отрасли.

Не только ракетные компании разрабатывают транспортные средства, предназначенные для возвращения на Землю. Множество стартапов нацелены на производство таких продуктов, как фармацевтические препараты в космосе, используя преимущества отсутствия гравитации. Всё это нужно будет доставить обратно на Землю.

«Это дикий запад. Скорость, с которой это происходит, начинает влиять на авиационное сообщество», — добавил он.

Последним сбоем в полётах Qantas стал «управляемый вход в атмосферу», когда разгонный блок ракеты возвращается на землю и приземляется на океанской барже или на наземной стартовой площадке.

Однако «неконтролируемое возвращение» космических объектов — по сути, возвращение на Землю без управления — представляет собой потенциально больший риск.

В 2022 году сотни рейсов были задержаны, когда воздушное пространство Испании было частично закрыто из-за опасений по поводу неконтролируемого возвращения в атмосферу остатков китайской ракеты.

В то время как регулирующие органы всё чаще требуют разработки планов вывода спутников и ракет с орбиты по окончании срока службы, чтобы попытаться сократить количество космического мусора, не существует универсального правила, гарантирующего контролируемый возврат всех космических аппаратов в атмосферу Земли над отдалёнными регионами.

Управляемый вход в атмосферу обычно применяется только для более крупных спутников или космических аппаратов и требует дополнительного топлива и современных систем наведения, что значительно увеличивает стоимость и сложность миссии.

Вместо этого многие операторы придерживаются пассивного подхода к выводу спутников и ракет с орбиты по окончании срока службы, полагаясь на то, что гравитационное притяжение Земли затянет обломки в атмосферу, где большая их часть сгорит.

Кен Куинн, партнёр юридической фирмы Clyde & Co и бывший главный юрисконсульт FAA и Федерации безопасности полётов, сказал: «Управление орбитальным мусором становится важнейшей проблемой безопасности и управления воздушным движением, а это означает, что он представляет всё большую угрозу для коммерческой авиации и требует более эффективного управления».

В исследовании, опубликованном в прошлом месяце в научном журнале Nature, учёные из Университета Британской Колумбии в Ванкувере обнаружили, что, хотя вероятность столкновения космического мусора с самолётом невелика, «риск растёт из-за увеличения числа как повторных входов в атмосферу, так и полётов».

Авторы Эван Райт, Аарон Боли и Майкл Байерс заявили, что отсутствие оснащения ракет системами, обеспечивающими контролируемое возвращение в зону, удаленную от людей и самолётов, может привести к ужасным последствиям. «Даже небольшой обломок может иметь разрушительные последствия для самолёта», — говорится в исследовании.

В нижних слоях воздушного пространства широко распространённые небольшие беспилотники создают для авиакомпаний головную боль.

Пожалуй, самым примечательным случаем стало закрытие лондонского аэропорта Гатвик на 36 часов в декабре 2019 года после сообщений о появлении беспилотников, в результате чего пострадали около 140 000 пассажиров.

Однако ожидается, что в ближайшее десятилетие на рынок выйдут и поступят в коммерческую эксплуатацию более крупные самолёты на аккумуляторных батареях, способные перевозить пассажиров и взлетать и приземляться как вертолёт.

В то время как отрасль, занимающаяся разработкой и производством беспилотных летательных аппаратов (eVTOL), продолжает делать оптимистичные прогнозы относительно сроков сертификации этих самолётов для пассажирских перевозок, многие компании уже используют прототипы, и эксперты отрасли считают, что их появление в значительной части транспортной сети — лишь вопрос времени.

Исследование, проведённое Bain в 2024 году, показало, что коммерческие услуги воздушного такси могут быть запущены в ближайшие два-три года, а затем потребуется около десяти лет, чтобы достичь значительных масштабов.

Все эти летающие такси, которые, как ожидается, в конечном итоге не будут иметь пилотов, необходимо будет безопасно интегрировать в воздушное пространство на высоте примерно до 1500 метров.

Регулирующие органы и агентства по управлению воздушным движением в Европе и США активно готовятся к новой эре, объединяя космические корабли и летающие такси в общую систему управления воздушным движением.

   Дроны и рабочие высоты. Небольшим любительским и коммерческим дронам, как правило, разрешено летать только на высоте до 120 метров над землей в разрешенных зонах. Разрабатываемые беспилотные летательные аппараты для перевозки людей, такие как автономные воздушные такси, могут летать на высоте до 5000 метров и более. Самые сложные беспилотники, некоторые из которых эксплуатируются вооруженными силами, способны достигать самых больших высот. Источники: FAA; исследование FT

В Лондоне британская компания по управлению воздушным движением Nats провела моделирование перевозки пассажиров с помощью eVTOL на расстояние 40 километров между аэропортом Хитроу, расположенным к западу от Лондона, и аэропортом Сити, находящимся на востоке, с посадками в «вертопортах» в центре города.

Энди Сейдж, директор по трансформации безопасности в Nats, отметил: «Будущее обещает быстрое увеличение числа различных пользователей воздушного пространства, как с экипажем, так и без экипажа, и мы видим, что управление ими будет осуществляться в рамках единой интегрированной системы».

В ходе испытаний Nats рассматривала eVTOL как вертолёты, которые необходимо было интегрировать в систему управления воздушным движением.

По мере того как технология будет совершенствоваться, можно ожидать, что количество нарушений снизится.

Федеральное управление гражданской авиации, регулирующее гражданскую авиацию, заявило, что сократило время закрытия воздушного пространства из-за пролёта космических аппаратов через определённую территорию со среднего значения «более четырёх часов» на запуск до «более двух часов».

Хотя традиционные службы управления воздушным движением могут справиться с небольшим числом пассажиров, вероятно, действуя в своих собственных безопасных воздушных коридорах, может наступить момент, когда их станет слишком много, чтобы справиться.

Возможным решением на этом этапе, по мнению Гарсии из Canso, станет автоматизация. «Существует предел когнитивных возможностей людей, чтобы управлять транспортными средствами с разными скоростями и характеристиками, а также более загруженным воздушным пространством, — сказал он. — Нам потребуется больше автоматизации и искусственного интеллекта, которые помогут и поддержат нашу работу».

Подготовлено ProFinance.Ru по материалам The Financial Times

MarketSnapshot - ProFinance.Ru в Telegram 

По теме:

Илон Маск представил роботакси Tesla Cybercab

Китайский сектор беспилотных летающих такси претендует на мировое лидерство