NASA systeem integreert drones in het luchtruim

Het Amerikaanse ruimtevaartbureau NASA werkt aan een systeem dat in staat moet zijn om civiel en commerciëel gebruik van drones in de toekomst in goede banen te leiden.

Het zal een operator in staat stellen om civiele drones en onbemande vliegsystemen (UAS) op lage hoogte en buiten het voor vliegtuigen voorbehouden luchtruim veilig en zo efficiënt mogelijk in te zetten.

Software

NASA ging hiervoor de samenwerking aan met het software bedrijf Airware, dat al bezig was met systemen om botsingen te ontwijken en gecoördineerde vluchten uit te voeren zonder GPS.

Door die samenwerking zullen Airware en NASA nu diverse soorten vliegtuigen en sensoren kunnen uittesten, gaande van jumbo jets met benzinemotoren tot kleine quadcopters.

Die moeten het schrijven van nieuwe software mogelijk maken die botsingen kan ontwijken en trajecten in 4 dimensies kan modelleren.

UAS Traffic Management

Alle UAS objecten zullen worden gevolgd in één verkeersleiding-systeem. Het UAS traffic management (UTM) project wordt geleid door Dr. Kopardekar en zal ons in staat stellen om het luchtruim met alle vliegende tuigen te delen.

Het is niet omdat er zoveel plaats is, dat iedereen er zomaar in het luchtruim kan gaan rondvliegen,” verklaart Dr. Kopardekar aan de Amerikaanse nieuws website Business Insider. “We zullen nog altijd een bepaalde wegcode moeten naleven; we zullen een structuur nodig hebben, en die ontbreekt nu nog. 

Een tracking systeem zal informatie bijhouden van de wind- en weersomstandigheden en de afstand tot een no-fly zone van een UAS of drone. Deze informatie zal dan vervolgens tussen het UTM systeem en de drone of het Unmanned Aerial System kunnen worden uitgewisseld.

Geo-fencing

Om dit mogelijk te maken zal vooreerst een door het UTM systeem gecontroleerd luchtruim worden afgebakend, met daarin parameters die bijvoorbeeld afhankelijk zijn van de wind- en weersvoorspelling.

Hierbij zal men gebruik maken van geo-fencing, waarbij men met behulp van GPS satellieten of andere technieken bepaalde regio’s en trajecten kan uitsluiten.

Ook zullen er automatische ontwijk-maneuvers ontwikkeld worden zodat kruisende toestellen elkaar niet kunnen raken binnen het door UTM gecontroleerd luchtruim.

Verder zullen de databases van het systeem de geplande vluchtroute kunnen aftasten en nagaan of die vrij is van hindernissen en niet te dicht bij de vliegroute van andere vliegende objecten komt.

Streefdoelen

NASA hoopt binnen 5 jaar klaar te zijn met haar eerste doelstelling: het gelijktijdig veilig stellen van het luchtverkeer en drone verkeer. Daarna zal de focus gaan naar de automatisering en verfijning van het systeem.

Eén van de uitdagingen is dat er nog elke dag nieuwe toepassingen worden bedacht voor drones. Ze kunnen prima een voetbalmatch filmen, maar ze kunnen ook mensen in afgelegen gebieden redden van de dood.

De autopiloot van een drone zal in de toekomst dan ook zelfstandig beslissingen moeten kunnen nemen om onverwachte obstakels in de lucht te ontwijken.

Optimalisatie

In een tweede fase, die realiseerbaar lijkt tegen 2025 -2030 zou het UTM systeem verder verfijnd worden en zich ook dynamisch moeten kunnen aanpassen.

Zo zal er nog efficiënter gebruik kunnen worden gemaakt van het luchtruim want het systeem zal zich dan ook kunnen aanpassen bij falende toestellen.  Het zal op de drukst bevlogen plaatsen extra ruimte creëren.

Daarna moet het ook mogelijk worden om al deze gegevens via een UTM interface ter beschikking te stellen aan andere piloten, via een website of applicatie.

Volgens het vakblad Aviation Week zouden de eerste testvluchten voor de ontwikkeling van het UTM systeem dit jaar al beginnen.

Bekijk de website van dit project op NASA’s webpagina.