Satellitter skal gøre forsvundne fly til fortid

»Kan du se den helikopter, der dukker op der? Ude i Nordsøen. Dem plejer vi altså ikke at kunne se.«

Erik Gaardsted peger på en stor skærm, der viser omridset af Danmark og dele af Sverige, Norge, Tyskland og Storbritannien. Han er flyveleder hos Naviair, det statsejede selskab, der har ansvaret for styringen af lufttrafikken i dansk luftrum.

Skærmen er fyldt med små gennemstregede prikker – hver ledsaget af tal- og bogstavkoder. Hver prik på skærmen er et luftfartøj, der er på vej gennem eller er i nærheden af Naviairs område. Stregerne viser flyenes kurs, og koderne angiver data som kaldenavn, hastighed og højde.

I dag er han ved at teste et nyt system, hvor informationen om flyene indhentes via satellitforbindelse, men normalt henter flyvelederne information om de fly, de kontrollerer, fra et netværk af primærradarer, der scanner himlen for alle objekter, og sekundære radarer, der pinger flyene og modtager information fra deres transpondere – såkaldt Secondary Surveillance Radarer (SSR).

For at kunne modtage signalerne fra flyene skal der være en fri linje mellem fly og jordantenner, og på grund af Jordens krumning, kan flyvelederne kun ‘se’ fly få hundrede kilometer væk – og lavtflyvende helikoptere skal være endnu tættere på, før de dukker op på skærmen.

Det jordbaserede overvågningsudstyrs korte rækkevidde og det faktum, at udstyret kun findes i de mere tilgængelige dele af verden, betyder, at verdens flyveledere kun har data på flyvninger i omkring 30 procent af det globale luftrum.

Det betyder blandt andet, at fly kan forsvinde i de områder, hvor der ikke er radardækning – som det skete, da Air France-flyet AF447 i 2009 forsvandt over Atlanterhavet, og da Malaysia Airlines MH370 forsvandt i Det Indiske Ocean i marts 2014.

I begge tilfælde måtte eftersøgningsholdene bruge information fra flyenes Aircraft Communications Addressing and Reporting System (ACARS), der kommunikerer via satellitter, til at beregne, omtrent hvor flyene styrtede. AF447 blev fundet efter to år, MH370 eftersøges stadig.

Snart vil situationen dog se anderledes ud. Kort efter at MH370 forsvandt, fandt Den Internationale Organisation for Civil Luftfart (ICAO) nemlig sammen med myndigheder, flyselskaber og flyproducenter om at vedtage nye regler om, at større fly skal kunne følges, uanset om de flyver over befolkede landområder, ørkener, bjerge eller oceaner.

Nye regler på vej

Derfor skal fly, der har plads til mere end 19 passagerer, ifølge ICAO fra november kunne fortælle, præcist hvor på kloden flyet befinder sig med højst 15 minutters mellemrum.

Det krav kan de fleste flyselskaber leve op til ved at bruge data fra flyenes ACARS-system eller fra systemet ADS-C, der enten via jordstationer eller eksisterende satellitsystemer fra Iridium og Inmarsat, beder flyene sende information om position, højde, etc.

»I dag bruger vi allerede ADS-B, ADS-C og ACARS til at indberette flyenes positioner, og det opfylder kravene,« skriver Eva Ståhlemar, der er leder af Operational Regulatory Affairs & ATM hos SAS eksempelvis i en e-mail til Ingeniøren.

Om de nye regler kommer til at træde i kraft i dansk lovgivning til november eller lidt senere er dog stadig uvist. Ifølge en e-mail fra Trafik-, Bygge- og Boligstyrelsen har ICAO været lang tid om at udarbejde det præcise regelværk, og derfor er de europæiske regler – som også vil gælde i Danmark – endnu ikke klar.

Hvad der derimod ligger fast, er, at reglerne bliver strammet endnu en gang 1. januar 2021. Fra den dato skal alle nye fly i nødstilfælde kunne sende positionsdata hvert minut.

»ADS-C, hvor man kommunikerer via de eksisterende satellitter, kan godt klare kravet om, at flyene skal sende opdateringer hvert kvarter. Men der er ikke båndbredde til en 1-minuts opdateringsfrekvens, så der skal ske en udvikling frem mod 2021,« fortæller Peter Majgård Nørbjerg, der er direktør for Air Traffic Solutions hos nanosatellitproducenten Gomspace og i øvrigt tidligere ansat i Naviair.

Så nyt udstyr skal der til – men ikke nødvendigvis på flyene. De fleste passagerfly har – ligesom MH370 – transpondere om bord. Der findes tre klasser af transpondere. De mest simple oplyser bare flyets identitet og position. Mere avancerede transpondere sender også oplysninger om den aktuelle flyvehøjde, flyveretning, kaldenavn, og hvilken flyvehøjde piloten har indstillet flyet til at opnå.

Den sidste oplysning kan flyve­lederne bruge til at kontrollere, om piloterne følger flyveledernes ordrer om at stige eller dykke. Desuden kan systemet sættes op til at afgive alarm, hvis et fly afviger fra flyveplanen, eller hvis der bliver slukket for transponderne.

I dag er de fleste flyvelederes systemer som nævnt primært baseret på jordstationer, der skal opfange signalerne, så kun 30 procent af kloden er dækket. Men flere aktører arbejder på satellitbaserede løsninger, der både kan klare kravene i 2018, i 2021 og de endnu skrappere krav, der gælder, hvis satellitterne skal kunne erstatte jordbaserede radarer.

I det sidstnævnte tilfælde må der højst gå 8 sekunder mellem opdateringerne – og signalet må ikke være mere end 2 sekunder forsinket. Blandt konkurrenterne finder man amerikanske Aireon, som Naviair ejer 6 procent af, og Gomspace, der er etableret i Aalborg.

Aireon er længst fremme. Aireon har købt sig plads på satellitoperatøren Iridiums nye generation af satellitter, hvoraf de sidste 25 vil være opsendt inden for de kommende måneder. I alt 75 satellitter vil så være i kredsløb – heraf er 9 i reserve, hvis en af de 66 øvrige satellitter går i stykker. Hver satellit er forbundet med fire andre i et netværk, der sikrer, at der altid kan sendes data ned til Aireons jordstationer.

Aireon bliver dermed de første og hidtil eneste, der opnår fuld global satellitdækning. Men konkurrenterne arbejder også hårdt på at blive flyvefærdige:

I første kvartal af 2019 planlægger Gomspace således at opsende en konstellation af 8 nanosatellitter, der kan overvåge et bælte omkring ækvator, og virksomheden Aerial & Maritime, som Gomspace ejer 39 procent af, er i øjeblikket ved at rejse omkring 600 mio. kr. til at udvide netværket til at omfatte cirka 100 nanosatellitter, så såvel fly som skibe kan overvåges globalt, fortæller Peter Majgård Nørbjerg.

Satellit-test i fuld gang

Aireon modtager imidlertid allerede tusindvis af signaler og er i fuld gang med at teste funktionaliteten hos partnerne – heriblandt Naviair, der siden sidste år har modtaget datatransmissioner fra de satellitter, der er på plads.

»Når det gælder luftrummet over Danmark, så er vi i forvejen fuldstændig overvågningsdækket af vores radarer, så her handler det i høj grad om at få mere redundans ind i vores system, når vi supplerer med signalerne fra Aireon,« siger Erik Gaardsted.

I Grønland, hvor Naviair også har ansvaret for lufttrafikstyringen, kommer de nye satellitsignaler derimod til at betyde en afgørende forbedring af overvågningen. Selvom Naviair siden 2014 har benyttet sig af jordbaserede ADS-B-modtagere nogle steder i Grønland, mangler der fortsat overvågningsdækning i langt størstedelen af luftrummet, som er en af verdens største såkaldte flyveinformationsregioner.

I dag er lufttrafikstyringen primært baseret på periodiske indberetninger fra piloterne om position, retning højde og fart. Ofte med helt op til tre kvarters mellemrum. Derfor vil Aireon-systemet markant forbedre overvågningen og trafikstyringen både for Naviairs flyveledere i Nuuk, der giver flyinformation i luftrummet op til 19.500 fod (5,9 km) og flyvelederne i Reykjavik på Island og Gander i Canada, der styrer flyvninger i Nordatlanten over 19.500 fod.

»I dag kan du flyve 3,5 timer over Nordatlanten i områder, der er uden for radardækning, så det vil give et langt bedre overblik og bedre sikkerhedsberedskab, hvis et fly er nødt til at foretage en sikkerhedslanding på Grønland,« siger Erik Gaardsted.

Store penge at spare

Desuden er det også i de ikke-radardækkede områder, der er penge at spare for flyselskaberne. Med mere præcise positionsoplysninger, kan flyvelederne nemlig lade flyene flyve tættere uden at slække på sikker­heden. Det betyder, at flere fly eksempelvis kan få lov til at udnytte en gunstig jetstrøm eller flyve uden om områder med modvind eller storme.

I den del af Nordatlanten, hvor flyenes positioner kun kendes fra piloternes periodiske radioopkald, skal fly på samme eller krydsende ruter i dag typisk holde sig omkring ti minutters flyvning fra hinanden og have mellem 1.000 og 2.000 fod vertikal adskillelse, afhængigt af hvilken højde flyet befinder sig i.

Med ADS-B-dækning via satellit kan flyvelederne få opdateret information om hvert flys GPS-bestemte position og højde hvert ottende sekund med en maksimal forsinkelse på 2 sekunder.

»Med ADS-B-dækning via Aireons signaler kan vi optimere udnyttelsen af luftrummet og give langt flere fly plads i de gode jetstrømme,« forklarer Naviairs kommunikationschef, Bo Pedersen.

Aireon har beregnet, at flyselskaberne alene på Atlanterhavsflyvninger i gennemsnit kan spare 3-5 minutter af hver flyvning. For den enkelte passagerer betyder det næppe noget, men med omkring 2.000 daglige flyvninger over Atlanten bliver de sparede minutter til mange penge for flyselskaberne, fortæller Bo Pedersen.

»Alene på Atlanterhavstrafikken forventes det, at luftfarten samlet kan spare omkring en milliard kroner om året på reduceret brændstofforbrug. Når vi så tager trafikken over Stillehavet og Det Indiske Ocean med, så bliver det til rigtig mange penge. Samtidig medfører det en betydelig positiv effekt på udledningen af klimagasser,« siger han.

Dertil kommer sparede udgifter til personale og alle de andre poster, der hænger sammen med flyvetiden.

For de virksomheder, der udfører lufttrafikstyring er der også mulighed for spare penge ved at nedlægge en del af de dyre og vedligeholdelseskrævende traditionelle radarer, der ofte skal stå på udsatte steder ved kyster eller i bjerge for at få optimal dækning. I Danmark er det som nævnt ikke en del af planen, men udfasning af radarer indgår i planerne i både Italien og Irland og er under overvejelse i Canada.

Aireon regner med at have alle satellitter på plads og klar i 2018, så systemet kan være fuldt operativt inden for det næste års tid. Naviar forventer bruge data fra Aireon både i Danmark og i Grønland indenfor de nærmeste år.

Vil vi så efter 2021 være sikret mod en forsvinden som MH370’s? Nej, det vil vi ikke, siger Peter Majgård Nørbjerg:

»Der er stadig en udfordring i, at transponderne kan slukkes, og at de skal have strøm fra flyet. Derfor arbejder ICAO også på et koncept for en sekundær transponder, der har sin egen strømforsyning. Derudover arbejder man på at lave ‘sorte bokse’, der bliver skudt ud af flykroppen, hvis der bliver registreret en voldsom G-acceleration.«

Hvornår der kommer krav om den slags teknologi, er dog stadig uvist.