Da Breitbandkonstellationen in niedrigen Umlaufbahnen eine zunehmend dominierende Kraft in der Satellitenindustrie werden, nähern sich stratosphärische Höhenplattformstationen (HAPS) der Kommerzialisierung der Konnektivität aus Höhen, die viel näher an der Erde liegen.

Nachdem Aalto letztes Jahr aus dem europäischen Luft- und Raumfahrtriesen Airbus ausgegliedert wurde, plant das Unternehmen die Errichtung seiner ersten dauerhaften Basis für Stratosphärenflugzeuge in Kenia und verspricht, das Land wieder an die Spitze der HAPS-Kommerzialisierung zu bringen, nachdem es vor drei Jahren Googles Ballonunternehmen Loon verloren hatte.

In Kenia stellte Loon im Jahr 2020 erstmals kommerzielle Konnektivität mit Dutzenden von Ballons bereit, die mit Nutzlasten ausgestattet waren, die Mobilfunkmasten nachahmten, doch die Pläne scheiterten ein Jahr später, da kein langfristiges, nachhaltiges Geschäft entstehen konnte.

HAPS werden oft als Pseudosatelliten bezeichnet, weil sie auch darauf abzielen, Konnektivität und Fernerkundungsdienste aus der Höhe bereitzustellen – etwa 20 Kilometer, unterhalb des Weltraums und oberhalb des regulierten Luftraums und, was entscheidend ist, immer noch über dem Wetter.

Der frühe Erfolg von Loon unterstreiche den Bedarf an Konnektivität aus der Stratosphäre, die über anhaltende Versorgungslücken hinweg oder zur schnellen Wiederherstellung der Kommunikation nach einer Naturkatastrophe eingesetzt werden könne, sagte Samer Halawi, CEO von Aalto, aber ihr Ansatz sei nicht in der Lage, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit in Einklang zu bringen.

Halawi kam im Juli 2022 zu Aalto, nachdem er eine lange Erfahrung in der kommerziellen Raumfahrtindustrie hinter sich hatte, unter anderem als Chief Commercial Officer beim LEO-Konstellationsanbieter OneWeb und beim geostationären Flottenbetreiber Intelsat sowie als Leiter des in den Vereinigten Arabischen Emiraten ansässigen regionalen Satellitenbetreibers Thuraya.

Er ordnet die Entwicklung von HAPS in zwei Lager ein: diejenigen, die leichter als Luft sind, wie Loon, und schwerere Plattformen wie Aaltos Zephyr, eine Starrflügeldrohne mit einer Breite von 25 Metern, an der seit mehr als zwei Jahrzehnten gearbeitet wird.

Loons Ballons waren nicht so stationär, wie die Zephyrs Aalto es sich vorgestellt hatte, und Halawi sagt, dass das Geschäftsmodell des Unternehmens scheiterte, weil letztendlich mehrere Ballons benötigt wurden, um ein bestimmtes Gebiet abzudecken.

Dennoch benötigt Aalto einen zuverlässigen Zugang zur Stratosphäre, um sein leichtes Segelflugzeug in die Luft zu bringen, und obwohl dies nirgends garantiert ist, sagt Halawi, dass Kenia zufällig eines der besseren Klimazonen für den Einsatz von HAPS hat.

Das Unternehmen plant außerdem, eine Endmontagelinie zusammen mit einem kenianischen Flughafen zu errichten.

Laut Halawi würde es höchstens 10 Tage dauern, bis Zephyr von Kenia zu einem Einsatzort irgendwo auf der Welt fliegt. Aalto hofft, über ein Netzwerk von Flughäfen oder Aaltoports zu verfügen, um sicherzustellen, dass Zephyrs in den Missionsgebieten ständig präsent bleiben können. Als nächstes steht Brasilien auf der Liste.

Laut Halawi hat Zephyr während der Tests eine Rekordzeit von 64 Tagen in der Stratosphäre verbracht, was seiner Meinung nach länger ist als andere HAPS-Unternehmen, die schwerer als Luft sind, wie zum Beispiel das in Großbritannien ansässige Unternehmen BAE Systems und Softbank of Japan.

Er sagt, leistungsfähigere Batterien seien eines der vielen Elemente, die erst kürzlich zusammenkamen, um HAPS kommerziell Wirklichkeit werden zu lassen. Heutige Batterien halten 90 Ladezyklen, aber nächstes Jahr wird die Lebensdauer auf 200 Zyklen erhöht, sodass die Grenze, die Zephyr in der Luft halten kann, bei 200 Tagen liegt.

Letztendlich müsste das Flugzeug gegen einen anderen Zephyr ausgetauscht werden, damit es landen und die Batterien austauschen kann. Dies sei auch ein Teil des Vorteils gegenüber weltraumgestützten Systemen, sagt Halawi, da die Hardware leicht aufgerüstet werden könne oder eine staatliche Nutzlast für eine reaktionsfähige Mission schnell hinzugefügt werden könne.

Die Flugtests für Flugzeuge und Nutzlasten sind noch im Gange, aber Halawi sagte, das Design von Zephyr sei fast fertiggestellt und auf dem richtigen Weg, gegen Ende 2025 mit dem kommerziellen Betrieb zu beginnen.

Neben der endgültigen Gestaltung der Entwürfe muss das Unternehmen auch die Genehmigungen für den kommerziellen Betrieb bei den Aufsichtsbehörden einholen.

Dieser erste Hürde, den es zu überwinden gilt, liegt bei der Zivilluftfahrtbehörde im Vereinigten Königreich, wo Aalto seinen Sitz hat und dort ein „Musterzertifikat“ anstrebt, das die Lufttüchtigkeit des Zephyr gemäß seinem Herstellungsdesign bescheinigen würde.

Allerdings ist die Musterzertifizierung nur eine von vielen Hürden auf dem Weg zur Schaffung und Regulierung einer neuen Industrie, die in bislang unregulierten Lufträumen operieren möchte.

Aalto sieht auch eine wachsende Chance im jungen Direct-to-Smartphone-Markt, den Satellitenbetreiber verfolgen, da sie versuchen, nicht-terrestrische Konnektivität erstmals in standardisierte terrestrische Netzwerkprotokolle einzubeziehen.

Wie Loon könnte Zephyr Nutzlasten beherbergen, die als luftgestützte Mobilfunkmasten dienen.

Während die ersten Direct-to-Smartphone-Dienste von Globalstar, Lynk Global und anderen in Arbeit befindlichen Diensten für Anwendungen mit geringer Bandbreite wie SOS-Benachrichtigungen und Textnachrichten gedacht sind, möchte Aalto von Anfang an ein breiteres Spektrum an Funktionen bereitstellen. „Als Faustregel gilt: Man versorgt 100,000 Menschen mit einem Flugzeug“, sagte Halawi, „und man versorgt sie mit vollem 5G.“

Starlink entwickelt ein Direct-to-Smartphone-Geschäft mithilfe einer LEO-Konstellation, die derzeit Breitband mit einer Latenz von etwa 25 Millisekunden anbietet. Laut Halawi wäre Aalto in der Lage, Konnektivität mit einer Latenzzeit zwischen fünf und zehn Millisekunden aus der Stratosphäre bereitzustellen – wenn es das erste HAPS-Unternehmen werden könnte, das Technologie mit Wirtschaftlichkeit in Einklang bringt.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Märzausgabe 2024 des SpaceNews-Magazins.

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• Quelle: https://spacenews.com/connecting-the-dots-avoiding-haps-mishaps/