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Mehr als nur Spielzeug

Herausforderungen des Einsatzes von Drohnen in Deutschland

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Das Aufspüren von Rehkitzen bei Mäharbeiten, die Überwachung von Corona-Mindestabständen oder der Einsatz von Flugtaxis als Verkehrsmittel der Zukunft – die Anwendungsmöglichkeiten von Drohnen sind ebenso vielfältig, wie die politische und gesellschaftliche Debatte um sie.

Eine große Gemeinsamkeit gibt es jedoch: Die grundsätzliche Technik. Häufig sind Drohnen unbemannte Fluggeräte, mit vier (Quadrocopter) oder mehr Rotoren (z.B. Hexacopter, Octocopter) und werden entweder von einem integrierten Computersystem oder vom Menschen manuell gesteuert. „Der Begriff Drohne ist insgesamt sehr weit gefasst und kommt ursprünglich aus dem militärischen Bereich. Inzwischen sind die Anwendungsfelder aber so breit, dass es um allgemeine Anwendungen zu Gunsten der gesamten Gesellschaft geht”, sagt Prof. Dr. Hartmut Fricke, Institutsdirektor des Instituts für Luftfahrt und Logistik an der Technischen Universität Dresden bei unserer Live-Debatte am 8.7.2020.

„Es ist davon auszugehen, dass die regulären Anwendungen und der kommerzielle Einsatz in den kommenden Jahren deutlich zunehmen werden.”

Dr. Dagi Geister, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Schon seit einiger Zeit füllen Hobbydrohnen die Regale von Spielzeughändler und erfreuen sich einer immer größeren Beliebtheit. Der Umsatz von privaten Drohnen in Deutschland belief sich im Februar 2019 auf 169 Mio €. Umso größer (404 Mio €) war bereits zum gleichen Zeitpunkt der Markt für kommerzielle Drohnen – und dieser wächst stetig. Schätzungen gehen davon aus, dass im Jahr 2050 sieben Millionen von Privatpersonen gesteuerte Drohnen im europäischen Luftraum unterwegs sein werden, dazu weitere 400.000 kommerzielle Drohnen.

Wissenschaftler*innen gehen ebenfalls davon aus, dass mehr und mehr Anwendungsfelder für den kommerzielle Regelbetrieb erschlossen werden: „Bislang sind es vor allem Behörden mit Sicherungsaufgaben, wie Polizei, Feuerwehr, oder THW, die Drohnen regelmäßig anwenden”, sagt Dr. Dagi Geister, Gruppenleiterin der Fachgruppe „Unbemannte Luftfahrzeugsysteme” am Institut für Flugführung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR): „Für alle anderen Anwendungsgebiete finden gerade eine Vielzahl an Pilotstudien statt und es ist davon auszugehen, dass die regulären Anwendungen und der kommerzielle Einsatz in den kommenden Jahren deutlich zunehmen werden”.

„Wir wollen Drohnen – und in der Zukunft auch Flugtaxis – sicher in die Luft bringen.“

Bundesverkehrminister Andreas Scheuer bei der Pressekonfernz zur Vorstellung des Aktionsplans der Bundesregierung für unbemannte Luftfahrtsysteme am 13. Mai 2020

Auch von Hersteller- und Politikseite wird eine Anwendung von Drohnen immer stärker vorangetrieben. Hersteller von Transportdrohnen und Flugtaxis erhoffen sich eine baldige Markteinführung ihrer Produkte und das deutsche Unternehmen Lilium hofft beispielsweise bereits 2025 den Regelbetrieb mit Flugtaxis betreiben zu können. Zuletzt betonte der Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer im Mai 2020 bei der Vorstellung des Aktionsplans der Bundesregierung für unbemannte Luftfahrtsysteme, dass Drohnen innerhalb von drei Jahren Pakete oder Medikamente ausliefern oder in der Landwirtschaft unterstützen könnten.

Verschiedenste Pilotprojekte beschäftigen sich bereits mit Transportdrohnen, um eilige Medikamente oder Defibrillatoren per Luft zu liefern. So zum Beispiel das Projekt MV|LIFE|DRONE, welches die medizinische Versorgung auf dem Land bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbessern möchte oder das Hamburger Projekt Medifly, das erfolgreich eilige Gewebeproben zwischen Labor und Krankenhaus transportiert. In Ghana ist die Anwendung von Starrflügler-Transportdrohnen im medizinischen Notfall schon weiter vorangeschritten und Impfstoffe, Blutkonserven und Arzneimittel werden dort bereits heute im Regelbetrieb in entlegene Gebiete zugestellt.

 

Rechtliche Herausforderungen

In Deutschland sind bis dato noch viele Fragen einer flächendeckenden Nutzung offen. Dementgegen steht maßgeblich der geltende Rechtsrahmen. Gemäß der aktuellen Drohnenverordnung (§ 21a/b der Luftverkehrsordnung) dürfen diese regulär nur in einer Höhe von 0 bis 100m eingesetzt werden, sofern sie kein besiedeltes Gebiet, Industrieanlagen oder Kontrollzonen überfliegen und innerhalb der Sichtweite („Visual-line-of-sight”) verbleiben. Auch das Gewicht und die Geschwindigkeit der Drohne spielen eine wesentliche Rolle, was erlaubt ist und was nicht, da hierüber das Gefährdungspotenzial für den Menschen abgeleitet wird.

Ist die Drohne schwerer als zwei Kilogramm, braucht es einen Piloten-Kenntnisnachweis, ab fünf Kilogramm zusätzlich noch eine gesonderte Genehmigung für den jeweiligen Flug. Ab 25 Kilogramm besteht aktuell ein absolutes Betriebsverbot. „Die Idee hinter der Drohnenverordnung war, dass sie möglichst kurzfristig den Luftraum in Deutschland für eine Vielzahl von risikoarmen Drohnenanwendungen öffnen sollte. Dies war damals in 2017 als die Drohnenverordnung veröffentlicht wurde einfach und transparent durch die klare Trennung der Gewichtsklassen möglich. Für Gewichtsklassen ab 5 Kilogramm und risikoreichere Flüge ist bereits aktuell eine Genehmigung der zuständigen Landesluftfahrtbehörde und eine entsprechende Risikobetrachtung notwendig”, sagt Geister.

Ab dem 1.1.2021 gelten allerdings neue Regeln: Die nationale Drohnenverordnung wird dann von einer EU-weiten Drohnenverordnung abgelöst. Diese wird den Rechtsrahmen zwischen den Mitgliedstaaten harmonisieren. Die EU-Verordnung geht dabei weg von der klaren Strukturierung nach Gewichtsklassen und betrachtet das jeweilige Missionsrisiko. „Dadurch wird die Anwendung für eine kommerzielle Nutzung, insbesondere in den Städten, aber sehr komplex”, sagt Geister.

„Langfristig braucht es ein Luftverkehrsmanagementsystem, das auf der strategischen Ebene sämtliche geplanten Flugbewegungen von bemannten und unbemannten Fluggeräten so in Einklang bringt, dass sie sich nicht zu nahe kommen.”

Dr. Dagi Geister, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Komplex ist auch der reguläre Betrieb von Drohnen in der Stadt. „Dafür sind eine Reihe an Infrastrukturvorbereitungen notwendig, die das sichere Fliegen erst möglich machen”, sagt Fricke, der auch den Vorsitz des wissenschaftlichen Beirats am BMVI bis Ende 2019 innehatte und sich in dieser Zeit intensiv wissenschaftspolitisch mit der Einführung von Drohnen in Deutschland beschäftigte. Denn neben der Bereitstellung adäquater Start- und Landeplätze muss sichergestellt werden, dass Drohnen speziell in der Start- und Landephase nicht mit anderen Fluggeräten oder mit zu hohen umgebenden Gebäuden kollidieren. Für eine einzelne Drohne ist das logistisch relativ anspruchslos, für viele verschiedene Drohnen, die gleichzeitig in der Luft sind, hingegen eine sehr große Herausforderung. „Der Luftraum in der Stadt ist deutlich kleiner als in ländlichen Gebieten und es lässt sich weniger leicht ausweichen, zudem ist das zu überfliegende Gebiet deutlich herausfordernder”, so Geister.

„Langfristig braucht es ein Luftverkehrsmanagementsystem, das auf der strategischen Ebene sämtliche geplanten Flugbewegungen von bemannten und unbemannten Fluggeräten so in Einklang bringt, dass sie sich nicht zu nahe kommen”, so Geister. Notwendig sind dazu auch technische Komponenten wie Sensoren und technische Assistenzsysteme, die sicherstellen, dass die Drohne tatsächlich auch einwandfrei funktioniert und nicht unkontrolliert vom Himmel fällt.

Insbesondere die Sicherheit ist also wichtig „Das Grundkonzept ist, dass nicht grundsätzlich ausgeschlossen wird, dass eine Drohne auch abstürzen kann. Natürlich sollte dies im Normalfall nicht passieren. Aber wichtig ist, dass sichergestellt ist, dass eine Drohne sicher abstürzt.” sagt Geister. Um zu verhindern, dass Drohnen überhaupt abstürzen, verweist sie auf die Vielzahl an redundanten Systemen, die in Drohnen verbaut sind. Fällt ein Motor, oder ein Sensor aus, kann ein anderer die Aufgabe übernehmen, ohne dass es zum Absturz kommt. Und selbst für diesen Fall, wie zuletzt in Matternet in der Schweiz eingetreten, ist vorgesorgt: Fallschirme an der Drohne sollen im Notfall auslösen und sicherstellen, das am Boden niemand durch den Absturz verletzt wird. Für diese als sicherheitskritisch geltenden Systeme gelten dann natürlich auch erhöhte Anforderungen hinsichtlich ihrer Ausfallsicherheit.

Technisch ist die Drohne also für einen kommerziellen Einsatz weitestgehend entwickelt, auch regulativ soll mit den aktuellen Änderungen die Zahl der Drohnen in den kommenden Jahren zunehmen. Entscheidend für den tatsächlichen Einsatz von Drohnen wird allerdings vor allem sein, wie sich die Bevölkerung zu Drohnen mit all ihren Vor- und Nachteilen positioniert. Und dazu braucht es vor allem Transparenz und Aufklärung seitens der Politik und Hersteller, so sind sich die Experten einig. Auch davon wird abhängig sein, ob Scheuers ambitionierter Plan von drei Jahren für eine kommerzielle Drohnennutzung einzuhalten ist oder Drohnen doch überwiegend Spielzeug bleiben.

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