U-SPACE: IL FUTURO CONTROLLO DEL TRAFFICO AEREO PER DRONI.

U-space è il nome che l’Unione Europea ha dato ad un progetto fondamentale per incoraggiare la crescita dell’industria UAS e l’uso di questi mezzi in Europa.

Questo progetto prevede la realizzazione di un sistema UTM (Unmanned Traffic Management), ossia la gestione del traffico aereo senza pilota.

Si potrebbe dire quindi che l’U-space sarà per i droni ciò che oggi il controllo del traffico aereo tradizionale è per gli aeroplani!

Non è corretto quindi considerare U-space come un volume definito di spazio aereo, segregato e designato al solo uso dei droni.

Il progetto U-Space ha visto origine nel 2017 e si prevede una graduale implementazione in futuro secondo degli step ben definiti.

Sostanzialmente  si parla di un’introduzione graduale di procedure e di “un insieme di servizi progettati per supportare un accesso sicuro, efficiente e protetto allo spazio aereo per un gran numero di droni”.

Questi servizi e procedure si basano su un alto livello di digitalizzazione e automazione delle funzioni, sia che si trovino a bordo del drone stesso, sia che facciano parte dell’ambiente terrestre.

Il sistema U-space è in grado di garantire il buon funzionamento dei droni in tutti gli ambienti operativi e in tutti i tipi di spazio aereo, in particolare allo spazio aereo di livello molto basso (VLL) ma non limitato solo ad esso.

L’acronimo UTM sta per Unmanned Traffic Management, tradotto gestione del traffico aereo senza pilota.

Un sistema UTM è un insieme di metodi, processi e strumenti con cui coordinare il traffico aereo degli aeromobili senza equipaggio con quello degli aeromobili con equipaggio.

Il sistema crea una serie di processi e strumenti che consentono la circolazione dei droni nel modo più automatizzato e sicuro possibile nelle aree in cui è necessario il coordinamento, sia con altri droni sia con il traffico aereo (ATC – Air Traffic Control) che con altre autorità.

Un sistema UTM deve consentire il coordinamento dell’autorità aerea del Paese, che avvierà in tempo reale le restrizioni per gli operatori di droni, che saranno responsabili del rispetto di tali restrizioni.

L’obiettivo, inoltre, è evitare di saturare l’autorità aerea con un gran numero di richieste sia di informazioni che di permessi, quindi il sistema UTM deve essere in grado di automatizzare questo tipo di attività con gli operatori.

Un pò come avviene per i servizi ATM (Air Traffic Management) legati all’aviazione tradizionale, per quanto riguarda i droni questi sono gli obiettivi che U-Space si prefigge di raggiungere:

• evitare collisioni tra aerei senza equipaggio e con equipaggio;
• minimizzare il rischio per persone e cose a terra;
• facilitare l’ordinato svolgimento dei voli senza equipaggio;
• fornire le informazioni necessarie per operazioni di volo sicure;
• informare le autorità competenti quando un drone rappresenta un pericolo per altri aeromobili o persone a terra a causa di un disastro;
• garantire il rispetto dei requisiti di sicurezza, privacy e ambiente degli Stati membri.

U-space rappresenta un insieme di accordi che dovrebbero garantire questioni come il volo oltre la linea di vista visiva (BVLOS), l’automazione avanzata del volo e l’integrazione dei droni nello spazio aereo con equipaggio; il tutto in modo ordinato, spedito e sicuro!

Anche la mobilità aerea urbana, il trasporto aereo di persone e merci al di sopra delle aree urbane, dipenderà da U-Space per un funzionamento sicuro e ordinato.

La maggior parte dei piloti di droni nella categoria Open non dovrà affrontare l’U-Space nelle loro attività quotidiane.

Diverso sarà invece per gli operatori della categoria Specific che, ad esempio, vogliono volare in uno spazio aereo controllato (CTR), o gli operatori della categoria Certified che lavorano su voli automatizzati con droni, droni per la consegna di pacchi e persino aerotaxi.

I loro droni e VTOL dovranno collegarsi allo U-space prima di poter prendere il volo.

Anche il volo con equipaggio dovrà fare i conti con l’U-Space, poiché l’U-Space sarà riconosciuto come un nuovo tipo di spazio aereo, proprio come lo spazio aereo di Classe A, Classe C o Classe G.

Ogni pilota di aereo che desidera volare nello spazio aereo di classe U dovrà essere in grado di connettersi ai servizi U-space.

I quattro elementi costitutivi principali di U-space devono essere organizzati per ogni area in cui si applicherà U-space, e sono:

1. Identificazione della rete

Per poter identificare e tracciare tutto il traffico aereo senza equipaggio e con equipaggio, l’identificazione è di grande importanza.

Ad ogni aeromobile viene assegnato il proprio codice univoco, che viene continuamente comunicato ai sistemi U-space tramite la tecnologia di rete wireless.

Tramite l’identificazione della rete (ID di rete), tutti i voli dei droni che vengono eseguiti in qualsiasi momento nell’U-space possono essere monitorati a distanza, in modo che altri droni possano tenerne conto nelle loro operazioni di volo.

2. Geo-consapevolezza

La geo-consapevolezza è un secondo importante elemento costitutivo, che deve garantire che i droni non volino in luoghi in cui non dovrebbero essere.

I droni adegueranno la loro traiettoria di volo ove necessario sulla base delle attuali informazioni sullo spazio aereo in combinazione con le informazioni sulle zone dei droni compilate dagli Stati membri.

3. Informazioni sul traffico aereo

Informazioni aggiornate sul traffico aereo sono essenziali per evitare conflitti di traiettoria con aeromobili con equipaggio.

A tal fine, tutti i sistemi con equipaggio devono rivelare continuamente la loro posizione e direzione di volo al fornitore di servizi U-space per quell’area.

Quindi inoltra queste informazioni a tutti i droni che si trovano nello stesso spazio aereo.

4. Autorizzazione al volo

Infine, l’autorizzazione al volo (autorizzazione al volo UAS) è una parte essenziale dell’U-space.

In altre parole: un drone può prendere il volo solo se il sistema lo ha approvato, sulla base dei dati attuali del traffico aereo, delle posizioni di altri aeromobili e del piano di volo presentato.

Inutile dire che tutti e quattro gli elementi costitutivi devono funzionare contemporaneamente e indisturbati affinché l’U-space funzioni correttamente.

Come misura di sicurezza aggiuntiva, è ipotizzabile che i droni saranno dotati di sistemi di rilevamento ed evitamento, in modo da poter effettuare una partenza coordinata da una traiettoria di volo non appena una collisione con un altro utente dello spazio aereo o un ostacolo a terra è imminente.

Ciascuno Stato membro EASA avrà il potere di designare le aree in cui si applicherà l’U-Space.

Questo probabilmente riguarderà inizialmente tutto lo spazio aereo controllato CTR, le aree militari a bassa quota e le aree ristrette.

In una fase successiva, è ipotizzabile che verranno creati corridoi speciali per droni in cui l’U-Space sarà obbligatorio, proprio come lo spazio aereo sopra le aree portuali e industriali e forse tutte le aree urbane.

È l’acronimo di “fornitore di servizi U-Space” (U-Space Service Provider).

Gli interessi sono grandi: se a un certo punto centinaia di migliaia o addirittura milioni di droni iniziano a utilizzare U-space contemporaneamente, c’è molto da guadagnare dalle commissioni di servizio che possono essere addebitate agli operatori di droni.

Si prevede che parti come Airmap, Unifly e Altitude Angel si presenteranno come fornitori di U-space fin dall’inizio.

Ma non è da escludere che in questo campo vengano coinvolti anche soggetti come Google e Amazon.

Non tanto per gli introiti diretti che derivano dagli abbonamenti, quanto per i flussi di dati che rappresentano già di per sé un valore.

Per l’Italia al momento abbiamo D-FLIGHT.

In ogni caso, ogni USSP deve offrire tutte e quattro le funzionalità menzionate (identificazione della rete, geo-awareness, informazioni sul traffico aereo e autorizzazione al volo) agli utenti.

Gli USSP mantengono i contatti tra loro e con il servizio di informazione comune (CIS) attraverso protocolli di comunicazione aperti.

Qualsiasi operatore di droni che intenda operare un volo in un’area designata come U-Space sarà tenuto ad abbonarsi a uno degli USSP (U-Space Service Provider) che offrono servizi in quell’area.

Un’autorizzazione al volo deve essere richiesta prima che il volo venga effettuato.

L’operazione può essere eseguita solo dopo che questa è stata emessa.

È ancora difficile prevedere quanto saranno alti questi costi.

Giusto per fare un esempio, al momento il fornitore italiano di UTM D-Flight applica una tariffa di 24 euro per drone all’anno.

Ma forse in futuro si addebiteranno costi per volo o per chilometro percorso.

La speranza dell’EASA è che le forze di mercato alla fine portino gli USSP a competere tra loro, mantenendo bassi i costi.

Inutile dire che i droni che volano nell’U-space saranno dotati delle giuste funzionalità per lavorare con il sistema U-space per comunicare.

Ciò include la trasmissione di dati sulla posizione, l’invio di informazioni sull’operatore, la ricezione delle autorizzazioni di volo, ecc.

Ciò vale anche per gli aeromobili con equipaggio che operano nello spazio aereo U-space.

Il progetto U-Space propone l’implementazione di 4 set di servizi per supportare la strategia dell’aviazione dell’UE e il quadro normativo sui droni:

U1: servizi della fondazione U-space che coprono la registrazione elettronica, l’identificazione elettronica e il geofencing.

U2: servizi iniziali dell’U-space per la gestione delle operazioni dei droni, inclusa la pianificazione del volo, l’approvazione del volo, il monitoraggio e l’interfacciamento con il controllo del traffico aereo convenzionale

U3: servizi avanzati di U-space che supportano operazioni più complesse in aree dense come l’assistenza per il rilevamento dei conflitti e le funzionalità di rilevamento ed evitamento automatico.

U4: servizi completi U-space, che offrono altissimi livelli di automazione, connettività e digitalizzazione sia per il drone e il sistema U-space.

Il 23 aprile infatti è stato pubblicato il Regolamento di esecuzione (UE) 2021/664 della Commissione del 22 aprile 2021 su un quadro normativo per U-Space che consentirà l’avvio della fase U2 di fornitura di servizi con droni all’interno dell’U-Space per droni.

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Articolo pubblicato a Luglio 2021.

Autore: Max Barbaro