Thales Alenia Spaces Stratobus är toppad med solpaneler, driva sina propellrar att flyga mot vinden vid 20 km under långa tjänsteperioder, kan bära nyttolaster på upp till 250 kg. Kredit:Thales Alenia Space/Briot
ESA överväger att utvidga sin verksamhet till en ny region på himlen via en ny typ av flygfordon, en "missing link" mellan drönare och satelliter.
Pseudo-satelliter på hög höjd, eller HAPS, är plattformar som flyter eller flyger på hög höjd som konventionella flygplan men fungerar mer som satelliter – förutom att de istället för att arbeta från rymden kan förbli på plats inne i atmosfären i veckor eller till och med månader, erbjuder kontinuerlig täckning av territoriet nedan.
Den bästa arbetshöjden är cirka 20 km, ovanför molnen och jetströmmarna, och 10 km ovanför kommersiella flygplan, där vindhastigheterna är tillräckligt låga för att de ska hålla positionen under långa perioder.
Från en sådan höjd kan de övervaka marken till horisonten 500 km bort, på olika sätt möjliggör exakt övervakning och övervakning, kommunikation med hög bandbredd eller säkerhetskopiera till befintliga satellitnavigeringstjänster.
Flera ESA-direktorat har slagit sig samman för att undersöka deras potential, förklarar framtidssystemspecialist Antonio Ciccolella:"För jordobservation, de skulle kunna ge långvarig högupplöst täckning för prioriterade regioner, medan de för navigering och telekom kunde krympa döda fläckar i täckning och kombinera bred bandbredd med försumbar signalfördröjning.
"ESA undersöker hur dessa olika domäner bäst kan sammanföras."
Thales Alenia Spaces Stratobus-luftskepp kan bära upp till 250 kg nyttolast, dess elmotorer flyger mot vinden för att hålla sig på plats, och förlitar sig på bränsleceller på natten. Dess första flygning beräknas till 2021. Kredit:Thales Alenia Space/Briot
Jordobservationsspecialisten Thorsten Fehr förklarar, "Vi har tittat på konceptet de senaste 20 åren men nu börjar det äntligen bli verklighet.
"Det har kommit till genom mognaden av nyckelteknologier:miniatyriserad flygelektronik, högpresterande solceller, lätta batterier och sele, miniatyrisering av jordobservationssensorer och kommunikationslänkar med hög bandbredd som kan leverera tjänster till konkurrenskraftiga priser."
Navigationsingenjören Roberto Prieto Cerdeira tillägger:"Det finns uppenbar potential för nödsituationer. De kan också anställas semipermanent, kanske utöka satnav-täckningen till hög, smala dalar och städer."
Europeiska företag har redan presenterat produktlinjer. Till exempel, Airbus har utvecklat den bevingade, soldriven Zephyr, som 2010 uppnådde världsrekord 14 dagars kontinuerlig flygning utan tankning.
Zephyr-S är designad för att flyga nyttolaster på några tiotals kilogram i upp till tre månader åt gången, med sekundära batterier som används för att hålla den driven och uppe över natten. En större Zephyr-T-version under förberedelse kommer att stödja större nyttolaster och strömbehov.
Thales Alenia Space förbereder under tiden Stratobus som är lättare än luft, med sin första flygning väntad 2021.
Airbus dubbelsvansiga Zephyr-T-variant HAPS-flygplan är designat för att stödja större nyttolaster, hålla dem uppe i månader i taget. Kredit:Airbus
Det flytande luftskeppet Stratobus kan bära upp till 250 kg, dess elmotorer flyger mot vinden för att hålla sig på plats, förlitar sig på bränsleceller på natten.
Många andra företag utvecklar också fordon, nyttolaster och tjänster. Förra månaden samlades de vid ESA:s inledande workshop, tillsammans med representanter för potentiella kunder, inklusive Europeiska försvarsbyrån, Frontex – EU-byrån med uppdrag att hantera Europas gränsförvaltning – och EU:s miljöövervakningstjänster Copernicus.
"Detta var det första mötet i sitt slag i Europa, med mer än 200 HAPS-experter", förklarar Juan Lizarraga Cubillos, från ESA:s telekomområde.
"Vi hörde från dem om behoven, möjligheter och kritiska frågor inom området, särskilt som ett komplement till befintliga satellittjänster, att börja förbereda ett framtida ESA-program."
ESA ser fordonen som ett värdefullt sätt att etablera applikationer som kompletterar dess satelliter och samtidigt accelerera rymdtekniken genom tidiga, flygprov på hög höjd.
Poängen framhölls också att marknadens acceptans av HAPS skulle bero på deras effektivitet och kostnadseffektivitet – och det bästa sättet att visa det skulle vara genom demonstrationsprojekt.
"Vi måste flyga dem, " kommenterade Alvaro Rodriquez från EU:s satellitcenter. "Tekniken finns där, alla ingredienser finns där, nu är det dags att blanda dem till ett trevligt recept."