Έλεγχος Εναερίου Χώρου: Σύγχρονες Προκλήσεις και Τεχνικές Λύσεις
Ο Έλεγχος του Εναερίου Χώρου (ΕΕΧ) και συγκεκριμένα του FIR (Flight Information Region) αποτελεί ευθύνη της κάθε χώρας ώστε να εξασφαλίζεται η ασφάλεια των πτήσεων. Στις περισσότερες χώρες η ευθύνη αυτή κατανέμεται μεταξύ της εκάστοτε Υπηρεσίας Πολιτικής Αεροπορίας (ΥΠΑ), αναφερόμενη συνήθως ως National ANSP (Air Navigation Services Provider) και της Πολεμικής Αεροπορίας (ΠΑ), με τους εκατέρωθεν ρόλους να διαφοροποιούνται από χώρα σε χώρα. Το κύρια τεχνικά μέσα που χρησιμοποιούνται για τον ΕΕΧ είναι τα εξής: Συνήθως, όλοι οι σταθμοί PSR διαθέτουν και συν-εγκατεστημένο SSR (Combined PSR/SSR), όμως υπάρχουν και σταθμοί μόνο με SSR. Στο παρόν άρθρο θα επικεντρωθούμε στα συστήματα radar που χρησιμοποιούνται από τους ANSP. Οι στρατιωτικοί χρήστες χρησιμοποιούν πιο περίπλοκα και εξειδικευμένα συστήματα radar τα οποία επιπλέον ενσωματώνουν συστήματα Ηλεκτρονικού Πολέμου για περιόδους συρράξεων, καθώς και άλλες δυνατότητες, όπως π.χ. ο εντοπισμός και η παρακολούθηση βαλλιστικών πυραύλων, κατεύθυνση αντιαεροπορικών βλημάτων κλπ. Πρωτεύον RADAR (PSR) Οι προδιαγραφές των PSR που είναι κατάλληλα (Certified) για ΕΕΧ καθορίζονται από τις Διεθνείς και Εθνικές ρυθμιστικές αρχές αεροπλοΐας (ICAO, EUROCONTROL για Ευρώπη, FAA για ΗΠΑ κλπ.). Διακρίνονται σε δύο κατηγορίες ανάλογα με την αποστολή τους: Radar Τερματικής Περιοχής (Terminal Area Radars-TAR) Αποστολή τους είναι να παρακολουθούν την εισερχόμενη και εξερχόμενη κυκλοφορία στα κύρια αεροδρόμια της χώρας (Τερματική Περιοχή). Για τον λόγο αυτό είναι εγκατεστημένα είτε εντός του χώρου του αεροδρομίου ή σε παρακείμενα υψώματα. Η εμβέλειά τους είναι 60 ΝΜ (Ναυτικά Μίλια) και είναι πάντα Combined, δηλ. συνδυασμένα με SSR ανάλογης εμβέλειας. Λειτουργούν στην μπάντα συχνοτήτων S-Band (2700-2900 MHz), σε μία μοναδική ή σε ζεύγος σταθερών συχνοτήτων που εκχωρούνται από την Υπηρεσία Διαχείρισης Η/Μ φάσματος της χώρας, είναι συνήθως 2D (2-Dimension: παρέχουν Διόπτευση & Απόσταση του στόχου), όμως δεν παρέχουν την πληροφορία ύψους των στόχων, την οποία όμως λαμβάνουν από το συν-εγκατεστημένο SSR ως κωδικοποιημένο μήνυμα του Transponder. Συνήθως ενσωματώνουν Weather Processor, που παρέχει τη ‘γενική εικόνα’ των καιρικών συνθηκών της περιοχής (π.χ. επίπεδα έντασης βροχόπτωσης) για συμβουλευτικούς μόνο σκοπούς και όχι για σκοπούς πρόγνωσης για την οποία απαιτούνται πληροφορίες υψηλής ανάλυσης από τα εξειδικευμένα radar καιρού. Ανάλογα με τις απαιτήσεις του χρήστη ως προς την διαθεσιμότητα του συστήματος διαθέτουν ένα κανάλι ή δύο κανάλια όπου το δεύτερο είναι ‘hot stand-by’ σε περίπτωση βλάβης εξασφαλίζοντας διαθεσιμότητα > 99%, με μοναδική περίπτωση ‘κύριας’ βλάβης να περιορίζεται στο συγκρότημα περιστροφής της κεραίας. Το κόστος ενός συστήματος radar TAR είναι της τάξης των 5-6 εκ ευρώ και διατίθενται από τους περισσότερους κατασκευαστές radar (Thales, Indra, Leonardo, Hensoldt, Raytheon, κλπ.) Radar Διαδρομής (En-route) Αποστολή τους είναι η παρακολούθηση της εναερίου κυκλοφορίας επί των αεροδιαδρόμων (Air-routes) του FIR: από τα σημεία εισόδου του FIR έως τα σημεία εξόδου (για την διερχόμενη κυκλοφορία) και από/προς τις τερματικές περιοχές των αεροδρομίων της χώρας. Εγκαθίστανται συνήθως σε υψώματα με την εμβέλειά τους να φτάνει τα 200 ΝΜ και σχεδόν πάντα είναι Combined, δηλ. συνδυασμένα με SSR ανάλογης εμβέλειας. Λειτουργούν συνήθως σε μία μοναδική συχνότητα στην μπάντα L-Band (1215-1400 MHz) η οποία τους εκχωρείται, είναι και αυτά συνήθως 2D και σε αυτή την περίπτωση το ύψος του στόχου λαμβάνεται από το συν-εγκατεστημένο SSR . Σε κάποιες χώρες οι ANSP δεν διαθέτουν δικά τους En-Route PSR και λαμβάνουν τις αντίστοιχες πληροφορίες για την κυκλοφορία στο FIR από τα στρατιωτικά radar έγκαιρης προειδοποίησης (Early Warning) της ΠΑ. Το κόστος ενός συστήματος radar τύπου Εn- route είναι της τάξης των 7-8 εκ ευρώ και διατίθενται από τους περισσότερους κατασκευαστές radar. Οι Προκλήσεις που Αντιμετωπίζουν τα PSR Αντιμετώπιση των Προκλήσεων Για την αντιμετώπιση των ανωτέρω προκλήσεων αναπτύσσονται τεχνικές λύσεις στις παρακάτω κατευθύνσεις είτε σε ως νέα συστήματα radar ή ως αναβαθμίσεις-εκσυγχρονισμοί των ήδη υφιστάμενων: Δευτερεύον RADAR (SSR) Όπως για τα PSR έτσι και για τα SSR, oι προδιαγραφές τους καθορίζονται με σαφήνεια από τις ρυθμιστικές αρχές αεροπλοΐας. Περιγραφή SSR Τα SSR είναι συστήματα τεχνικά απλούστερα σε σχέση με τα PSR, με χαμηλό κόστος κτήσης και συντήρησης και στην πλειονότητα των περιπτώσεων χρησιμοποιούν την υποδομή περιστροφής κεραίας των συν εγκατεστημένων PSR. Δηλαδή, οι κεραίες των SSR εγκαθίστανται πάνω στις κεραίες PSR με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούν το ίδιο σύστημα περιστροφής, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1. Επιπλέον, η ακρίβεια και πιστότητα των πληροφοριών που παρέχει το SSR είναι ανώτερη του PSR λόγω της συνεργασίας του αφους/στόχου στην διαδικασία της αποκάλυψης και παρακολούθησης. Όλα τα SSR λειτουργούν σε δύο σταθερές συχνότητες Η απόσταση του αφους προσδιορίζεται από τον χρόνο που μεσολαβεί μεταξύ εκπομπής της ‘ερώτησης’ και λήψης της ‘απάντησης’ του Transponder, ενώ η διόπτευση προσδιορίζεται από την θέση (γωνία) της περιστρεφόμενης κεραίας την στιγμή λήψης της ‘απάντησης’. Το περιεχόμενο της ‘απάντησης’ περιλαμβάνει επιπλέον στοιχεία της πτήσης, όπως το βαρομετρικό ύψος (Flight Level), κωδικό αναγνώρισης κλπ. Η εμβέλεια ενός SSR κυμαίνεται μεταξύ 100 NM και 250 ΝΜ ανάλογα αν είναι συν εγκατεστημένο (Combined) με TAR ή En route PSR, ενώ υπάρχουν και αυτόνομες εγκαταστάσεις SSR τύπου En-route εμβέλειας 250 ΝΜ χωρίς συν εγκατεστημένο PSR, όπως φαίνεται στην Εικόνα 2. Το κόστος ενός SSR ανάλογα με τον τύπο είναι της τάξης των 0,5- 1,5 εκ. ευρώ. Για τους παραπάνω λόγους (απλότητα, ακρίβεια, αξιοπιστία, χαμηλό κόστος), τα SSR επρόκειτο πριν δύο δεκαετίες να αποτελέσουν το βασικό (και μοναδικό στη συνέχεια) σύστημα EEX για τους ANSP, με τα οποία θα γινόταν η πλήρης διαχείριση της κυκλοφορίας στο FIR και θα εξασφαλιζόταν η ασφάλεια των πτήσεων. Το σκεπτικό ήταν ότι τα πολιτικά αεροσκάφη είναι εξ ’ορισμού ‘συνεργαζόμενοι’ στόχοι και δεν έχει νόημα η επένδυση σε υψηλού κόστους κτήσης και συντήρησης PSR. Η άποψη αυτή αναθεωρήθηκε μετά τα γεγονότα της 11ης Σεπ 2001. Προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα SSR Η σημαντικότερη πρόκληση που αντιμετωπίζουν τα συστήματα SSR την σύγχρονη εποχή, είναι ο κορεσμός που οφείλεται στην διαρκώς αυξανόμενη πυκνότητα κυκλοφορίας κυρίως γύρω από διεθνή κομβικά αεροδρόμια (Ηubs) όπως Φρανκφούρτη, Νέα Υόρκη, Ντουμπάϊ , Χονκ-κογκ κλπ. Ο κορεσμός οφείλεται στο γεγονός ότι η λειτουργία όλων των SSR διενεργείται αποκλειστικά σε ένα ζεύγος συχνοτήτων (1030 MHz και 1090 MHz), με αποτέλεσμα αν σε κάποια περιοχή υπάρξει μεγάλη πυκνότητα αφων τότε οι πληροφορίες (στοιχεία πτήσης) που εκπέμπουν οι Transponders τους (όλοι στα 1090 MHz) επικαλύπτονται και δεν μπορούν να αποκωδικοποιηθούν ορθά από τους σταθμούς SSR στο έδαφος