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Les systèmes de pseudosatellites de haute altitude (HAPS) représentent une classe transformatrice de plates-formes sans pilote conçues pour fonctionner dans la stratosphère, généralement entre 18 et 50 kilomètres au-dessus du niveau de la mer. En combinant l'endurance des satellites avec la flexibilité des véhicules aériens, ces systèmes promettent une couverture persistante pour les communications, l'observation de la Terre, la gestion des catastrophes et les applications de défense.

Fondements du règlement HAPS

Définition de l'APS en droit international

Le terme pseudo-satellite de haute altitude (HAPS) n'a pas encore de définition juridique universellement contraignante, mais plusieurs organismes internationaux ont progressé vers la classification.L'Union internationale des télécommunications (UIT) définit le HAPS comme étant une station sur un objet à une altitude de 20 à 50 km et à un point fixe, nominal et spécifié par rapport à la Terre. . Cette définition est cruciale pour l'attribution de fréquences et la coordination des créneaux orbitaux. L'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) considère le HAPS comme un système d'aéronefs sans pilote (UAS) lorsqu'il est capable de voler durablement, ce qui le place sous le couvert de la Convention de Chicago et de ses annexes.

Principaux organes internationaux et leurs rôles

La navigation sur le site du PAPS exige un engagement auprès d'au moins quatre catégories d'autorités :

  • Les régulateurs des télécommunications:[ L'UIT et des organismes nationaux tels que la Federal Communications Commission (FCC) aux États-Unis et l'Office européen des communications (ECO) gèrent les licences de spectre et l'atténuation des interférences.
  • Autorités de pilotage: L'OACI établit des normes mondiales de navigabilité, de délivrance de licences de pilote (même pour les systèmes télépilotés) et de gestion du trafic aérien.
  • Agences spatiales: Pour les plates-formes HAPS qui opèrent dans la haute stratosphère et peuvent être considérées comme des véhicules -près de l'espace, la coordination avec les agences spatiales devient importante pour la réduction des débris orbitaux et l'octroi de licences de télédétection.
  • Les organismes de réglementation de l'environnement et de la sécurité:[ Des organismes comme l'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis ou l'Agence européenne pour l'environnement (AEE) peuvent exiger des évaluations de l'impact environnemental, en particulier pour les vols de longue durée qui pourraient affecter la couche d'ozone stratosphérique ou la faune sauvage.

Attribution du spectre et délivrance de licences de fréquence

UIT-R, Rec. M.2201 et normes connexes

L'UIT a consacré des efforts considérables au spectre des HAPS par l'intermédiaire de la recommandation UIT-R M.2201, qui identifie les bandes de fréquences adaptées aux liaisons de communication HAPS. Les bandes de candidats primaires comprennent des portions de la gamme 31/28 GHz (bande Ka) et de la gamme 47.2-48.2 GHz (bande V). Toutefois, ces bandes sont également utilisées par les services fixes par satellite et les liaisons fixes terrestres, ce qui rend les études de coexistence essentielles.

Défis nationaux en matière de délivrance de licences de spectre

La mise en place d'une licence de spectre pour les systèmes de radiofréquences est rarement un processus simple. De nombreux régulateurs nationaux n'ont pas encore mis à jour leurs tableaux d'attribution de fréquences pour inclure une catégorie de services spécifique de -HAPS. Les développeurs doivent souvent présenter une demande de licence expérimentale ou temporaire pendant les phases d'essai, puis passer à une licence commerciale complète à mesure que la réglementation évolue.

Coordination transfrontalière

Comme les plates-formes de l'HAPS peuvent se déplacer au-dessus des eaux internationales ou chevaucher les frontières de l'espace aérien national, la coordination du spectre avec les pays voisins est obligatoire. L'UIT prévoit des mécanismes pour les accords bilatéraux et multilatéraux, mais les exploitants doivent être préparés pour de longs cycles de négociation.

Intégration de l'espace aérien et sécurité aérienne

Classification des systèmes de gestion du trafic aérien

Les plates-formes de l'HAPS opèrent dans une partie de l'atmosphère qui est techniquement un espace aérien soumis à la souveraineté nationale, mais au-dessus des altitudes habituellement utilisées par l'aviation commerciale (jusqu'à FL 600).Ce nouvel espace aérien est toujours géré par les autorités de l'aviation civile.L'OACI a développé le concept de systèmes d'aéronefs à moteur (RPAS) (Renvoiely Piloted Aircraft Systems) (RPAS) (Rapidly Piloted Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Piloted Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidly Aircraft Systems) (Rapidment Aircraft) (Rapiding Aircraft Airspace) (HAPS) (HAPS) (HAPS) (HAPS) (HAPS) (HAPS) (HAPS) (HAPS) (HAPS

Détecter et éviter les systèmes (DAA)

Compte tenu de la densité de l'air et des vitesses élevées à l'altitude stratosphérique, les radars de surveillance de l'aviation classiques ont une efficacité limitée. Les systèmes HAPS doivent donc être équipés de systèmes électroniques de visibilité (p. ex. ADS-B Out à des distances étendues) et d'algorithmes sophistiqués de détection et d'évitement qui peuvent manipuler des cibles non coopératives comme les ballons météorologiques ou les fusées amateurs.

Lancement et récupération de l'espace aérien

L'un des obstacles réglementaires les plus importants est l'espace aérien nécessaire au lancement et au rétablissement.Les plates-formes de l'APS sont souvent lancées à partir de sites terrestres à basse altitude (comme les aéroports d'aviation générale) et doivent passer par l'espace aérien occupé pour atteindre la stratosphère.

Règlement sur l'environnement et la sécurité

Évaluations des incidences stratosphériques

Les plates-formes HAPS, en particulier celles propulsées par l'énergie solaire-électrique, ont une empreinte environnementale relativement faible par rapport aux avions classiques, mais elles présentent encore des risques.Les agences nationales de l'environnement peuvent exiger une déclaration d'impact environnemental (EIS) qui couvre: les émissions potentielles d'ozone qui appauvrissent la couche d'ozone provenant de tout système de propulsion chimique de secours, les interférences électromagnétiques avec les ballons météorologiques et les instruments scientifiques, et l'effet des opérations sur les routes des oiseaux migrateurs à haute altitude.

Élimination des batteries et des panneaux solaires

Les plans d'élimination doivent être conformes à la Convention de Bâle sur les transferts de déchets dangereux, même pour les plates-formes qui finissent par tomber dans les eaux internationales. Le Protocole de Londres de l'Organisation maritime internationale interdit le déversement de déchets en mer, de sorte que les plans de récupération doivent garantir que la plate-forme est ramenée à une installation agréée.

Certification de sécurité pour les vols de longue durée

La certification de sécurité doit traiter la fatigue structurelle due au cycle thermique (les températures peuvent descendre à -70°C à l'altitude), au givrage dans la stratosphère inférieure et à la fiabilité des réseaux solaires et des systèmes de batteries sur de longues périodes. Le processus de certification de type FAA pour les classes spéciales d'aéronefs (14 CFR Part 21.17b)) permet des moyens de conformité uniques, mais les développeurs devraient s'attendre à plusieurs cycles d'examen et d'essai avant de recevoir un certificat de type.

Droit international et obligations découlant des traités

Considérations relatives au Traité sur l ' espace extra-atmosphérique

Si les systèmes de surveillance de l'espace ne parviennent pas à l'espace orbital (au-dessus de 100 km selon la définition de la Fédération aéronautique internationale), certaines opérations dites « géospatiales » peuvent soulever des questions au titre du Traité sur l'espace extra-atmosphérique de 1967. Par exemple, si une plate-forme de surveillance de l'espace aérien transporte une charge utile qui pourrait être considérée comme un objet spatial --(comme une caméra à haute résolution ayant une grande empreinte), elle peut être soumise à la responsabilité des activités nationales au titre de l'article VI.

Traités sur les télécommunications et la radiodiffusion

Au-delà de la coordination du spectre, les services de radiodiffusion qui fournissent des services de radiodiffusion doivent respecter les conventions telles que les règles de 1985 de l'UIT sur le service de radiodiffusion-satellite (BSS). Si une plateforme de radiodiffusion-satellite (SAPS) transmet des signaux par-delà les frontières, elle peut déclencher des obligations en vertu de l'Accord de base sur les télécommunications (AMT) de l'Organisation mondiale du commerce concernant l'accès au marché et le service universel.

Études de cas sur la navigation réglementaire

Projet Loon (Alphabet/Google)

Le projet Loon, qui exploitait des ballons de haute altitude (non propulsés, mais souvent comparés à HAPS), déployé dans plusieurs pays, dont Porto Rico, le Pérou et le Kenya, a montré l'importance d'un engagement précoce avec les régulateurs des télécommunications. Au Kenya, Alphabet a travaillé en étroite collaboration avec l'Autorité des communications pour obtenir des licences expérimentales et, plus tard, un accord commercial sur le spectre.

Airbus Zephyr

Airbus Zephyr, un avion HAPS à propulsion solaire, a reçu un certificat de navigabilité expérimental de la UK Civil Aviation Authority (CAA) en 2020 pour les vols d'essai. La CAA a adapté sa réglementation UAS (CAP 722B) pour couvrir la capacité d'altitude unique de Zephyr, exigeant qu'Airbus démontre un profil de descente sûr en cas de panne de moteur. Airbus a également obtenu un dossier de l'UIT pour une allocation de fréquences de 2,5 GHz pour ses essais. L'expérience de Zephyr montre qu'une combinaison de documents de sécurité transparents et de volonté d'accepter des restrictions opérationnelles (par exemple, un vol au-dessus de zones désignées) peut accélérer l'approbation.

L'approche de SoftBank (HAPSMobile)

SoftBank , qui a collaboré avec le ministère japonais de l'Intérieur et des Communications pour créer un cadre réglementaire national pour les systèmes de radiocommunications. Japon , Plan de base pour le développement des stations de plate-forme haute altitude (2021) a établi une feuille de route pour l'attribution du spectre, l'intégration de l'espace aérien et les normes de sécurité.

Meilleures pratiques pour une voie réglementaire simplifiée

Élaborer une feuille de route pour la réglementation

Établir un calendrier qui tient compte des 12 à 24 mois habituellement nécessaires pour la coordination du spectre et l'approbation de l'intégration de l'espace aérien. Inclure des étapes comme les réunions préalables à la demande, les présentations provisoires d'EIE et l'autorisation de vol d'essai.

Tirer parti des forums multilatéraux

Participez au Groupe d'étude 3 de l'UIT-R (Propagation des ondes radio) et au Groupe de travail 5C (systèmes sans fil fixes) pour influencer les normes du spectre HAPS. Rejoignez le Groupe RPAS de l'OACI et le comité Future Air Navigation Systems (FANS) qui donnent une première vue des changements réglementaires et permettent aux développeurs de soumettre des données techniques qui façonnent les règles.

Mener des études parallèles sur la sécurité et l'environnement

Plutôt que d'attendre que les organismes de réglementation demandent des études, ils doivent faire une évaluation de la sécurité indépendante (p. ex., évaluation de la sécurité du système par SAE ARP4761) et un rapport sur les répercussions environnementales.

Construire un système de gestion de la conformité

Les opérateurs doivent tenir des registres de l'utilisation des radiofréquences, des communications de contrôle du trafic aérien et de la surveillance de l'environnement. Mettre en place une plateforme de conformité numérique qui peut générer des rapports sur demande d'audit par les autorités nationales.

L'évolution future du règlement HAPS

Activités d ' harmonisation menées sous les auspices de l ' OACI et de l ' UIT

L'OACI et l'UIT s'emploient à harmoniser les règlements mondiaux sur les systèmes de radiocommunication.La Conférence de haut niveau sur l'aviation et les carburants de remplacement (CAAF) de l'OACI a inclus les systèmes de radiocommunication comme sujet de référence pour les normes futures, et l'ordre du jour de la Conférence mondiale sur les radiocommunications (CMR-27) de l'UIT comprend le point 1.13 de l'ordre du jour, qui concerne spécifiquement les systèmes de radiocommunications.

Boîtes à sable et pilotes réglementaires

Plusieurs pays, dont Singapour, les Émirats arabes unis et la Finlande, ont établi des bacs à sable réglementaires pour les systèmes de stockage des déchets radioactifs, qui permettent aux exploitants de tester les systèmes sous des règles plus souples et de les surveiller.

Opérations autonomes et partage du spectre

Les progrès dans le contrôle autonome du vol et le partage dynamique du spectre (comme l'accès partagé autorisé) nécessiteront des mises à jour réglementaires. La FCC a proposé des règles pour l'Agile de fréquence --HAPS qui peuvent déplacer les bandes pour éviter les interférences.

Conclusion

Le paysage réglementaire des systèmes pseudosatellites de haute altitude est complexe mais navigable avec une approche stratégique et proactive. Les opérateurs réussis combinent une connaissance technique approfondie des opérations stratosphériques avec une compréhension approfondie du droit des télécommunications, de l'aviation et de l'environnement. En s'engageant tôt avec les organismes internationaux, en produisant une documentation rigoureuse sur la sécurité et l'environnement, et en participant à des processus d'élaboration de règles, les développeurs peuvent surmonter la fragmentation actuelle et libérer tout le potentiel de HAPS pour la connectivité et l'observation mondiales.