Am 23. März 2021 verkeilte sich die Ever Given, eines der größten Containerschiffe der Welt, mit ihrem Bug in den Ufern des Suezkanals und legte für die folgenden sechs Tage, elf Stunden und zwanzig Minuten eine wichtige globale Schifffahrtsroute lahm. 800 Frachtschiffe kamen dadurch zum Stillstand. Dies brachte Produktionsstätten sogar in weit entfernten Ländern und den globalen Handel, der von der just-in-time-Lieferung von Treibstoff, Rohstoffen, Teilen und Waren abhängig ist, zum Stillstand. In den Nachrichten und Kommentaren wurde dies als Anklage gegen ein globalistisches Produktionssystem mit globalen Abhängigkeiten behandelt, das zu sehr von einem durch anfällige Transport- und Informationstechnologien angetriebenen Versorgungssystem abhängig ist. Gleichzeitig wird aber auch die Bedeutung eines internationalen Transportsystems deutlich, das die globale Wirtschaft verändert hat und ohne hochentwickelte Erdbeobachtungssysteme nicht denkbar ist: Satelliten für die Wettervorhersage und -überwachung; GPS für die Navigation und Routenplanung; Schiffsortungs- und -verfolgungssysteme wie TimeCaster™, die eine präzise Statusüberwachung und Vorhersage der Ankunftszeiten ermöglichen.
Der Bedeutung eines solchen globalen Transportsystems ist immens - das jährliche Transportvolumen von Hochseeschiffen beträgt über 11 Milliarden Tonnen. Allein die Ever Given beförderte über 20.000 Container mit Waren im Wert von fast einer Milliarde Dollar - und die Nutzung des Just-in-time-Managements (JIT) spart Herstellern und Einzelhändlern Kosten in Milliardenhöhe für Lagerhaltung und Bestandsverwaltung. Satellitengestützte Dienste wie TimeCaster sind von entscheidender Bedeutung, um diese eng getaktete globale Lieferkette in Gang zu halten. Anhand der Daten von automatischen Identifizierungssystemen (AIS), die für alle Seeschiffe vorgeschrieben sind, können diese Dienste einzelne Schiffsbewegungen verfolgen und vorhersagen und sogar bei der Umleitung helfen, um Engpässe wie den der Ever Given zu vermeiden.
Bei seiner Einführung zu Beginn des 21. Jahrhunderts war AIS lediglich als System zur Kollisionsvermeidung gedacht: Die schiffsgestützten UKW-Transceiver sendeten ein Identifikationssignal aus, mit dem andere Schiffe in der Nähe auf ihre Anwesenheit aufmerksam gemacht werden sollten. UKW-Signale haben jedoch nur eine horizontale Reichweite von 20 Seemeilen (37 Kilometern), was auf die Krümmung der Erdoberfläche zurückzuführen ist und von der Höhe des Decks abhängt, auf dem das Sendegerät montiert ist. Ab 2009 begannen einige öffentliche und private Betreiber wie ORBCOMM, SpaceQuest und exactEarth mit der Einführung satellitengestützter automatischer Identifizierungssysteme (S-AIS), die in der Lage sind, die Signale zehntausender Schiffe zu lokalisieren, zu verarbeiten und zu verfolgen.
Mit diesem verbesserten Situationsbewusstsein durch S-AIS ist die autonome Frachtschifffahrt zu einer realistischen Option für den Seeverkehr geworden; die Herausforderung besteht nicht nur darin, zu wissen, wo sich ein Schiff gerade befindet, sondern auch, wo es sich in naher Zukunft befinden wird: Jedes Schiff muss in der Lage sein, innerhalb von 20 Schiffslängen zu stoppen - bei einem Superfrachter wie der Ever Given sind das acht Kilometer und eine "Reaktionszeit" bei voller Fahrt von mehr als zehn Minuten. Diese Reaktionszeit lässt nicht viel Spielraum für menschliches Versagen, vor allem nicht in den dicht befahrenen internationalen Schifffahrtsrouten. Es war menschliches Versagen, das die Ever Given auf Grund laufen ließ.
Satellitentechnik verändert die Art und Weise, wie wir uns an Land bewegen
GPS ist heute allgegenwärtig; jedes Smartphone und fast jedes Fahrzeug kann auf Standortinformationen zugreifen. Schifffahrtsunternehmen können jeden ihrer Fahrzeuge, jeden Container und jeden Ort lokalisieren und verfolgen, was wiederum die JIT praktikabel macht. GPS ist hilfreich für Autofahrer, die nicht nur den schnellsten Weg zum gewünschten Ziel finden, sondern auch vor Staus und Umleitungen wegen Baustellen auf dem Weg gewarnt werden. Man kann mit gutem Recht sagen, dass GPS der Dreh- und Angelpunkt für die Gig-Economy ist, die es jedem, der ein Auto und ein Smartphone hat, ermöglicht, seine Dienste anzubieten - als Fahrer für Lyft oder Uber, als Pizzalieferant oder Lebensmittellieferant - und so private Fahrzeuge zu einem wichtigen Transportmittel für ganze Volkswirtschaften macht.
GPS war ursprünglich ein militärisches Projekt, wurde aber Anfang der 1990er Jahre für die zivile Nutzung geöffnet. Das derzeitige Netz von 31 Satelliten bietet eine Standortauflösung von etwa 15 Metern, aber durch Verbesserungsalgorithmen kann die Genauigkeit auf drei Meter erhöht werden. Dank dieser hohen Auflösung können städtische Fahrrad- und Roller-Sharing-Projekte ihre Nutzer davon befreien, diese individuellen Transportmittel an festen Stationen zurückzugeben - was oft den Zweck der Nutzung dieser Geräte von vornherein zunichte machen würde, wenn die Station zu weit vom eigentlichen Ziel entfernt ist; diese Punkt-zu-Punkt-Fahrrad- und Rollerdienste wie Lime oder VOI könnten schließlich eine kritische Lücke zwischen der umweltfreundlichen Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel und dem unvermeidlichen Bedarf an Punkt-zu-Punkt-Mobilitätssystemen schließen.
Hochauflösende GPS-Signale werden beim autonomen Fahren eine wichtige Rolle spielen
Standortinformationen sind heutzutage genau genug, um die Fahrspur zu bestimmen, auf der ein Auto fährt. Optische Sensoren und Lidar-Sensorik können unverzichtbar sein, um autonome Fahrzeuge mit dem notwendigen Situationsbewusstsein auszustatten, das für eine präzise Mobilität von Autos der Stufe 5 (= vollständig autonom) von grundlegender Bedeutung sein wird - aber ohne den größeren Kontext und die Routenplanungsfähigkeiten, die durch GPS geboten werden, und unterstützt durch genaue und aktuelle Karten, was eine weitere Anwendung der Satellitentechnologie ist, wären diese Autos der Stufe 5 darauf beschränkt, in ihrer bekannten (und programmierbaren) Nachbarschaft herumzufahren.
Die ersten autonomen Straßenfahrzeuge werden vielleicht keine Passagiere befördern. Aber autonome Lastwagen, die fahrerlos auf Autobahnen unterwegs sind und Waren und Produkte viel schneller ausliefern (ohne Fahrerpausen), werden bereits entwickelt und getestet. Und im Gegensatz zu Personenwagen müssen sie möglicherweise nicht durch überfüllte und chaotische innerstädtische Straßennetze fahren, sondern ihre Ladung über weite Strecken zwischen ausgewiesenen Übergabestationen transportieren, wo die Fracht auf kleinere (und möglicherweise immer noch von Menschen gesteuerte) Liefersysteme umgeladen wird - Systeme wie die bodengebundenen Roboter oder luftgestützten Drohnen, die Amazon und andere große Einzelhändler derzeit entwickeln.
Die Steuerung dieser unbemannten Lieferdrohnen, die bereits getestet werden, stellt ein weitaus komplexeres Problem dar als das autonome Fahren: bodengebundene Fahrzeuge bewegen sich nur in zwei Dimensionen und stürzen nicht unweigerlich ab, wenn sie ins Stocken geraten. Der Luftraum wird bereits streng kontrolliert und verwaltet; ein Kontrollsystem namens Unmanned Aircraft System Traffic Management (UTM) wird bereits von Organisationen wie Airbus und der NASA entwickelt; ein erster Feldtest wurde 2018 in Manchester (England) durchgeführt. Im Gegensatz zu typischen, staatlich betriebenen Flugverkehrsmanagementsystemen (ATM), die sich auf die persönliche Interaktion zwischen Piloten und menschlichen Fluglotsen stützen, wird das UTM-System einen dezentralen Ansatz verfolgen, und kommerzielle und staatliche Einrichtungen auf der ganzen Welt wollen zu diesem globalen System beitragen. Dieses UTM-System muss ein spezifisches Situationsbewusstsein für autonom fliegende Luftfahrzeuge bieten - und gleichzeitig mit den bestehenden ATM-Systemen zusammenarbeiten, um die Sicherheit der "normalen" Luftfahrt zu gewährleisten, in der selbst kleine Zwischenfälle fatale Folgen haben können.
Ob sie nun fliegen, wie Flugzeuge und Drohnen, ob sie fahren, wie Autos und Lastwagen, oder schwimmen, wie Frachter, die die Waren des Welthandels transportieren, ob sie von Menschen gesteuert werden oder sich autonom bewegen, ob sie Fracht oder Menschen transportieren - moderne Transportsysteme sind ohne die Unterstützung von Satellitennavigationssystemen praktisch unvorstellbar, ihr Nutzen ist eng mit Satellitensystemen verbunden, die Schiffe und Fracht überwachen und verfolgen, und ihre Sicherheit wird durch satellitengestützte Wetterüberwachung und -vorhersage gewährleistet.
