Kameras, smarte Sensoren und KI-Systeme könnten künftig immer mehr Aufgaben an Bord übernehmen – von der Unterstützung der Piloten in Notsituationen bis zur Optimierung des Treibstoffverbrauchs. Doch mit jeder neuen Anwendung wächst die Datenmenge im Flugzeug. Das Forschungsprojekt GoldenGate untersucht, wie sich diese Daten künftig effizient verarbeiten und nach der Landung innerhalb weniger Minuten per optischer Verbindung an den Boden übertragen lassen.

Fliegende Rechenzentren

Während eines Turnaround zählt jede Minute: Koffer ausladen, auftanken, reinigen, Passagiere aus- und einsteigen lassen – alles muss schnell und reibungslos ablaufen. Mit den Flugzeugsystemen der Zukunft kommt eine neue Herausforderung hinzu: Immer mehr Kameras, Sensoren und KI-Anwendungen werden große Datenmengen erzeugen, die zwar an Bord verarbeitet aber nach der Landung schnell an übertragen werden müssen.

Beispielsweise werden aktuell Technologien erforscht, die ein Flugzeug notlanden können, sollten die Piloten handlungsunfähig sein (Projekt Dragonfly von Airbus). Zudem erhofft sich die (International Air Transport Association) aus der KI- Sicherheitsrisiken frühzeitig zu erkennen oder Wege zu finden Treibstoffverbrauch und Emissionen zu senken (Fly Net Zero).

Der Datenberg an Bord wächst

Damit solche zukunftsweisenden Konzepte ihren Weg ins Flugzeug finden können, müssen zwei zentrale Fragen adressiert werden: Wie lassen sich die Daten zahlreicher Kameras, Radar-, Lidar- und weiterer Sensorsysteme in einem gemeinsamen Bordnetzwerk zusammenführen? Und wie können diese Daten das Flugzeug nach der Landung schnell und zuverlässig verlassen?

So entstehen bei längeren Flügen künftig bis zu 100 Terabyte an Daten – etwa so viel, wie vier Jahre kontinuierliches Netflix-Streaming erzeugen würden. Mit den heutigen Übertragungswegen wie Satellitenverbindungen oder Mobilfunknetzen lassen sich solche Datenmengen jedoch nicht innerhalb des kurzen Zeitfensters eines Turnarounds übertragen. Der „Download“ würde Stunden oder sogar Tage dauern.

Ein Verbleib der Daten an Bord ist auch keine praktikable Lösung: denn der dafür nötige Speicher würde Gewicht und Aufwand deutlich erhöhen und wäre im Vergleich zur Datenübertragung um ein Vielfaches teurer.

Datenübertragung per Lichtstrahl

 Eine vielversprechende Alternative könnte LiFi (Light Fidelity) darstellen: die drahtlose Übertragung von Daten über Licht. Dabei werden Informationen über eine optische Verbindung zwischen Flugzeug und Bodenstation übertragen.

Im Forschungsprojekt GoldenGate („Gebündelter Optischer Link für DatENgetriebene AeronauTische Eingebettete Systeme“) wird untersucht, inwiefern diese Technologie für zukünftige Luftfahrtsysteme genutzt werden kann. Ziel ist die Realisierung einer durchgängigen Datenkette vom Sensor im Flugzeug bis zur Übergabe an eine Bodenstation.

Die wichtigsten Forschungsfragen in GoldenGate lauten daher:

1. Wie können unterschiedliche Daten  werden? Kameras, Radar, Lidar und Dutzende Sensoren liefern unterschiedliche Daten. Wie lassen sich diese Quellen in einem gemeinsamen Bordnetzwerk managen?
2. Was ist wichtig? Nicht jeder Messwert muss gespeichert werden. Wie kann eine KI schon an Bord aussortieren und nur das Relevante behalten? Inwiefern könnten redundante Daten mit Hilfe einer KI bereits an Bord identifiziert werden?
3. Wohin mit den Daten bis zur Landung? Wie müssen die Datenspeicher organisiert sein, damit sie alles aufnehmen und blitzschnell wieder abgeben können?
4. Wie überträgt man 100 Terabyte in wenigen Minuten? Hier kommt LiFi ins Spiel: Wie baut man eine Lichtverbindung, die zuverlässig mindestens 1 Terabit pro Sekunde schafft?
5. Funktioniert das alles zusammen? Wie spielen Sensornetzwerk, Speicher und Lichtübertragung am Ende reibungslos zusammen?  Der Nachweis erfolgt in einem Flugzeug-Mockup im ZAL TechCenter.

Der Beitrag der ZAL GmbH

Die ZAL GmbH kümmert sich um den Anfang der Datenreise, also alles, was an Bord passiert, bevor die Daten ans Gate gelangen. Zuerst baut das Team ein Netzwerk auf, das die vielen Sensoren und Systeme im Flugzeug verbindet und ihre Daten zusammenführt. Der Clou: kleine Mini-Computer arbeiten als Sortierdienst und Datenmüllabfuhr in einem und lassen nur die wirklich wichtigen Infos durch. Am Ende führt das ZAL alle Projektteile im eigenen Flugzeug-Mockup zusammen und prüft, ob das Gesamtsystem funktioniert.

Wenn GoldenGate gelingt, verlassen die Daten das Flugzeug eines Tages schneller als die Passagiere. Noch steht die Forschung am Anfang, doch das Projekt zeigt, dass auch datengetriebene Systeme das Potenzial haben, die Luftfahrt sicherer und nachhaltiger zu machen. Der Kickoff für das Projekt fand am 18.06.2026 im ZAL TechCenter statt. Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo VII-1 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Partner

• airoLiFi (Verbundführer)
• Cadami GmbH
• ZAL GmbH
• Christian-Albrechts-Universität zu Kiel