レーザーと航空安全

• 出力：発光量が多いほど、明るくなり、危険性も高まります。
• ビームの発散：発散の少ない「狭い」ビームは、急速に広がるビームよりも遠距離で危険となる。
• ビームの波長：赤外線または紫外線レーザービームは、パイロットには見えないため、視覚的な影響のリスクはありません。しかし、高出力の場合、眼の損傷のリスクがあります。場合によっては、パイロットが照射されていることに気づかないため、この危険性がさらに高くなる可能性があります。一般的に、夜間の照明付きコックピット内のパイロットの目は、緑がかった黄色の光（波長約500 ～ 600ナノメートル、ピークは555 ナノメートル）に最も敏感です。青色または赤色のレーザーは、同じ出力の緑色または黄色のレーザーよりもはるかに暗く見え、したがって注意散漫になりにくくなります。^{[ 8 ]}例えば、532 ナノメートル (緑色) の10 ワット連続波イットリウムアルミニウムガーネットレーザーは、514 nm (緑青色) の光を 10 ワット、488 nm (青色) の光を 8 ワット出力する 18 ワット連続波アルゴンイオンレーザーよりも目に明るく見えることがある。^{[ 9 ]}  
• パルス発振：レーザー光の中には、エネルギーをパルス状に放出するものがあります。パルスレーザーは、平均出力が同等の連続レーザーよりも、眼への損傷リスクが高くなります。これは、エネルギーがより短く、しかしより強力なパルスに集中しているためです。

• ビームの動き：レーザーショーのようにビームが動き回る場合、空のより広い範囲をカバーするため、航空機を照らす可能性が高くなります。ただし、コックピットを横切るようにビームが照射される場合、一般的に照射時間は短くなります。
• 空港に対するビームの位置：FAAは空港周辺に安全区域を設定しており、これについては下記の「規制」の項で説明します。ビーム出力が当該区域におけるFAAの制限値以下であれば、区域内でもビームを使用することが可能です。
• プロジェクターとレーザーの安定性：プロジェクターがずれたり、安全ソフトウェアが故障したりすると、光線が危険な空域に侵入する可能性があります。

• 昼夜の比較：ほとんどの懸念は夜間の照明に関するものです。上記に挙げた3つの視覚効果（注意散漫、まぶしさ、閃光盲）は、目が暗順応していないこと、また可視レーザーが日中に屋外で使用されることが少ないことから、日中は最小限に抑えられます。
• 航空機の動きと速度。低速の航空機は高速の航空機よりも危険度が高い（観測者の視線を横切る移動速度に関して）。ヘリコプターはホバリングできるため、比較的静止した標的となり、最も危険度が高い。
• 航空機までの距離。低空飛行する航空機はより大きなリスクにさらされる。また、ヘリコプターは地上との距離が近いため、特に脆弱である。
• 航空機および操縦席に対する照射方向。接近してくる航空機に直接向けられたビームは、パイロットにとって最も危険です。航空機の進行方向に対して横切るように照射されたビームは、光が側面の窓から入り込むことと、ビームを操縦席エリアに正確に向け続けることが難しいことから、危険性は低くなります。真上を向いたビームは最も危険性が低いですが、旋回中に操縦席を照らしてしまう可能性は依然としてあります。

• 飛行段階。リスクが最も高くなるのは、離陸、重要な操縦や緊急時の操縦、着陸など、作業負荷の高い時間帯に被ばくする場合です。
• パイロットの認識と対応：パイロットが過剰反応したり、光源を探そうとして光をじっと見つめたり、不必要な回避行動を取ったりすると、状況を悪化させる可能性がある。

米国連邦航空局 (FAA) はこれらの要因の一部を研究しました。^{[ 10 ]パイロットがフライトシミュレーターを使用してレーザー照射がパイロットのパフォーマンスに及ぼす影響を調べる研究を実施し、その結果は 2003 年 8 月[ 11 ]}と 2004 年 6 月^{[ 7 ]}に発表されました。

警察はヘリコプターを使ってパトロールを行い、レーザーを使って航空を妨害する人物を探し始めた。^{[ 12 ]}

• 作業に必要な最小限の電力を使用する。
• ビームの発散角を大きくする。ビームがより速く広がるため、任意の距離において、目やコックピットの風防に入る光の量が少なくなる（例えば、照度が低くなる）。
• 空港や飛行経路など、航空機が多数存在する場所から光線を遠ざける。
• レーザー光が保護空域に侵入するのを防ぐため、建物や密集した樹木などにビームを照射して終端させる。これは、終端に利用できる構造物がある場合、屋外レーザーショーでよく用いられる保護対策である。
• 航空機を監視するために観測員を配置する。これは、短時間（約1時間）で開催頻度も低い（毎晩開催されることは稀）レーザーショーでよく行われる。
• レーダーやスカイカメラなどの自動検出システムを使用する。これらは、天文台で使用されるレーザーガイドスターのように、長時間（一晩中）かつ頻繁な（毎晩）用途に使用される。
• 屋外レーザー操作に関する方針を策定し、それに従うこと。例えば、ANSI規格「屋外でのレーザーの安全な使用」^{[ 13 ]}やNASAの「屋外レーザーの使用方針」^{[ 14 ]など。}

• レーザー機器の販売または使用を制限する。これは一部の管轄区域で行われている。たとえば、2008 年 4 月、オーストラリアのニューサウスウェールズ州は、航空機へのレーザー照射の数を減らす目的で、特別許可がない限りレーザーポインターの所持を禁止した。^{[ 15 ]} 1997 年 10 月、英国では、同様の理由で、出力 1 ミリワットを超えるレーザーポインターの販売を制限する行政措置が取られた (ただし、英国ではそのようなポインターの購入、輸入、使用は合法のままである)。^{[ 16 ]}米国では、議会調査局は、禁止は「これらの機器が低価格で広く入手可能であり、レーザーポインター、レーザーレベル、レーザーガンの照準器などさまざまな用途で使用されているため、重大な課題となる可能性がある」と指摘している。^{[ 17 ]}
• 屋外でのレーザー使用には審査または承認が必要です。これについては、下記の「規制と管理」の項で説明します。
• 既存の法律を改正したり、新たな法律を制定したりして、無責任なレーザー使用を抑制しようとする試み。米国連邦政府によるこの方向への取り組みの一つとして、2005年の「航空機コックピットのレーザー対策法」があり、これについては後述の歴史の項で詳述する。
• レーザーによる一連の事故を受けて、アリゾナ州は航空機にレーザーを照射することを第一級軽犯罪とする法案2164（2014年）を可決した。^{[ 18 ]}

• 固定レーザー設備（例えば、天文台のレーザーガイドスター）は、パイロットが飛行経路上の潜在的なビームを認識できるように、航空図にマークされることがあります。一時的な使用（レーザーショー）は、飛行前情報に記載されることがあります。例えば、米国では、FAAに提出されたレーザーの使用は、パイロット向けのNOTAMに記載されることがよくあります。^{[ 19 ]}
• 教育と訓練。SAE G-10T レーザーハザード小委員会は、航空宇宙推奨実施文書 5598「レーザー視覚干渉 - パイロット操作手順」に取り組んでいます。^{[ 20 ]}これは、パイロットがレーザーまたは明るい光の事故を認識し、そこから回復するための情報を提供します。航空出版物の記事も、「レーザー照明：最後の防衛線 - パイロット！」^{[ 21 ]のように役立つ情報を提供しています。}

ゴーグルや風防フィルターなど、航空機乗務員を保護するための対策がいくつか提案されている。^{[ 22 ]}これらは理論的には（特に既知の波長に対して）機能する可能性があり、軍事作戦などの状況では有用かもしれない。^{[ 23 ]}しかし、これらの対策は、広範な民間航空運航には適していない、実用的ではない、または推奨されない可能性がある。

• レーザー安全ゴーグル：実験室タイプのレーザー安全ゴーグルは、透過率と光学品質が低いため、パイロット操作には適していません。^{[ 24 ]}また、防御する必要のあるレーザー波長が複数存在する可能性があります。すべての波長を保護する場合、ゴーグルは基本的に不透明になります。レーザー事故は比較的まれであるため、ゴーグルを日常的に着用することによる不快感の問題もあります。
• レーザー光を検知し、その出力と波長に基づいて遮断または減光プロセスを起動できるアクティブな「スマート」ゴーグル。^{[ 25 ]}これらが生産または使用されているかどうかは不明です。もしそうであれば、これらは軍事用途のみで使用されている可能性が高いです。
• フロントガラスの上に引き下げて、入射光をすべて軽減できるグレアシールド。^{[ 26 ]}
• レーザー照射を感知し、波長と出力に関する情報を記録するレーザーイベント検出器および記録装置。これは保護機能を提供するものではありませんが、照射に関する情報を提供し、後の分析や法的措置に役立つ可能性があります。

米国連邦航空局（FAA）は、空域区域を設定しています。これは、空港やその他の重要な空域周辺を、安全ではあるものの明るすぎる可視レーザー光への曝露による危険から保護するためのものです。

• レーザーフリーゾーンは、右図に示すように、滑走路のすぐ周囲と上空に広がっています。ゾーン内の光照射量は、1平方センチメートルあたり50ナノワット（1平方センチメートルあたり0.05マイクロワット）未満でなければなりません。これは「視覚的な妨害を引き起こさないレベル」に設定されました。^{[ 17 ]}
• クリティカルフライトゾーンは空港の周囲10海里（12マイル、19km）の範囲をカバーしており、光制限は5マイクロワット/平方センチメートル（μW/cm2 ^）で、これはグレアが顕著になるレベルとして決定されています。^{[ 21 ]}   
• オプションの敏感飛行区域は、FAA、軍、またはその他の航空当局によって指定され、光強度は100 μW/cm ²未満でなければなりません。これは、たとえば、混雑した飛行経路の周辺や軍事作戦が行われている場所で行われる可能性があります。これは、フラッシュ盲や残像が発生する限界レベルとして特定されました。^{[ 21 ]}
• 通常飛行区域は、その他のすべての空域をカバーします。光強度は、1平方センチメートルあたり2.5ミリワット（2500μW/cm²）未満でなければなりません^{。これは、}クラス3Rの出力レベルの約半分です。

非可視レーザー（赤外線および紫外線）の場合、航空機における照射強度は、その波長における最大許容曝露レベルを下回る、目に安全なレベルでなければなりません。パルス可視レーザーの場合、航空機における照射強度は、目に安全なレベルであると同時に、FAAが定める該当するレーザーゾーン以下でなければなりません。

英国では、空港を中心とした半径3海里（5.6km ）の円と、各滑走路の両端から伸びる延長部分を含む区域に制限が設けられています。滑走路区域は、各滑走路を中心とする全長20海里（37km ） 、幅1,000メートル（3,300フィート）の長方形です。    

米国では、屋外レーザーの操作者は、少なくとも 30 日前に FAA に場所とレーザー出力の詳細を記載した報告書を提出するよう求められています。他の制御措置が講じられている場合は、これらの区域の制限を超える出力のレーザーを使用することが許可されています。たとえば、監視員を使用して航空機を監視し、潜在的な衝突が発見された場合はレーザーをオフにすることができます。FAA は、これに関する規制権限がないため、申請を承認または不承認するのではなく、反対するか反対しないかを示します。レーザーの使用がショーまたは展示である場合は、食品医薬品局(FDA)医療機器および放射線保健センターの承認が必要です。この承認の前提条件は、FAA からの反対しない旨の書簡です。特定の区域でのレーザー活動は、 NOTAMを介して飛行前にパイロットに通知されます。^{[ 19 ]}

英国のレーザーオペレーターは、屋外でのレーザー、サーチライト、または花火の操作を少なくとも28日前に報告します。^{[ 28 ]}

米国においてレーザーと航空安全に取り組む主要なグループの一つに、米国自動車技術者協会（SAE）のG-10Tレーザー安全ハザード小委員会があります。この小委員会は、レーザー安全の専門家や研究者、パイロット、その他軍用、民間航空、レーザー使用者を代表する関係者で構成されています。彼らの提言は、FAA（連邦航空局）のレーザーおよび高輝度光に関する規制や様式、そして他国やICAO（国際民間航空機関）で採用されている基準の基礎となっています。

ANSI Z136.6規格は「屋外でのレーザーの安全な使用に関する米国国家規格」です。^{[ 13 ]} Z136.6委員会はSAE G-10Tなどと緊密に協力し、屋外でのレーザー使用に関する推奨安全手順を開発しました。