In een scène recht uit een sciencefictionfilm scheert een gewasbesproeiingsvliegtuig over een luzerneveld in de San Joaquin Valley in Californië - behalve dat er geen piloot aan boord is. Het toestel, geëxploiteerd door startup Pyka, vliegt zo laag dat het de gewassen bijna kietelt. 'We kunnen eigenlijk lager vliegen dan een menselijke piloot', zegt Russ Marotzke, flight test engineer bij Pyka, terwijl het vliegtuig over het veld zoemt. Die lage hoogte betekent minder drift en minder chemicaliën nodig, een win-win voor het milieu en de winstmarge van het bedrijf.

Pyka, gevestigd in een voormalige WOII-hangar met uitzicht op de Baai van San Francisco, bouwt zelfvliegende vliegtuigen zonder cockpit, ontworpen voor gewasbesproeiing en vrachtvervoer. Het is een van de weinige bedrijven die racen om autonome fixed-wing vliegtuigen in commerciële dienst te brengen. Terwijl stedelijke luchttaxi's (eVTOL's) de schijnwerpers opeisen, vindt er een stillere race plaats voor zelfvliegende vliegtuigen, te beginnen met taken als gewasbesproeiing en pakketbezorging - en uiteindelijk, misschien, passagiers.

'Volledig opgeschaalde, alomtegenwoordige passagiersoperatie is de heilige graal', zegt Michael Norcia, medeoprichter en CEO van Pyka, die droomt van een vloot minibus-achtige vliegtuigen die mensen langs de Amerikaanse kusten vervoert. 'Er is een goede kans dat we dat punt bereiken vóór de eVTOL-industrie.'

Op een testlocatie ongeveer 80 km ten oosten van de fabriek testen Marotzke en een collega een software-update. De vliegtuigen zijn volledig elektrisch, met een batterij in de neus, een vliegtijd van 35 minuten en een 300-liter spuittank. Ze hebben een spanwijdte van 11,5 meter - om ze 'grote drones' te noemen is alsof je een walvis een grote vis noemt. Ingenieurs brengen het spuitgebied in kaart op een computer, en de software plant een route die obstakels zoals hoogspanningslijnen vermijdt. De start verloopt naadloos, en na het detecteren van een laag spuitniveau landt het vliegtuig zelf voor een bijvulling en batterijwissel, en hervat dan precies waar het gebleven was.

Autonoom vliegen verschilt van automatische piloot. Automatische piloot assisteert, zoals cruise control in een auto, terwijl autonome systemen alles afhandelen, inclusief start en landing, met behulp van algoritmen en sensorgegevens. Zelfvliegende vliegtuigen zijn langzamer opgekomen dan zelfrijdende auto's, deels omdat techbedrijven miljarden in auto's pompten, zegt Mykel Kochenderfer, een expert aan Stanford. Maar ook omdat de veiligheidsnormen voor luchtvaart strenger zijn. 'De gevolgen van luchtvaartongevallen kunnen gewoon zo ernstig zijn', merkt hij op.

Militaire belangstelling drijft de technologie voort, met veel bedrijven die defensiecontracten hebben. In de VS is Pyka's gewasbesproeier het grootste autonome fixed-wing vliegtuig dat is goedgekeurd voor commercieel civiel gebruik, maar de operaties zijn beperkt tot agrarische omgevingen en vereisen een grondoperator en visuele waarnemer. Brazilië is toleranter, en ongeveer een dozijn Pyka-vliegtuigen besproeien daar al katoen en sojabonen. Pyka streeft ernaar de productie op te schalen van twee dozijn vliegtuigen per jaar naar 1.000 in 2030, elk verkocht voor $550.000.

Het VK heeft dergelijke operaties nog niet goedgekeurd, maar het Britse bedrijf Windracers zoekt toestemming voor een autonome vrachtdienst op Shetland en Orkney, en zijn vliegtuigen voeren ook missies uit in Oekraïne. 'Het zou de eerste zware luchtvrachtdienst per drone zijn, zeker in het VK en waarschijnlijk waar ook ter wereld', zegt Stephen Wright, oprichter van Windracers.

Voorstanders prijzen voordelen zoals het aanpakken van pilotentekorten, het weghalen van mensen uit gevaarlijk werk, het verbeteren van efficiëntie en het verlagen van kosten. Ze beweren dat automatisering vliegen veiliger zou kunnen maken, verwijzend naar eerdere dalingen in ongevallen met meer automatisering. Maar de Amerikaanse Air Line Pilots Association (ALPA) noemt het verwijderen van piloten 'een serieus risico met de veiligheid en een stap te ver.' De National Agricultural Aviation Association merkt op dat kleine onbemande vliegtuigen moeilijk te zien kunnen zijn en dat bemande vliegtuigen grotere gebieden sneller kunnen besproeien.

Startups verschillen in aanpak: Pyka en Windracers bouwen vliegtuigen vanaf de grond op, terwijl anderen bestaande vliegtuigen retrofitten. Reliable Robotics, gesteund door Boeing, test zijn systeem op de Cessna 208B Grand Caravan, een vrachtvliegtuig met één piloot. Merlin Labs werkt aan