Schlechter Schwarm am Himmel heise online

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Die Astronomiegemeinschaft ist in Aufruhr. Die wachsende Anzahl von Satelliten in der Erdumlaufbahn macht es zunehmend unmöglich, eine klare Sicht auf den Himmel zu erhalten. Das Ausmaß des Problems wird durch Raumforschung nur langsam verstanden. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht der American Astronomical Society (ASS) kam zu dem Schluss, dass die Satelliten “astronomische Beobachtungen grundlegend verändert” haben, was optische Studien und Studien im nahen Infrarot betrifft. “Nachtaufnahmen ohne einen sonnenbeschienenen Satelliten, der das Bild passiert, werden nicht mehr die Norm sein”, schreiben die Autoren.

Die ersten Starlink-Satelliten waren kurz nach ihrem Start im Jahr 20019 deutlich sichtbar. Einige Observatorien haben sogar festgestellt, dass ihre Bilder des Nachthimmels ruiniert sind. Anfang September wird SpaceX, Elon Musks Raumfahrtunternehmen, die neueste Kolonne von Starlink-Satelliten in den Weltraum schicken, 60 davon. Sie ergänzen die Flotte von 653 Satelliten, die seit Mai 2019 gestartet wurden. In einigen Jahren wird das Netzwerk voraussichtlich 12.000 Satelliten mit einer möglichen Erweiterung auf 42.000 haben.

Das in London ansässige Unternehmen OneWeb, das sich derzeit in einem schwierigen Jahr der Insolvenz und Akquisitionen befindet, hat kürzlich die Genehmigung der US-Kommunikationsbehörde FCC für 1.280 Internet-Satelliten erhalten. Diese sollten Breitbanddienste für US-Benutzer ermöglichen. Das Unternehmen hat eine Konstellation vorgeschlagen, mit der das Array auf bis zu 48.000 Satelliten erweitert werden kann. Inzwischen hat Amazon die Genehmigung für seine Aktion “Project Kuiper” erhalten, was bedeutet, dass 3.236 Satelliten für den eigenen Satelliten-Internetdienst des E-Commerce-Riesen freigegeben werden. Und das ist wahrscheinlich nur der Anfang. Die Forschung kommt zu dem Schluss: Die Astronomie, wie wir sie kennen, wird nie wieder dieselbe sein.

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“Alle waren schockiert über die Sichtbarkeit der SpaceX Starlink-Satelliten”, sagte Megan Donahue, Astronomin an der Michigan State University und ehemalige Präsidentin der AAS. Während viele Menschen erfreut sind, die beleuchteten Lichtlinien zu sehen, die sich über den klaren Himmel bewegen, wissen Astronomen, dass diese Lichter schließlich weiße Streifen auf ihren Teleskopbildern bedeuten und die tatsächlich beobachteten Sterne und Himmelskörper auslöschen. “Für Astronomen ist es beängstigend, sich den Himmel damit vorzustellen”, sagt sie.

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Ein Satellit, der sich selbst in Sichtweite bringt, ist nichts Neues – dies ist zu erwarten, wenn mehr als 2.600 aktive Satelliten die Erde umkreisen. Wenn Sie jedoch Jeff Hall, dem Direktor des Lowell Observatory und Mitautor und Herausgeber des AAS-Berichts, zuhören, sind die meisten von ihnen flüchtig, insbesondere in höheren Lagen. Wenn einer dieser Satelliten auf dem Foto erscheint, ist das ein kleiner Punkt. Sie sind also kein wirkliches Problem.

Wenn neue Konstellationen jetzt in eine viel niedrigere Erdumlaufbahn geschickt werden, erscheinen sie viel heller, hinterlassen lange weiße Streifen auf den Fotos und verzerren manchmal andere Teile des Filmmaterials. Und weil es so viele von ihnen gibt, wird es ein Verlust sein, sie außer Sichtweite zu halten. In der Vergangenheit wurde vielleicht eines von hundert Bildern von einem Zwischensatelliten unbrauchbar gemacht. Jetzt stehen Astronomen vor der Möglichkeit, bis zu zwei Drittel ihrer Daten an die Satellitenspuren zu verlieren.

Die neuen Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn stören nicht jedes Astronomieprogramm auf die gleiche Weise. Halls verwendet Spektroskopie in seiner Arbeit, um Variationen in einzelnen Sternen zu messen. Diese Bilder sind nur betroffen, wenn ein Satellit direkt vor dem Teleskop fliegt. Die nächsten Teleskopgenerationen werden jedoch äußerst empfindlich sein und sogenannte Weitfeldbeobachtungen durchführen, bei denen große Bereiche des Himmels übersehen werden.

Hier werden Starlink und ähnliche Konstellationen zu einem bösen Hindernis. Observatorien, die sich auf Objekte in der Nähe konzentrieren, wie das Panorama-Vermessungsteleskop und das Rapid Response System (Pan-STARRS) der Universität von Hawaii, stellen bereits fest, dass ihre Bilder durch die Bewegungen der Starlink-Satelliten verzerrt sind. Tatsächlich kann dies gefährlich sein: Wenn sich ein Asteroid auf einem Kollisionskurs zur Erde befindet, können die Daten so verzerrt sein, dass sie nicht früh genug erkannt oder angemessen reagiert werden können.

Das wahrscheinlich bekannteste Beispiel für ein Opfer ist das Vera C. Rubin-Observatorium in Chile (früher bekannt als Large Synoptic Survey Telescope), eine milliardenschwere Einrichtung, mit der Astronomen extrem flüchtige optische Signale und Signale im nahen Infrarot erzeugen können. zu erkennen. Es wird verwendet, um kleine Objekte zu lokalisieren, die weit entfernt sind und auf dunkle Materie und dunkle Energie untersucht werden. Simulationen deuten darauf hin, dass bis zu 30 Prozent der Vera C. Rubin-Bilder von mindestens einem der Satellitenstreifen geplagt werden, sobald die geplanten Konstellationen vollständig installiert sind. Hunderte von wissenschaftlichen Studien stützen sich auf diese Daten und könnten kompromittiert werden, was wichtige Entdeckungen um Jahrzehnte verzögert. Laut Donahue wäre es ideal, die Helligkeit der Satelliten um den Faktor 100 zu reduzieren.

Der AAS-Bericht beschreibt einige mögliche Lösungen, die sowohl für Astronomen als auch für Satellitenbetreiber von Vorteil sein sollten. Beispielsweise könnte eine neue Software Astronomen informieren, bevor Satelliten in Sicht kommen. Sie können also für eine begrenzte Zeit arbeiten und das Licht der Satelliten während der Aufnahme selektiv weglassen oder ihre Spuren mit Bildverarbeitungsmethoden entfernen.

Satellitenbetreiber müssen bei der Suche nach Lösungen wirtschaftliche Überlegungen berücksichtigen. Die schnellste und einfachste Lösung wäre schließlich, das Fotografieren von Sternbildern am Himmel einzustellen – aber das ist natürlich keine Option. Satelliten können jedoch weniger reflektierend gemacht werden. SpaceX testete dies an der Prototypfarbe “DarkSat”, die im Januar auf einem Starlink-Satelliten verwendet wurde, die Helligkeit jedoch noch nicht signifikant reduzieren konnte.

Das Unternehmen installiert jetzt auf allen zukünftigen Satelliten einen einsetzbaren Sonnenschirm namens VisorSat. Wissenschaftler sind sich jedoch nicht einig, ob dies eine wirklich effektive Lösung ist. Laut Hall besteht einer der besten Ansätze darin, die Satelliten im Weltraum so auszurichten, dass die reflektierende Oberfläche vom Boden weg zeigt, wodurch die von Teleskopen wahrgenommene “Blendung” minimiert wird. “Ich persönlich habe dies auf einigen SpaceX-Satelliten gesehen, die für Flugpositionen modifiziert wurden”, sagt er. “Sie können sie immer noch sehen, aber kaum – sie sind dann sehr flüchtig.”

Einer der größten Konflikte, mit denen Satellitenbetreiber konfrontiert sind, ist die Höhe ihrer Konstellationen. Greg Wyler, Gründer von OneWeb, hat argumentiert, dass die Satelliten des Unternehmens weniger wahrscheinlich kollidieren, da sie sich in einer Umlaufbahn von 1.200 Kilometern befinden. Während Unternehmen wie Starlink es vorziehen, den Planeten mit mehr nahe gelegenen Satelliten zu bedecken, haben andere in höheren Lagen eine größere Kommunikationsreichweite, was bedeutet, dass ein einzelner Satellit mehr Erdoberfläche bedecken kann. Dies könnte die Gesamtzahl der aktiven Satelliten verringern.

Leider heißt es im AAS-Bericht auch, dass ein Satellit umso länger im Blick bleibt, je höher er fliegt. Es mag etwas weniger hell sein, aber im Wesentlichen bleibt es für astronomische Beobachtungen genauso störend, vielleicht sogar nachts. In dem Bericht wird empfohlen, dass Unternehmen keine Sternbilder über einer Höhe von 600 Kilometern verwenden.

Glücklicherweise sind viele Unternehmen bereit, das Problem zu lösen. Der AAS-Bericht enthält umfangreiche Beiträge von SpaceX und OneWeb. “Wir finden ihre Arbeit ziemlich cool – und sie finden unsere ziemlich cool”, sagte Hall. “Also lass uns versuchen hier zusammenzukommen.”

Astronomen sind auf den guten Willen der Satellitenbetreiber angewiesen. Es gibt keine technischen Vorschriften, die die Übertragung ultraheller Satellitenkonstellationen verhindern könnten, selbst wenn sie viele oder die meisten astronomischen Programme stören.

Im Rahmen eines Workshops im nächsten Frühjahr planen Hall und seine Kollegen, diese Lücke und mögliche regulatorische Empfehlungen zu schließen. Und sie erwarten, dass SpaceX und andere in dieser Angelegenheit zusammenarbeiten. Auch Satellitenbetreiber müssen das mögliche Chaos vermeiden, das entstehen könnte, wenn sie alle die Freikarte erhalten, um etwas in den Weltraum zu schicken.

“Dies sind Vorschläge für Richtlinien, die durch die Vereinten Nationen gehen sollen”, sagte Hall. “Es ist ein internationales Problem. Die Lösung liegt in der Verantwortung eines internationalen Gremiums.” Ob die Vereinten Nationen und ihre Mitgliedstaaten ein solches Regelwerk tatsächlich umsetzen werden, bleibt abzuwarten.


(bsc)

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