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Gefahr für die Astronomie?

Mega-Konstellationen und die Lichtverschmutzung

Wenn in Zukunft tausende von Mini-Satelliten im niedrigen Erdorbit kreisen, hat könnte dies auch erhebliche Auswirkungen auf die Astronomie haben. Denn die Reflexionen der Satelliten erscheinen in Teleskop-Aufnahmen als störend helle Lichtpunkte. Zudem sorgt das Streulicht der künstliche Erdtrabanten schon jetzt für eine messbare Aufhellung der Nacht.

Starlink-Streifen
Lichtstreifen von 19 Starlink-Satelliten in einer Aufnahme des Vier-Meter-Teleskop am Cerro Tololo Inter-American Observatory. © CTIO/NOIRLab/ NSF/AURA/ DECam DELVE Survey

Lichtpunkte am Himmel

Schon die im Mai 2019 gestarteten ersten 60 Starlink-Satelliten von SpaceX sorgten weltweit für Aufsehen, weil sie am Himmel mit bloßem Auge als Ketten leuchtender Lichtpunkte sichtbar waren. Ihre flachen, glänzenden Metalloberflächen reflektierten das Sonnenlicht und dies war wegen ihrer geringen Flughöhe deutlich zu erkennen. Die hellen Reflexionen entstehen vor allem kurz vor Sonnenaufgang und nach Sonnenuntergang, wenn die Erdoberfläche schon im Dunklen liegt, aber die Satelliten noch von der Sonne beschienen werden.

Unter Astronomen löste dies Besorgnis aus: „Die Zahl solcher Satelliten soll in den nächsten Jahren bis auf zehntausende steigen. Das weckt die Gefahr potenziell schädlicher Folgen für die erdbasierte und weltraumgestützte Astronomie“, warnte die American Astronomical Society (AAS) bereits kurz darauf. Schon die Reflexionen normaler Satelliten können unter ungünstigen Bedingungen Teleskopbilder stören oder sogar unbrauchbar machen, bei Konstellationen erhöht sich das Risiko entsprechend.

Bis zu 40 Prozent unbrauchbare Aufnahmen

„Bei einem großen, leistungsstarken Teleskop könnte eine helle Satellitenreflexion den Detektor saturieren und die gesamte Aufnahme ruinieren“, erklären Olivier Hainaut und seine Kollegen von der europäischen Südsternwarte ESO. Die Astronomen schätzen, dass bei Weitwinkelaufnahmen eines solchen Teleskops 30 bis 40 Prozent der in der ersten und letzten Stunde der Nacht gemachten Aufnahmen durch die Reflexionen von Satelliten-Konstellationen unbrauchbar werden könnten.

Bei Teleskopen mit kleinerem Beobachtungsfeld oder spektroskopischen Messungen im sichtbaren und Nahinfrarot-Bereich beziffern die Modelleirungen von Hainaut und seinem Team die Ausfallquote dagegen auf weniger als ein Prozent. Dennoch sehen sie es als entscheidend an, dass sich Satellitenbetreiber, Astronomen und Regierungsbehörden darüber verständigen, wie das Risiko für Störeffekte auf die Astronomie minimiert werden kann.

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VLT
Der Nachthimmel über dem Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO in Chile rund 90 Minuten vor Sonnenaufgang. Die grünen Punkte markieren die Satelliten künftiger Konstellationen, die als Störfaktoren bei den astronomischen Beobachtungen sichtbar wären. © ESO/ Y. Beletsky, L. Calçada

Eine mögliche Maßnahme wäre das Vermeiden glänzender Oberflächen bei den Satelliten, wie es beispielsweise SpaceX schon in einer Baureihe seiner Starlink-Satelliten testet. Ebenfalls sinnvoll wäre es nach Ansicht der Astronomen, die Ausrichtung und Position der Satelliten so zu kontrollieren, dass zur Erde gerichtete Lichtblitzer beispielsweise durch die Solarsegel minimiert werden.

Mehr orbitales Streulicht

Wichtig ist dies auch deshalb, weil die Satelliten-Konstellationen neben den direkten Störeffekten durch helle Lichtpunkte noch auf eine andere Weise zur Lichtverschmutzung der Nacht und astronomischer Aufnahmen beitragen könnten, wie Miroslav Kocifaj von der Comenius Universität in Bratislava und seine Kollegen kürzlich ermittelt haben. Sie haben mithilfe eines Modells kalkuliert, wie viel diffuses Streulicht schon jetzt durch die Reflexionen der knapp 3.400 aktiven Satelliten und zehntausenden größeren Weltraumschrott-Teile im Orbit entsteht.

Das Ergebnis: Allein die schon existierenden Satelliten und orbitalen Schrottteile hellen die Nacht im Schnitt um rund 16 bis 20 Mikrocandela pro Quadratmeter auf. „Diese Lichtmenge entspricht rund zehn Prozent der natürlichen Helligkeit der Nacht und liegt damit über der kritischen Schwelle, die die International Astronomical Union als akzeptable Obergrenze für die Lichtverschmutzung an astronomischen Standorten eingestuft hat“, erklären die Forscher.

Mit anderen Worten: Schon jetzt wird die Nacht selbst an dunklen Orten durch orbitales Streulicht aufgehellt. Wenn dann in Zukunft noch tausende weitere Satelliten und ihre Solarsegel dazukommen, könnte sich dies entsprechend verschlimmern.

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Mega-Konstellationen – der neue Wettlauf ins All
Weltumspannende Satellitennetze für das Internet der Zukunft

Die Lücken schließen
Was bringt ein Internet per Satellit?

Starlink – der Vorreiter
Was kann die Konstellation von SpaceX?

Die Rivalen
OneWeb, Amazon und Co

Staatliche Nachzügler
Auch China und Europa wollen mitmischen

Weltraumschrott und Kollisionen
Die Schattenseite der Mega-Konstellationen

Gefahr für die Astronomie?
Mega-Konstellationen und die Lichtverschmutzung

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