(SpaceX) Stellen Sie sich den Weltraum um die Erde vor, der mit Zehntausenden von Kommunikationssatelliten gefüllt ist. Dieses Szenario nimmt langsam Gestalt an und bereitet den Astronomen Sorgen.
Jetzt hat eine Gruppe von Astronomen eine Arbeit geschrieben Darin schildern sie ihre Bedenken im Detail und erläutern, wie all diese Satelliten schwerwiegende negative Auswirkungen auf die bodengestützte Astronomie haben könnten.
SpaceX und andere Unternehmen richten ihren scharfen kapitalistischen Blick auf den Weltraum rund um die Erde. SpaceX und OneWeb sind bisher die einzigen Unternehmen, die Teile davon auf den Markt gebracht haben Satellitenkonstellationen .
Aber eine Reihe anderer Unternehmen haben Pläne, dasselbe zu tun, und irgendwann wird die Zahl dieser Satelliten in die Zehntausende gehen.
Die Astronomiegemeinschaft hat einige Bedenken hinsichtlich dieser Satellitenkonstellationen geäußert. Der Königliche Astronomische Gesellschaft und das Amerikanische Astronomische Gesellschaft Beide haben Erklärungen veröffentlicht, in denen sie ihre Besorgnis und ihren Wunsch zum Ausdruck bringen, mit Unternehmen im Satellitenkonstellationsgeschäft zusammenzuarbeiten.
Diese Aussagen sind höflich, zurückhaltend in der Kritik und im Geiste der Zusammenarbeit verfasst.
Aber dieses neue Papier legt alle Bedenken der astronomischen Gemeinschaft dar, untermauert sie mit Daten und vertritt ihren Standpunkt noch eindringlicher.
Die ersten 240 Starlink-Satelliten in Celestrak. (Gallozzi et al., 2020/Celestrak.)
„Seit Jahrhunderten haben bodengestützte astronomische Beobachtungen zu außergewöhnlichen Fortschritten in unserem wissenschaftlichen Verständnis der Naturgesetze geführt.“
Eine Satellitenkonstellation ist eine Gruppe künstlicher Satelliten, die zusammenarbeiten, um eine globale oder nahezu globale Kommunikationsabdeckung bereitzustellen. Sie haben das Potenzial, schnelles Internet nahezu überall verfügbar zu machen. Das hat natürlich viele Vorteile.
Aber es gibt auch Kritikpunkte, und drei Astronomen des italienischen INAF – Osservatorio Astronomico di Roma – haben diese Kritikpunkte ausführlich dargelegt. Die drei sind Stefano Gallozzi, Marco Scardia und Michele Maris.
Ihr Artikel trägt den Titel „ Bedenken hinsichtlich bodengestützter astronomischer Beobachtungen: Ein Schritt zum Schutz des astronomischen Sk Und '.
Wenn man alle Satelliten zusammenzählt, die Unternehmen im Rahmen ihrer Konstellationen starten wollen, kommt man auf etwa 50.000 Satelliten. Die Frage ist, welche Auswirkungen diese Satelliten auf die bodengestützte Astronomie haben werden.
Die Autoren des Berichts behaupten, dass alle diese Satelliten die astronomische Beobachtung unweigerlich beeinträchtigen würden.
Ein Hinweis für die Leser: Englisch ist nicht die Muttersprache der Autoren des Artikels, daher enthalten einige der Zitate kleine Inkonsistenzen, aber die Bedeutung ist klar.
„Je nach Höhe und Oberflächenreflexion ist ihr Beitrag zur Himmelshelligkeit für professionelle Bodenbeobachtungen nicht zu vernachlässigen“, heißt es in der Einleitung des Berichts.
„Angesichts der riesigen Menge von etwa 50.000 neuen künstlichen Satelliten für die Telekommunikation, deren Start in mittlerer und niedriger Erdumlaufbahn geplant ist, wird die durchschnittliche Dichte künstlicher Objekte bei >1 Satellit pro Quadrathimmelgrad liegen; Dies wird professionellen astronomischen Bildern unweigerlich schaden.“
(Gallozzi et al., 2020)
TABELLE: Es gibt nur 172 Sterne am gesamten Himmel, die die erwartete Helligkeit der Starlink-Satelliten übertreffen. Höhere LEO-Satelliten (z. B. über 1000 km Höhe) werden die ganze Nacht über sichtbar sein und etwa die 8. Stärke erreichen.
Da SpaceX bei der Bereitstellung seiner Konstellation am weitesten fortgeschritten ist, taucht ihr Name häufig in der Zeitung auf. Das Starlink-System von SpaceX hat bereits fast 250 seiner Satelliten gestartet und es ist geplant, insgesamt bis zu 42.000 Satelliten einzusetzen.
Entsprechend das Papier , werden diese Satelliten „nach Sonnenuntergang und vor Sonnenaufgang in der dritten bis siebten Stärke am Himmel leuchten.“
Die Autoren sagen, dass alle diese Satelliten unweigerlich Spuren in astronomischen Bildern hinterlassen und die Suche nach erdnahen Objekten behindern könnten. Es besteht ein gewisses Risiko, dass wir aufgrund all dieser Satelliten einen möglichen Einschlag nicht erkennen.
Dem Bericht zufolge werden jedoch nicht nur Bilder negativ betroffen sein.
„Erhebliche Bedenken bestehen auch bei anderen Wellenlängen, die für bodengestützte Untersuchungen in Frage kommen, insbesondere für die Radioastronomie, deren Detektoren bereits durch die allgegenwärtige Strahlung der Satellitenkommunikation von Raumstationen und vom Boden aus gesättigt sind.“
Bereits im Mai 2019, Elon Musk versuchte, alle astronomischen Bedenken bezüglich Starlink auszuräumen. Zu seiner eher schroffen Zurückweisung von Kritik gehörte seine Aussage: „Wir müssen ohnehin Teleskope (sic) in die Umlaufbahn bringen.“ „Die atmosphärische Dämpfung ist schrecklich.“
Musk hat ein großes Profil in der Weltraum-Community, daher könnten seine Worte einige davon überzeugt haben, dass es keine Probleme zwischen Starlink und der Astronomie gibt. Aber Musk ist ein Unternehmer, kein Wissenschaftler.
Es befinden sich bereits 4900 Satelliten im Orbit, die den Menschen in etwa 0 % der Fälle auffallen. Starlink wird von niemandem gesehen werden, wenn man nicht sehr genau hinschaut, und wird etwa 0 % Einfluss auf Fortschritte in der Astronomie haben. Wir müssen sowieso Teleskope in die Umlaufbahn bringen. Die atmosphärische Dämpfung ist schrecklich. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D
— Elon Musk (@elonmusk) 27. Mai 2019
Trotz all seiner Leistungen ist Musk kein Experte für Astronomie oder astronomische Beobachtung. Ist seine Aussage, dass Starlink „~0 Prozent Einfluss auf Fortschritte in der Astronomie haben wird“, korrekt und fundiert?
Die drei Autoren von das neue Papier Ich scheine das nicht zu glauben. Sie skizzieren die Risiken, die Satellitenkonstellationen für die Astronomie darstellen, und es geht nicht nur darum, ob sie im optischen Licht sichtbar sind.
Sie weisen darauf hin, dass solche Veränderungen in der Population von Kleinsatelliten „gefährliche Auswirkungen“ haben. Es wird eine spezielle Strategie für dringende Interventionen zur Sicherung und zum Schutz jedes vom Boden aus beobachtbaren astronomischen Bandes skizziert.“
„Ohne bodengestützte Beobachtungen wäre der Großteil der aktuellen weltraumgestützten Astronomie nutzlos oder unmöglich.“
Die Autoren beginnen am Anfang und weisen auf die enormen Erkenntnisfortschritte hin, die durch bodengestützte Beobachtungen erzielt werden. „Seit Jahrhunderten haben bodengestützte astronomische Beobachtungen zu außergewöhnlichen Fortschritten in unserem wissenschaftlichen Verständnis der Naturgesetze geführt.“ Das ist schwer zu bestreiten.
In die Papiere Im ersten Abschnitt sprechen sie darüber, wie weltraumgestützte Astronomie oder Weltraumteleskope zum Wissen beigetragen haben. Sie weisen jedoch darauf hin, dass bodengestützte und weltraumgestützte Astronomie einander brauchen und die beste Wissenschaft hervorbringen, wenn sie zusammenarbeiten.
„Ohne bodengestützte Beobachtungen wäre der Großteil der aktuellen weltraumgestützten Astronomie nutzlos oder unmöglich.“
Man kann mit Sicherheit sagen, dass die Autoren Musks oberflächlicher Behauptung nicht zustimmen: „Wir müssen ohnehin Teleskope (sic) in die Umlaufbahn bringen.“ „Die atmosphärische Dämpfung ist schrecklich.“
Vielleicht hat Musk noch nie davon gehört Adaptive Optik . Adaptive Optik ermöglicht es modernen bodengestützten Teleskopen, den Einfluss der Atmosphäre auf Beobachtungen zu überwinden. Künftige Teleskope wie das European Extremely Large Telescope und das Thirty Meter Telescope zeichnen sich durch adaptive Optik als Kern ihrer Konstruktionen aus.
Die Autoren weisen auch darauf hin, was jedem, der sehr lange darüber nachdenkt, klar sein dürfte: Im Vergleich zur bodengestützten Astronomie sind weltraumgestützte Teleskope enorm teuer. Und riskant.
Hier auf der Erde werden Fortschritte in der Teleskoptechnologie gemacht. Ihr Einsatz ist riskant, aber die Technologien wurden hier auf der Erde bereits getestet und entwickelt. Wie die Autoren des Papiers betonen, ist das Testen und Entwickeln neuer Teleskoptechnologien im Weltraum nicht möglich.
„Eine wesentliche Einschränkung weltraumgestützter Teleskope besteht darin, dass sie nach dem Start nicht gewartet, renoviert oder repariert werden können.“ Eine Ausnahme bildet das Hubble, andere Weltraumteleskope wurden nicht gewartet. Sobald sie fertig sind, sind sie fertig.
Die erste Hubble-Wartungsmission, das einzige Weltraumteleskop, das seit dem Start gewartet wurde. (NASA)
„Im Vergleich zu bodengestützten Observatorien liegt die durchschnittliche Lebensdauer weltraumgestützter Teleskope in der Größenordnung von einigen Jahrzehnten oder weniger.“ Im Gegenteil, bodengestützte Observatorien überdauern mehrere Jahrzehnte, und die zu Beginn des Weltraumzeitalters installierten Teleskope funktionieren wieder profitabel.“
Kurz gesagt: Weltraumteleskope sind technologisch veraltet, während ihre bodengestützten Gegenstücke weiterhin funktionieren.
Wir können dies mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) beobachten. Das VLT besteht aus vier Haupteinheiten, und die erste erblickte 1998 das erste Licht.
Im Laufe der Jahre wurde es mehrfach modernisiert, wobei jedes Mal seine Beobachtungsfähigkeiten verbessert wurden. Zwei seiner Instrumente, KUGEL (Erstlicht Juni 2014) und ESPRESSO (erstes Licht, September 2016) dienen der Untersuchung von Exoplaneten, was bei der Entwicklung des VLT keine Rolle spielte. Andere Instrumente wie VISIR (VLT Imager und Spektrometer für mittleres Infrarot) wurden für die Untersuchung von Exoplaneten aufgerüstet.
Weltraumteleskope sind im Vergleich zu bodengestützten Teleskopen auch kostspielig. Das James Webb-Weltraumteleskop befindet sich seit 20 Jahren in der Entwicklung und wird 10 Milliarden US-Dollar kosten. Aber die nächste Generation bodengestützter Teleskope, wie das Giant Magellan Telescope und das European Extremely Large Telescope, wird jeweils etwa 1 Milliarde US-Dollar kosten. Und sie werden das JWST wahrscheinlich um Jahrzehnte überleben.
Der eigentliche Teil der Arbeit befasst sich mit den tatsächlichen Problemen, mit denen die bodengestützte Astronomie aufgrund von Satellitenkonstellationen konfrontiert sein wird. In einigen elektromagnetischen Wellenlängen sind Weltraumteleskope viel effektiver als bodengestützte Teleskope. Im fernen Infrarot beispielsweise blockiert die Atmosphäre einen Großteil davon. Aber das erzählt nicht die ganze Geschichte.
In der Arbeit sprechen die Autoren über die Verschlechterung des Himmels. Diese Verschlechterung ist nicht nur auf die Lichtverschmutzung am Boden zurückzuführen, sondern auch darauf, dass sich künstliche Satellitenflotten kreuzen und Beobachtungen mit hellen parallelen Streifen/Spuren auf allen Breitengraden vernarben.
Allein Starlink möchte bis zu 40.000 Satelliten in die Umlaufbahn bringen. Das ist nur eines von mehreren Unternehmen, das den Start von Satellitenkonstellationen plant. Niemand weiß, wie viele es irgendwann sein werden, aber es ist fair, für die Diskussion eine Zahl von 50.000 Satelliten zu verwenden.
„Astronomen sind äußerst besorgt über die Möglichkeit, dass der von der Erde aus gesehene Himmel von Zehntausenden Satelliten bedeckt sein könnte, deren Zahl die etwa 9.000 Sterne, die mit dem bloßen menschlichen Auge sichtbar sind, bei weitem übertreffen wird“, sagen die Autoren. „Dies ist keine entfernte Bedrohung: Sie geschieht bereits.“
(NSFs National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/NSF/AURA/CTIO/DELVE)
BILD: Das ist es, worüber sich Astronomen Sorgen machen: Starlink-Satelliten, die in einem Mosaik eines astronomischen Bildes sichtbar sind.
Die drei Astronomen schlüsseln alle Zahlen für die wachsende Satellitenflotte der Erde auf. Unter Berücksichtigung von Betrachtungswinkeln, Höhe und Helligkeit kommen sie zu folgendem Schluss:
„Bei 50.000 Satelliten wird die ‚Normalität‘ also ein Himmel voller künstlicher Objekte sein: In jedem Quadratgrad des Himmels wird ein Satellit die ganze Nacht über herumkriechen und für astronomische Kameras und nicht nur für professionelle Instrumente zugänglich und sichtbar sein.“
Laut den Autoren wird all diese Lichtverschmutzung die astronomische Beobachtung ernsthaft beeinträchtigen. Sie geben zu, dass SpaceX mit einem „dunklen“ Satelliten experimentiert, der zur Reduzierung des Reflexionsvermögens schwarz lackiert ist.
Sie weisen jedoch darauf hin, dass 75 Prozent der Satellitenoberfläche aus Solarpaneelen besteht, die offensichtlich nicht angestrichen werden können. Sie weisen auch auf Probleme beim Schwarzlackieren eines Satelliten hin:
„Wenn der Satellitenkörper daran gehindert wird, das Sonnenlicht zu reflektieren, absorbiert er die wärmende Strahlung zu stark und kann ausfallen, was wahrscheinlich das Risikomanagement für die gesamte Flotte erhöht und die Lösung mit der dunklen Beschichtung unwirksam oder sogar kontraproduktiv macht.“
Scheinbare Helligkeit von Satelliten während einer Beobachtungsnacht in Abhängigkeit von der Höhe. ( Gallozzi et al., 2020)
Dann gibt es noch das ganze Problem der Funkbandinterferenzen.
„Selbst mit den besten Beschichtungs- und Abschwächungsverfahren zur Verringerung der Auswirkungen auf visuelle astronomische Beobachtungen wird oft übersehen oder vergessen, dass Telekommunikationskonstellationen in den Radiowellenlängenbändern leuchten, die vom Boden aus beobachtet werden können.“
Es gibt seit Beginn des Weltraumzeitalters jahrzehntealte Vereinbarungen, die bestimmte Funkfrequenzen für bestimmte Zwecke reservieren. Die Frequenzen bestimmter Atome und Moleküle im Weltraum sind der Radioastronomie vorbehalten. Dazu gehören Kohlenmonoxid und seine Isotope sowie H2O.
Radioastronomen müssen bereits mit Störungen aller Art kämpfen. Nach Ansicht der Autoren wird dies noch viel schlimmer werden.
„Was nicht allgemein anerkannt ist, ist, dass die Entwicklung der Telekommunikationsnetze der neuesten Generation (sowohl aus dem Weltraum als auch von der Erde) bereits tiefgreifende Auswirkungen auf radioastronomische Beobachtungen (auf allen Unterbändern) hat: Bei LEO-Satellitenflotten ist das ganz sicher.“ dass die Situation unerträglich werden könnte.'
Dann ist da noch die Frage der Legalität und welche Stellen den Einsatz von Satellitenkonstellationen genehmigen können.
Die Autoren weisen auf die Erklärung der UNESCO (Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur) aus dem Jahr 1994 hin.
In dieser Aussage heißt es:
„Menschen künftiger Generationen haben das Recht auf eine unbelastete und unbeschädigte Erde, einschließlich eines reinen Himmels; Sie haben Anspruch darauf, es als Grundlage der menschlichen Kulturgeschichte und sozialer Bindungen zu genießen, die jede Generation und jedes Individuum zu einem Mitglied einer einzigen Menschheitsfamilie machen.
Die Zahl der Objekte rund um die Erde wächst rasant. (Gallozzi et al., 2020)
In derselben Erklärung der UNESCO heißt es auch: „Hier ist das Welterbe Eigentum der gesamten Menschheit, und obwohl es möglicherweise Schutzgesetze gibt, ist die Durchsetzung dieser Gesetze eine andere Sache, da nur Staaten andere Staaten im Rahmen dieser Art von internationalen Verträgen verklagen können.“ „Ein Staat ist für die Aktivitäten verantwortlich, die in seinem Hoheitsgebiet stattfinden – unabhängig davon, ob sie genehmigt oder nicht genehmigt sind.“
Die drei Astronomen weisen darauf hin, dass sie möglicherweise auch Starlink stoppen können, da die FCC und andere Gremien in den Vereinigten Staaten Starlink genehmigt haben. Möglicherweise sind sie sogar nach internationalem Recht dazu verpflichtet.
Sie erwähnen auch den Weltraumvertrag und sagen: „Und der rechtliche Prozess sieht vor, dass die Landesregierung, dieses Mal die Regierung der USA, rechtlich für alle Objekte verantwortlich ist, die von den Grenzen der USA aus in den Weltraum geschickt werden.“ Das bedeutet, dass es die Regierung der USA ist, die für den Schaden verantwortlich ist, den ihr Unternehmen Starlink verursacht, indem sie Objekte in die Umlaufbahn schickt, die Schaden anrichten.“
Der Beitrag schließt mit einem Hinweis auf mögliche rechtliche Schritte, die die internationale Gemeinschaft ergreifen könnte, um Satellitenkonstellationen zu stoppen.
Sie könnten die FCC verklagen, weil sie in ihrer Genehmigung die Lichtverschmutzung nicht berücksichtigt haben, was gegen das National Environmental Policy Act verstößt. Dieses Gesetz verpflichtet jede Bundesbehörde, die Umweltauswirkungen der von ihnen genehmigten Projekte zu berücksichtigen. Die Autoren behaupten, dass die FCC die Lichtverschmutzung durch Starlink nicht angemessen berücksichtigt habe.
Die internationale Astronomiegemeinschaft könnte „vor Gericht wegen mangelnder Zuständigkeit und Rechtsprechung der US-amerikanischen FCC klagen, private, nicht geostationäre Satelliten gegenüber anderen Staaten und Nationen zu genehmigen“. Dies stellt das Recht der FCC in Frage, überhaupt Satellitenkonstellationen zu genehmigen, die über andere Länder fliegen.
Dann gibt es noch den Internationalen Gerichtshof (IGH). Die drei Autoren sagen, die internationale Gemeinschaft könnte die US-Regierung vor dem Internationalen Gerichtshof verklagen, „… um weitere Starlink-Starts auf Eis zu legen und den Verlust öffentlicher Finanzen durch schädliche nationale und internationale astronomische Projekte zu beziffern.“
Die internationale Astronomie-Gemeinschaft hat im Januar 2020 eine Petition gestartet. Die Gemeinschaft möchte, dass Starlink und andere blockiert werden, sie möchte, dass rechtliche Schutzmaßnahmen für astronomische Beobachtungen eingeführt werden, und sie möchte die Anzahl der Satellitenkonstellationen auf ein Minimum begrenzen.
„Alle diese Anfragen entspringen der tief empfundenen Besorgnis von Wissenschaftlern angesichts der Gefahr, dass ihnen der Zugang zum gesamten Wissen über den Kosmos verwehrt wird und ein immaterieller Vermögenswert von unschätzbarem Wert für die Menschheit verloren geht“, sagen die Autoren.
Der Weltraum wird mit der Zeit immer mehr zu einem rechtlichen Sumpf. Welche Arten von Aktivitäten genau erlaubt sein werden, ist unklar. Vor Jahrzehnten, kurz vor Beginn des Weltraumzeitalters, wurden Gesetze und Vereinbarungen erlassen, um die Dinge unter Kontrolle zu halten.
Aber so etwas wie Satellitenkonstellationen hat niemand vorhergesehen, und die rechtlichen Rahmenbedingungen für den Weltraum werden wahrscheinlich stark unter Druck geraten.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .