Starlink-Satelliten haben (noch) keinen Einfluss auf die Wissenschaft – Sky & Telescope

Eine neue Studie über die Auswirkungen von Starlink-Satelliten auf die Astronomie gibt der Community Anlass zur Erleichterung und Besorgnis.

Starlink von SpaceX ist ein Netzwerk von Satelliten, das entwickelt wurde, um Hochgeschwindigkeits-Internetzugang in abgelegenen Gebieten bereitzustellen. Das Unternehmen hat 1.848 funktionsfähige Satelliten befinden sich derzeit im Orbit, die meisten von ihnen etwa 500 Kilometer (310 Meilen) über dem Boden, aber er bat darum, 40.000 weitere zu fliegen. Und das ist nur Starlink – andere Unternehmen wie Kuiper von Amazon, OneWeb aus Großbritannien und Guowang aus China fordern, Zehntausende weitere Satelliten in eine immer enger werdende erdnahe Umlaufbahn zu schicken.

Diese wachsende Masse hat das Potenzial, die Astronomie ernsthaft zu beeinflussen, ganz zu schweigen vom Weltraum. Jetzt haben Astronomen, die mit der Zwicky Transient Facility arbeiten, einem Teleskop und einer Kamera, die alle zwei Tage den gesamten Himmel der nördlichen Hemisphäre scannen, Bilder untersucht, die zwischen November 2019 und September 2021 aufgenommen wurden, und nach verräterischen Aufnahmen eines Starlink-Satelliten gesucht, der das Feld von kreuzt Aussicht. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.

Tausende Wanderwege

Zuerst die schlechte (wenn auch nicht überraschende) Nachricht: Die Zahl der auf astronomischen Bildern gefundenen Satellitenspuren nimmt zu, insbesondere während der Dämmerungsstunden. „2019 waren 0,5 % der Dämmerungsbilder betroffen, jetzt sind es fast 20 %“, sagt Studienleiter Przemek Mróz (Universität Warschau, Polen). Wenn die Starlink-Konstellation wächst, wird schließlich fast jedes Dämmerungsbild einen Starlink-Kondensstreifen enthalten, prognostiziert das Team.

Die Bildgebung in der Abenddämmerung ist besonders wichtig für Untersuchungen potenziell gefährlicher Objekte, deren Umlaufbahnen die der Erde kreuzen – eine Spezialität der Zwicky Transient Facility. Asteroiden und Kometen in der Nähe oder Annäherung an die Erde befinden sich am Himmel ebenfalls in der Nähe der Sonne, daher sind Dämmerungsbilder unerlässlich, wenn wir sie finden und verfolgen wollen.

Während sich Starlink-Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn befinden und daher nur Dämmerungsbilder beeinflussen, können (und werden) andere Konstellationen in größere Höhen fliegen. OneWeb, das bereits 394 Satelliten (von geplanten 6.372) in 1.200 km Entfernung betreibt, wird Bilder beeinflussen, die später in der Nacht aufgenommen wurden, während eigentlicher Dunkelheit.

„Der Wert einer sorgfältigen Analyse von Beobachtungsdaten besteht darin, dass sie die Grundwahrheit für die Modellvorhersagen liefert, auf denen politische Bedenken basieren“, sagt Richard Green (University of Arizona), der geholfen hat, den Dialog der astronomischen Gemeinschaft mit dem Satelliten zu organisieren. Industrie. „Sie achteten besonders auf die Arten von Beobachtungen, die für die Suche nach potenziell gefährlichen Asteroiden am relevantesten sind, was eine Kongresslast für die NASA und ein besonderes Anliegen des Ausschusses der Vereinten Nationen für die friedliche Nutzung des Weltraums ist. Weltraum (COPUOS). ”

Die Wissenschaft ist (noch) nicht betroffen

Es gibt auch eine gute Nachricht: Trotz der großen und wachsenden Zahl von Satellitensequenzen betrifft es die ZTF-Wissenschaft nicht.

Im Gegensatz zu einigen anderen Observatorien sind die Spuren einzelner Satelliten tatsächlich schwach genug, um den ZTF-Detektor nicht zu sättigen. Das bedeutet, dass die automatische Pipeline, die bereits Kondensstreifen von Flugzeugen und dergleichen entfernt, einen Satelliten, der durch ein Bild fliegt, leicht maskieren kann. Selbst wenn also einige Pixel verloren gehen (ca. 0,04 % der Detektorfläche), ist das Bild als Ganzes noch brauchbar.

„Wir schätzen, dass, sobald SpaceX die gesamte Konstellation von 42.000 Satelliten eingesetzt hat, jedes in der Abenddämmerung aufgenommene ZTF-Bild mit ungefähr vier Satellitensequenzen kontaminiert wäre“, erklärt Mróz, „was bedeutet, dass ungefähr 0,2 % aller Pixel verloren gehen würden (und daher es besteht eine Wahrscheinlichkeit von 0,2 %, dass ZTF während der Dämmerung einen Transienten übersieht).

Ein wichtiger Aspekt dabei war, dass SpaceX selbst daran gearbeitet hat, die Helligkeit seiner Satelliten zu reduzieren. Ihr neues „VisorSat“-Modell, das ein Schild verwendet, um reflektiertes Sonnenlicht zu blockieren, ist im Durchschnitt 4,6-mal dunkler als das ursprüngliche Modell. Aber es ist immer noch nicht ganz das Niveau der Stärke 7, das ein Kongress von Astronomen und Industriefachleuten, bekannt als SATCON, für Satelliten in 500 km Höhe empfohlen hat.

Die Gemeinschaft hat diese Grenze gewählt, weil es die Helligkeit ist, die hochempfindliche Weitfelddetektoren, wie den, der am Vera-Rubin-Observatorium installiert wird, sättigen wird. Derzeit würden die meisten Starlink-Satelliten die Grenze von Magnitude 7 überschreiten, den Detektor überwältigen und „Geisterspuren“ erzeugen. Es gibt keine einfache Möglichkeit, Satellitenspuren zu verbergen, wie es ZTF getan hat, wenn die Spuren selbst von einem Bild widerhallen.

„Die bisherigen Bemühungen der Branche haben das Ziel nicht erreicht, die Auswirkungen auf astronomische Daten auf das erforderliche Maß zu reduzieren“, sagt Green. „Es bleibt eine Herausforderung, aktuelle gute Absichten zu kodifizieren oder weiterhin einen positiven Anreiz für die Zusammenarbeit der Industrie zur Bewältigung technischer Herausforderungen zu schaffen.“

Auswirkungen auf Himmel, Weltraum und Erde

Während sich die neue Studie auf die Auswirkungen von Satelliten auf die professionelle Astronomie konzentrierte, bleiben in anderen Bereichen Bedenken bestehen. Sternegucken ist nicht das Geringste. Auf dem aktuellen Kurs hat ein Team von Astronomen das vorhergesagt einer von 15 Die Lichter, die zukünftige Beobachter am Himmel sehen werden, werden Satelliten sein.

Hinzu kommt die Raumverkehrskontrolle: Die wachsende Zahl von Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen, insbesondere unterhalb von 600 km, verursacht eine zunehmende Zahl von Beinaheunfällen zwischen Satelliten und sogar Raumstationen. Laut Tweets von Hugh Lewis (University of Southampton, UK) scheint der Anstieg mit der Zeit linear zu sein (wobei Starlink-Pässe in der Nähe anderer Starlinks ignoriert werden). China hat sogar förmliche Beschwerde eingereicht mit den COPUOS der Vereinten Nationen, die zwei Beinaheunfälle zwischen Starlink-Satelliten und ihrer Raumstation Tianhe (die zu diesem Zeitpunkt eine Besatzung an Bord hatte) feststellte.

Ein weiteres Problem sind die Auswirkungen von Satelliten auf die Erde selbst. Satelliten, die wieder in unsere Atmosphäre eintreten, verglühen und werden als Weltraumschrott eliminiert. Dabei lagern sie Metalle in den oberen Atmosphärenschichten ab. „Masse verschwindet nicht einfach“, sagte Aaron Boley (University of British Columbia, Kanada) im Oktober auf der Konferenz der Vereinten Nationen über Dark and Quiet Skies; seine Forschung erscheint in Wissenschaftliche Berichte.

Meteore brennen auch in der Atmosphäre, aber Boley merkt an, dass Menschen bei ausreichender Weltraumaktivität zur Hauptquelle für Metalle in den oberen Schichten werden könnten, was unbeabsichtigte Folgen haben könnte.

„Das bedeutet nicht, dass wir nicht auf den Weltraum zugreifen und ihn nutzen können“, sagte er, „aber wir müssen die Auswirkungen verstehen.“

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