Ein astronomisches Bild, das durch die von den Satelliten der Starlink-Megakonstellation von SpaceX verursachten Spuren beeinträchtigt wird (Bildnachweis: Victoria Girgis/Lowell Observatory)
Die neuen Starlink-Satelliten von SpaceX erzeugen 32-mal mehr Radiostrahlung als ihre Vorgänger, was unter Astronomen Besorgnis erregt, dass sie die Beobachtungen der Radioastronomie stören könnten.
Die Radioastronomie nutzt hochempfindliche Antennen, um schwache Radiosignale aufzuspüren, die von Sternen, schwarzen Löchern und anderen Objekten im Universum ausgesendet werden. Forscher, die am Low Frequency Array (LOFAR) in den Niederlanden arbeiten, einem der empfindlichsten Radioobservatorien der Welt, haben nun herausgefunden, dass die wachsende Megakonstellation von Internet-Satelliten von SpaceX ihre Instrumente blendet. Bei einer Reihe von Beobachtungen, die im Juli durchgeführt wurden, stellten die Forscher fest, dass die Starlink-Satelliten, die den Himmel über dem Array durchkreuzen, bis zu 10 Millionen Mal heller erscheinen als einige der wertvollsten Ziele der Radioastronomieforschung.
Jessica Dempsey, die Direktorin des Niederländischen Instituts für Radioastronomie, das LOFAR verwaltet, sagte, dass die Funkverschmutzung durch die Satelliten die Messungen von fernen Exoplaneten und entstehenden schwarzen Löchern stört. Sie könnte auch die schwache Strahlung verdecken, die aus der Epoche der Reionisation stammt, einer der am wenigsten verstandenen Perioden in der Geschichte des Universums, fügte sie hinzu.
Diese Epoche begann etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall, als die Sterne hell genug wurden, um den atomaren Wasserstoff, der den sich ausdehnenden Raum anfangs ausfüllte, in Wasserstoffionen umzuwandeln. Die von dieser Wasserstoffumwandlung ausgestrahlte Energie kann heute als niederfrequente Radiowellen nachgewiesen werden. Das Signal ist so schwach, dass es nur von den empfindlichsten Radioteleskopen wahrgenommen werden kann und außerdem leicht in einem unerwünschten Radiobrummen untergeht.
„Das Aufspüren dieser ursprünglichen Strahlung ist eine der großen Herausforderungen in der Radioastronomie“, so Dempsey. „Leider sind dies die Fälle, die durch den Zustrom dieser Satelliten verloren gehen könnten, wenn sie auf diesem Niveau bleiben.“
Die Forscher wissen nicht, was die neue Generation der Starlink-Satelliten – die V2-mini – so funkgestört macht. Das Team hatte zuvor die unerwünschten Funkemissionen der ersten Generation von Starlink-Satelliten untersucht und war von dem übermäßigen Lärm der neueren Satelliten überrascht.
„Bei der ersten Generation von Satelliten war [die Strahlung] sehr sporadisch. Sie war nicht so sehr ein Problem“, sagte Dempsey. „Wir waren sehr überrascht, dass die nächste Generation in einigen Fällen 1.000 Mal über den Grenzwerten liegt, die diese Frequenzen um die Antennen herum schützen.“
Die LOFAR-Funkantennen sind von Funkruhezonen umgeben, die den Einsatz von Geräten, die niederfrequente Funkwellen zwischen 10 und 240 Mhz aussenden, einschränken. Der Lärm, der von oben kommt, unterliegt jedoch derzeit keinen Vorschriften. Mit der wachsenden Zahl von Starlink-Satelliten werden diese Störungen schnell allgegenwärtig. Die Starlink-Konstellation besteht derzeit aus mehr als 6.300 aktiven Satelliten, aber SpaceX plant, irgendwann über 40.000 dieser Satelliten zu starten. Auch andere Unternehmen, darunter Amazons Projekt Kuiper und die chinesischen Konstellationen Qianfan und Guowang, planen, in den kommenden Jahren Tausende von Satelliten einzusetzen.
„Jedes Mal, wenn diese Satelliten gestartet werden, sind sie fünf Jahre da oben“, sagte Dempsey. „Sie [SpaceX] starten 40 Satelliten pro Woche. Es ist also von entscheidender Bedeutung, dass wir sofort zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass diese Satelliten so schnell wie möglich zur Ruhe kommen.“
Die Störung wird sich auch auf das Square Kilometer Array Observatory (SKAO) auswirken, das größte und empfindlichste Radioteleskop der Welt, das derzeit an Standorten in Australien und Südafrika errichtet wird. Der australische Teil des SKAO, der wie LOFAR auf niederfrequente Radiowellen ausgerichtet ist, würde besonders unter der Starlink-Radioverschmutzung leiden, so die Astronomen. SKA-Low, das sich über eine Fläche von 49 500 Quadratkilometern im entlegenen Westaustralien erstreckt, wird eine achtmal höhere Empfindlichkeit als LOFAR haben. Das bedeutet, dass es das alte Universum achtmal besser erforschen kann, aber auch achtmal anfälliger für unerwünschte Radiostörungen sein wird. Das 2,2 Milliarden Dollar teure Projekt wird voraussichtlich Ende dieses Jahrzehnts in Betrieb gehen.
SpaceX hat im Februar 2023 mit dem Start der zweiten Generation von V2-Mini-Satelliten begonnen, wie Gunter’s Space Page berichtet. Die neuen Satelliten sind doppelt so groß wie die frühere Generation und verfügen über leistungsfähigere Elektronik und Antennen, um eine bessere Konnektivität zu gewährleisten.
„Die Menschheit nähert sich eindeutig einem Wendepunkt, an dem wir Maßnahmen ergreifen müssen, um unseren Himmel als Fenster zur Erforschung des Universums von der Erde aus zu bewahren“, sagte Federico Di Vruno, Spektrum-Manager bei SKAO, in einer Erklärung. „Satellitenunternehmen haben kein Interesse daran, diese unbeabsichtigte Strahlung zu erzeugen, daher sollte die Minimierung dieser Strahlung auch eine Priorität in ihrer nachhaltigen Raumfahrtpolitik sein. Starlink ist nicht der einzige große Akteur, aber sie haben die Chance, hier den Standard zu setzen.“
Die neue Studie wurde am Mittwoch (18. September) in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
