Quelle: ESO Pressrelease eso 2607, 1. Juli 2026

Seit 2019 ist die Zahl der die Erde umkreisenden Satelliten rasant gestiegen und liegt heute bei über 14 000 [1] – wobei die Starlink-Telekommunikationssatelliten von SpaceX den größten Anteil ausmachen. Auch die Zahl der geplanten Satellitenprojekte hat zugenommen, ebenso wie deren potenzielle Auswirkungen. „Bislang haben wir das noch bewältigt, aber es wird immer schlimmer“, betont Olivier Hainaut, der an der Ausarbeitung von Empfehlungen zur Minderung der Auswirkungen von Satellitenkonstellationen auf die Astronomie mitgewirkt hat. Zwar hätten Unternehmen wie SpaceX Maßnahmen ergriffen, um die Helligkeit ihrer Satelliten zu verringern, doch gingen die aktuellen Satellitenvorhaben „über die Grenze“ dessen hinaus, was die Astronomie verkraften könne, sagt er. Hainaut, seit über 30 Jahren Astronom bei der ESO, ist Autor der begutachteten Studie über die Auswirkungen von Satellitenkonstellationen, die zur Veröffentlichung in „Astronomy & Astrophysics“ angenommen wurde.

SpaceX plant, eine weitere Million Satelliten für weltraumgestützte Rechenzentren in die Umlaufbahn zu bringen, was das Erscheinungsbild des Himmels erheblich verändern würde. Die neue Studie zeigt, dass während eines Großteils jeder Nacht Hunderte von Satelliten sichtbar wären und zu bestimmten Zeiten sogar bis zu mehreren Tausend – ähnlich der Anzahl der Sterne, die unter guten Bedingungen mit bloßem Auge zu sehen sind. Andere geplante Satellitenkonstellationen wie „Cinnamon“ von E-Space und die chinesischen „CTC-1“ und „CTC-2“ würden weitere Hunderttausende Satelliten in die Umlaufbahn bringen und das Problem noch verschärfen.

Das US-Start-up „Reflect Orbital“ hat sich zum Ziel gesetzt, eine Konstellation sehr großer, spiegelartiger Satelliten ins All zu bringen, um nachts Sonnenlicht bereitzustellen – mit reflektierten Strahlen, die sich über mindestens fünf Kilometer auf der Erdoberfläche erstrecken. Das Unternehmen beabsichtigt, noch in diesem Jahr einen Prototyp-Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, und plant, die Anzahl der Satelliten bis 2035 auf 50.000 zu erhöhen. Diese Satelliten wären die hellsten, die jemals in der Umlaufbahn waren, was schädliche Folgen für den dunklen Nachthimmel auf der Erde hätte. Hainauts Berechnungen zeigen, dass die gesamte Konstellation den Nachthimmel mit Hunderten von sehr hell sichtbaren Satelliten füllen würde. Von innerhalb eines reflektierten Lichtstrahls aus betrachtet, würde der Satellit, der das Sonnenlicht liefert, viermal heller erscheinen als der Vollmond. Selbst wenn kein Satellit seinen Lichtstrahl direkt auf einen Beobachter richtet, wäre jeder einzelne so hell wie der Planet Venus, der „Morgenstern“. Von einer lichtverschmutzten Stadt wie München aus wären diese Hunderte von Satelliten die einzigen „Sterne“, die am Nachthimmel zu sehen wären.

Diese Vorschläge würden in Kombination mit anderen in der Studie berücksichtigten Plänen den Nachthimmel dramatisch aufhellen und die Fähigkeit der Menschheit beeinträchtigen, schwache kosmische Objekte zu beobachten, darunter weit entfernte Galaxien, einige erdähnliche Planeten um andere Sterne und sogar Asteroiden, die potenziell eine Gefahr für die Erde darstellen.

Helle Spuren und hellere Himmel

Hainaut erklärt: „Von der Sonne beleuchtete Satelliten sind viel heller als ferne Galaxien. Wenn ein Satellit unser Beobachtungsfeld durchquert, hinterlässt er einen hellen Streifen auf unserem Bild und überdeckt damit alles, was sich dahinter befindet.“

Um die Auswirkungen dieses und anderer Effekte von Satellitenkonstellationen auf astronomische Beobachtungen zu berechnen, simulierte Hainaut die Positionen, Bewegungen und Helligkeiten aller bestehenden und geplanten Satellitenkonstellationen.

Für die Mega-Satellitenkonstellation von SpaceX stellte er fest, dass auf jedem Bild, das zwei Stunden nach Einbruch der Nacht mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO am Paranal-Observatorium in Chile aufgenommen wird, Dutzende von Spuren zu sehen wären, was zu Sichtfeldverlusten von bis zu 28 % führen würde [2]. Dies setzt voraus, dass die Satelliten so schwach leuchten, dass sie unter guten Bedingungen mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Sind sie nur geringfügig heller, wären einige Instrumente noch stärker beeinträchtigt: So könnten beispielsweise bei einer Kamera wie der des Vera-C.-Rubin-Observatoriums der US-amerikanischen National Science Foundation die meisten Bilder jede Nacht für mehrere Stunden unbrauchbar werden [3].

In den Simulationen von Hainaut wurde davon ausgegangen, dass kein Satellit von Reflect Orbital seinen Strahl direkt auf ein Observatorium oder in dessen Nähe richten würde. Dennoch könnte die Lichtspur eines einzigen Spiegelsatelliten eine Beobachtung mit einer Kamera wie der des Rubin-Observatoriums beeinträchtigen. Wenn sich die gesamte Flotte der Reflect-Orbital-Satelliten in der Umlaufbahn befindet, wäre jedes Bild einer solchen Kamera verloren, sobald die Satelliten von der Sonne beleuchtet werden.

Es sind jedoch nicht nur die sich kreuzenden Bahnen der Satelliten, die unsere Beobachtungsmöglichkeiten einschränken: Ihr Licht kann den gesamten Himmel verschmutzen. Satelliten, die zu schwach sind, um direkt gesehen zu werden, erzeugen einen Schleier aus „diffusem“ Licht, während das Licht hellerer Satelliten beim Durchqueren der Atmosphäre in alle Richtungen „gestreut“ wird. Beide Effekte erhöhen die Gesamthelligkeit des Nachthimmels. Diese Studie ist die erste, die die Auswirkungen von Satellitenkonstellationen auf die Helligkeit des Nachthimmels untersucht und damit das volle Ausmaß der Lichtverschmutzung durch Satelliten aufzeigt.

Sehr helle Konstellationen wie „Reflect Orbital“ hätten einen besonders starken Einfluss auf die Helligkeit des Nachthimmels. Bei einer vollständigen Konstellation von 50.000 „Reflect Orbital“-Satelliten wäre der Himmel insgesamt bis zu drei- bis viermal heller.

Begrenzung der Satellitenzahl zum Schutz des Nachthimmels

Hainaut kommt zu dem Schluss, dass die geplanten 1,7 Millionen neuen Satelliten drastische Folgen für die bodengestützte Astronomie hätten. Diese Auswirkungen lassen sich nur vermeiden, indem die Gesamtzahl der bestehenden und künftigen Satelliten auf 100.000 begrenzt wird – Satelliten, die so schwach leuchten, dass sie von einem dunklen Standort aus mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. „Das ist keine feste Zahl, bei der 99.999 gut und 100.001 schlecht wäre: Natürlich würde ich 50.000 vorziehen“, sagt Hainaut. „Aber 100.000 verursachen Verluste in etwa in der Größenordnung anderer technischer Verluste, wie zum Beispiel Geräteausfälle.“ Er fügt jedoch hinzu, dass die Satelliten schwächer als die visuelle Helligkeitsklasse 7 [4] sein müssen; sollten einige von ihnen zu hell sein – also über dem Mindestschwellenwert für die Sichtbarkeit mit bloßem Auge liegen –, müsste die Gesamtzahl deutlich niedriger sein.

SpaceX und Reflect Orbital, die für die extremsten neuen Vorschläge verantwortlich sind, haben jeweils bei der US-amerikanischen Federal Communications Commission (FCC) einen Antrag auf Startgenehmigung gestellt. Diese neue Studie diente der ESO in Zusammenarbeit mit der britischen Royal Astronomical Society und der Internationalen Astronomischen Union als Grundlage für eine Stellungnahme zu diesen Vorschlägen gegenüber der FCC.

„Die FCC hat über 1.800 Stellungnahmen zu Reflect Orbital und fast 1.500 Stellungnahmen zum Antrag von SpaceX erhalten“, erklärt Betty Kioko, Referentin für institutionelle Angelegenheiten bei der ESO, die für die Koordinierung der Stellungnahme der ESO zu den Vorschlägen verantwortlich ist. „Der Ball liegt nun bei der FCC, und wir warten ab, wie sie über beide Anträge entscheiden wird. Für die optische Astronomie stellt dies eine existenzielle Bedrohung dar, und wir hoffen, dass die Regulierungsbehörden diese Ansicht teilen.“

„Die Astronomie schafft einen enormen Mehrwert für die Menschheit – unter wissenschaftlichen, technischen, wirtschaftlichen und pädagogischen Gesichtspunkten – und hilft uns, unseren Platz im Universum zu verstehen“, sagt ESO-Generaldirektor Xavier Barcons. „Die große Anzahl geplanter Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn stellt diese Fähigkeit auf die Probe und unterstreicht die Notwendigkeit, künftige Satellitenstarts zu begrenzen und dass Astronomen, Ingenieure, Satellitenbetreiber und andere Interessengruppen zusammenarbeiten müssen, um strenge Maßnahmen zur Schadensminderung zu ergreifen.“

„Der Start von Tausenden von Satelliten hat Auswirkungen: wirtschaftliche, ökologische und astronomische“, fügt Hainaut hinzu. Lichtverschmutzung durch sehr helle Satellitenkonstellationen kann die Gesundheit und das Funktionieren des Lebens auf der Erde beeinträchtigen, indem sie die biologischen Uhren und Ökosysteme stört. Große Konstellationen haben zudem direkte Auswirkungen auf die Luftqualität – sowohl durch die zahlreichen Starts, die für den Einsatz und die Wartung Tausender Satelliten erforderlich sind, als auch durch die Luftverschmutzung, die entsteht, wenn die Satelliten am Ende ihrer Lebensdauer beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verglühen. „Mein Fachgebiet ist die Astronomie, daher quantifiziere ich die Auswirkungen auf die Astronomie“, erklärt Hainaut, „ich hoffe, dass andere die übrigen Auswirkungen in ihrem jeweiligen Fachgebiet bewerten werden.“

Hainaut fasst zusammen: „Die erdnahe Umlaufbahn ist eine himmlische Küste, die für das moderne Leben von unschätzbarem Wert ist – von der globalen Vernetzung bis hin zu unserem ungehinderten Zugang zum Universum. Wir müssen jedoch die Auswirkungen von Mega-Konstellationen in den Griff bekommen – von der Lichtverschmutzung, die die Astronomie beeinträchtigt, bis hin zu den atmosphärischen Auswirkungen des Wiedereintritts von Satelliten –, um sicherzustellen, dass diese Ressource für künftige Generationen unberührt und zugänglich bleibt.“

Notes

[1] Die Zahl der derzeit im Orbit befindlichen Satelliten steigt auf 32.000, wenn man ausgediente Satelliten und Weltraummüll mit einbezieht.

[2] Das für die Simulation herangezogene Instrument ist FORS2, das Arbeitspferd des VLT, das repräsentativ für herkömmliche Kameras an großen Teleskopen ist.

[3] Bei Kameras wie der des Rubin-Observatoriums, die über eine hochdichte, komplexe Elektronik verfügen, verursacht eine Satellitenspur, die hell genug ist, um den Detektor zu übersteuern, nicht nur einen breiten Streifen auf einem astronomischen Bild, sondern auch eine Reihe von Geisterspuren, die die Verluste vervielfachen und potenziell ein gesamtes Bild verfälschen können.

[4] Ein Satellit unterhalb der visuellen Magnitude 7 stellt sicher, dass er den Detektor von Kameras wie der des Rubin-Observatoriums nicht übersteuert. Das bedeutet zufällig auch, dass die Satelliten zu schwach wären, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, selbst unter makellos dunklem Himmel.

Weitere Informationen

Diese Forschungsergebnisse wurden in einem Artikel von Olivier Hainaut (Europäische Südsternwarte, Deutschland) vorgestellt, der in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ erscheinen wird.

Die Europäische Südsternwarte (ESO) ermöglicht es Wissenschaftlern weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Wohle aller zu erforschen. Wir planen, bauen und betreiben erstklassige Observatorien auf der Erde – die Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu ergründen und die Faszination der Astronomie zu verbreiten – und fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Österreich, Belgien, Tschechien, Dänemark, Frankreich, Finnland, Deutschland, Irland, Italien, den Niederlanden, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich) sowie vom Gastland Chile und von Australien als strategischem Partner unterstützt. Der Hauptsitz der ESO sowie ihr Besucherzentrum und Planetarium, die „ESO Supernova“, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während unsere Teleskope in der chilenischen Atacama-Wüste stehen, einem wunderbaren Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Beobachtung des Himmels. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und dessen Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO den südlichen Teil des Cherenkov Telescope Array Observatory beherbergen und betreiben, das weltweit größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium. Gemeinsam mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf dem Chajnantor das ALMA, eine Anlage, die den Himmel im Millimeter- und Submillimeterbereich beobachtet. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago de Chile aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und pflegen den Austausch mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft.

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• Beeinträchtigung von astronomischen Teleskopen durch Megakonstellationen

Der Beitrag „Jenseits der Grenze“: Eine Million Satelliten und Spiegel im Weltraum stellen eine ernsthafte Bedrohung für den Nachthimmel dar erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Kirsten Müller und Ingo Muntenaar.

Das Large Synoptic Survey Telescope ist ein seit 2011 im Bau befindliches Spiegelteleskop, das auf dem 2682 Meter hohen El-Peñón-Gipfel des Cerro Pachón im nördlichen Chile errichtet wird. Mit einem Bildwinkel mit einem Durchmesser von 3,5° wird es in der Lage sein, den Himmel komplett in drei Nächten zu fotografieren. Erstmals wird 2023 Licht durch den Strahlengang des Teleskops fallen und das LSST wird Mitte 2024 seine volle Operationsbereitschaft erreichen..

Betrieben wird das LSST von der LSST Corporation, einer US-amerikanischen Non-Profit-Organisation mit Sitz in Tucson, Arizona. Die Gelder zum Bau und Betrieb werden von verschiedenen US-amerikanischen Institutionen und Universitäten bereitgestellt. Zu Ehren der 2016 verstorbenen US-amerikanischen Astronomin Vera Rubin wurde das LSST in NSF Vera C. Rubin Observatory umbenannt. Dabei steht das Kürzel NSF für einen der Geldgeber, und zwar die National Science Foundation.

Das LSST besteht aus drei Spiegeln mit einem Primärspiegel von 8,4 m Durchmesser. Sekundär- und Tertiärspiegel mit jeweils Spiegeldurchmessern von 5,0 m respektive 3,4 m sind in das Teleskop integriert. Aufgenommen wird der Sichtbereich in unterschiedlichen Spektren mit einer Digitalkamera mit 3,2-Milliarden Pixel, in die je nach Spektralbereich verschiedene Farbfilter eingesetzt werden. Diese Digitalkamera mit einem Gewicht von ungefähr 2,8 t wird automatisch den Himmel aufnehmen und dabei eine Datenmenge von bis zu 30 Terabyte pro Nacht verarbeiten. Jährlich fallen so Datenmengen von 6000 Terabyte an. Aufnahmen von Lichtobjekten bis zu 24 mag sind möglich. Nach einer geplanten Betriebszeit von 10 Jahren fallen so 60 Petabyte an Daten an. Dabei werden bei 30 Billionen Observationen 40 Milliarden Himmelsobjekte kartographiert. Diese Datenmenge kann nur vollautomatisiert aufgenommen, verarbeitet und analysiert werden. Dabei wird die erwartete Bewegung jedes einzelnen Lichtobjekts vorausbestimmt und mit späteren Aufnahmen verglichen.

Mit der Durchmusterung des Himmels mit dem LSST will man die größte Erhebung von bekannten Objekten im Sonnensystem in der Geschichte erreichen.

Bisher sind ungefähr 25,500 erdnahe kosmische Kleinkörper (NEO – Near-Earth Objects) bekannt. Diese Zahl will man durch das LSST auf 100.000 erhöhen. Bei den bisherigen bekannten Objekten im Asteroidengürtel (MBA – Main Belt Asteroid) liegt die Anzahl bei ca. 1.000.000. In der Gruppe der Jupiter-Trojaner sind bisher ungefähr 10.000 bekannt. Geschätzt wird, das sich diese Zahl auf 280.000 erhöht. Die Gruppe der Transneptunischen Objekte (TNO – Trans Neptunian Objects) wird sich von ungefähr 4.000 auf 40.000 erhöhen. Bei den Kometen wird sich die Zahl von 4.000 bekannten Objekten auf 10.000 Objekte mehr als verdoppeln. Bisher haben Wissenschaftler zwei interstellare Objekte auf ihrem Weg durch unser Sonnensystem entdeckt. Mit dem LSST erhofft man sich die Anzahl auf über 10 zu erhöhen.

Mit dieser automatisierten Kartographierung werden natürlich auch die Bahnparameter errechnet werden können. So wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, der Erde gefährliche Objekte frühzeitig zu entdecken und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Überdies ist geplant, mit Google eine sich ständig aktualisierende Sternkarte jedermann zugänglich zu machen.

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• Asteroid Day

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