Die neuen Starlink-Satelliten von SpaceX erzeugen 32-mal mehr Funkrauschen als ihre Vorgänger, was bei Astronomen Bedenken hinsichtlich einer Beeinträchtigung radioastronomischer Beobachtungen hervorruft.
Die Radioastronomie nutzt hochempfindliche Antennen, um schwache Radiosignale zu erkennen, die von Sternen, Schwarzen Löchern und anderen Objekten im Universum ausgesendet werden. Forscher am Low Frequency Array (LOFAR) in den Niederlanden, einem der empfindlichsten Radioobservatorien der Welt, haben nun herausgefunden, dass die wachsende Megakonstellation von Internet-Satelliten von SpaceX ihre Instrumente blendet. Während einer im Juli durchgeführten Beobachtungsreihe stellten die Forscher fest, dass Starlink-Satelliten, die den Himmel über dem Array kreuzen, 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, die Satellitenradioverschmutzung beeinträchtige Messungen entfernter Exoplaneten und entstehender Schwarzer Löcher. Es könnte auch die schwache Strahlung aus der Epoche der Reionisierung verdecken, 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 ursprünglich den expandierenden Raum füllte, in Wasserstoffionen umzuwandeln. Die bei dieser Wasserstoffumwandlung freigesetzte Energie kann heute in niederfrequenten Radiowellen nachgewiesen werden. Das Signal ist so schwach, dass es nur von den empfindlichsten Radioteleskopen erkannt werden kann und auch leicht in einem unerwünschten Funkbrummen verloren gehen kann.
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„Der Nachweis dieser Urstrahlung ist eine der großen Herausforderungen in der Radioastronomie“, sagte Dempsey. „Leider könnten dies die Fälle sein, die aufgrund des Zustroms dieser Satelliten verloren gehen, wenn sie auf diesem Niveau bleiben.“
Die Forscher wissen nicht, was die neue Generation der Starlink-Satelliten – den V2-mini – so funkverrauscht macht. Das Team untersuchte zuvor unerwünschte Radioemissionen der ersten Generation von Starlink-Satelliten und war überrascht über den übermäßigen Lärm der neueren Raumsonden.
„Bei der ersten Satellitengeneration war (die Strahlung) sehr sporadisch. Das war kein so großes Problem“, sagte Dempsey. „Wir waren sehr überrascht, dass diese nächste Generation teilweise tausendmal über den Grenzwerten liegt, die diese Frequenzen rund um die Antennen schützen.“
Die LOFAR-Funkantennen sind von Funkruhezonen umgeben, die den Einsatz von Geräten einschränken, die niederfrequente Funkwellen zwischen 10 und 240 MHz aussenden. Der Lärm von oben unterliegt derzeit jedoch keiner Regulierung. Mit der wachsenden Zahl von Starlink-Satelliten wird diese Störung schnell allgegenwärtig. Die Starlink-Konstellation besteht derzeit aus mehr als 6.300 aktiven Satelliten, aber SpaceX plant, irgendwann über 40.000 dieser Raumschiffe zu starten. Andere Betriebe, darunter Amazons Projekt Kuiper und die chinesischen Sternbilder Qianfan und Guowang, planen in den kommenden Jahren ebenfalls den Einsatz Tausender Satelliten.
„Jedes Mal, wenn diese Satelliten gestartet werden, bleiben sie fünf Jahre dort oben“, sagte Dempsey. „Sie (SpaceX) starten 40 Satelliten pro Woche. Daher ist es so wichtig, dass wir sofort zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass wir davon überzeugt sind, dass diese Satelliten so schnell wie möglich still sein werden.“
Die Störung wird auch das Square Kilometre Array Observatory (SKAO) betreffen, das größte und empfindlichste Radioteleskop der Welt, das derzeit an Standorten in Australien und Südafrika gebaut wird. Der australische Teil des SKAO, der sich wie LOFAR auf niederfrequente Radiowellen konzentriert, würde besonders unter der Starlink-Radioverschmutzung leiden, sagten Astronomen. SKA-Low, das sich über 19.100 Quadratmeilen (49.500 Quadratkilometer) Land im abgelegenen Westaustralien erstreckt, wird eine achtmal höhere Empfindlichkeit als LOFAR haben. Das bedeutet, dass es das antike Universum achtmal besser erforschen kann, aber auch achtmal anfälliger für unerwünschtes Funkrauschen ist. Das 2,2-Milliarden-Dollar-Projekt wird voraussichtlich Ende dieses Jahrzehnts online gehen.
Laut Gunters Space Page begann SpaceX im Februar 2023 mit dem Start der V2-Mini-Satelliten der zweiten Generation. Die neuen Satelliten sind im Vergleich zur Vorgängergeneration doppelt so groß und verfügen über leistungsstärkere Elektronik und Antennen für eine bessere Konnektivität.
„Die Menschheit nähert sich eindeutig einem Wendepunkt, an dem wir Maßnahmen ergreifen müssen, um unseren Himmel als Fenster zur Erkundung des Universums von der Erde aus zu bewahren“, sagte Federico Di Vruno, Spektrummanager bei SKAO, in einer Erklärung. „Satellitenunternehmen sind nicht daran interessiert, diese unbeabsichtigte Strahlung zu produzieren, daher sollte ihre Minimierung auch eine Priorität ihrer nachhaltigen Weltraumpolitik sein. Starlink ist nicht der einzige große Player, aber sie haben die Chance, hier Maßstäbe zu setzen.“
Die neue Studie wurde am Mittwoch (18. September) in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
