Beobachtungen mit dem Radioteleskop LOFAR (Low Frequency Array) im letzten Jahr zeigten, dass Starlink-Satelliten der ersten Generation unbeabsichtigte Radiowellen aussenden, die astronomische Beobachtungen behindern können.
Neue Beobachtungen mit dem LOFAR-Radioteleskop, dem größten Radioteleskop der Erde für Beobachtungen bei niedrigen Frequenzen, haben gezeigt, dass die V2-mini-Starlink-Satelliten der zweiten Generation bis zu 32-mal hellere, unbeabsichtigte Radiowellen aussenden als Satelliten der vorherigen Generation. Dies könnte Radioteleskope blenden und lebenswichtige Forschungen zum Universum behindern.
Die Studie ist veröffentlicht im Journal Astronomie & Astrophysik.
In den letzten Jahren ist die Zahl der in eine niedrige Erdumlaufbahn (LEO) gestarteten Satelliten sprunghaft angestiegen, was vor allem auf die rasche Kommerzialisierung des Weltraums und Fortschritte in der Satellitentechnologie zurückzuführen ist. Seit 2019 haben Unternehmen wie SpaceX und OneWeb Hunderte bis Tausende von Satelliten gestartet, insbesondere für Kommunikationszwecke.
Plänen zufolge könnte die Zahl der in die Umlaufbahn gebrachten Satelliten bis zum Ende des Jahrzehnts 100.000 übersteigen. Die zunehmende Radiowellenemission von Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen gibt Anlass zu ernster Besorgnis über die Zukunft der astronomischen Forschung.
Diese Studie wurde mithilfe des LOFAR-Radioteleskops durchgeführt und umfasste zwei umfangreiche einstündige Beobachtungssitzungen am 19. Juli 2024. Dabei wurden Radiofrequenzen oberhalb und unterhalb des UKW-Rundfunkbands abgedeckt, das von den Radiosendern verwendet wird, die Sie mit Ihrem Haushaltsradio empfangen.
Während dieser Beobachtungen entdeckte das Team unbeabsichtigte elektromagnetische Strahlung (UEMR) von fast allen beobachteten Starlink-Satelliten, darunter sowohl Satelliten der ersten als auch der zweiten Generation.
„Mit LOFAR haben wir ein Programm zur Überwachung unbeabsichtigter Emissionen von Satelliten verschiedener Konstellationen gestartet. Unsere Beobachtungen zeigen, dass die Starlink-Satelliten der zweiten Generation stärkere Emissionen aussenden und dies über einen größeren Bereich von Radiofrequenzen tun als die Satelliten der ersten Generation“, sagt Cees Bassa von ASTRON (Niederländisches Institut für Radioastronomie), Hauptautor der Studie.
Die Analyse ergab, dass diese neueren Satelliten im Vergleich zur ersten Generation bis zu 32-mal hellere, unbeabsichtigte Radiowellen aussenden, wobei die Pegel möglicherweise die international geregelten Störgrenzwerte für absichtliche Emissionen und sogar die weniger strengen terrestrischen Normen zur elektromagnetischen Verträglichkeit überschreiten.
„Im Vergleich zu den schwächsten astrophysikalischen Quellen, die wir mit LOFAR beobachten, ist UEMR von Starlink-Satelliten 10 Millionen Mal heller. Dieser Unterschied ist vergleichbar mit den schwächsten Sternen, die mit bloßem Auge sichtbar sind, und der Helligkeit des Vollmonds. Da SpaceX jede Woche etwa 40 Starlink-Satelliten der zweiten Generation startet, wird dieses Problem immer schlimmer“, fügt Cees Bassa hinzu.
Das Video zeigt den Radiohimmel über einer LOFAR-Station bei einer Wellenlänge von 5 Metern. Das linke Diagramm zeigt die tatsächlichen Daten, wobei die hellsten Radioquellen gekennzeichnet sind (wobei Cassiopeia A der Überrest einer Supernova in unserer Galaxie ist, während Cygnus A und Virgo A Galaxien außerhalb unserer eigenen sind). Das rechte Diagramm zeigt die Daten mit abgezogenem mittleren Pixelwert, wodurch Helligkeitsschwankungen hervorgehoben werden. Bei dieser Radiowellenlänge sehen wir ein Funkeln, bei dem Quellen im Laufe der Zeit variieren, wie Sterne, die nachts funkeln. Starlink-Satelliten werden als Quellen gesehen, die sich über den Himmel bewegen und den Vorhersagen öffentlich verfügbarer Orbitalelemente (rote Zeichen) entsprechen. Bildnachweis: Astronomie & Astrophysik
Diese Forschung unterstreicht die Notwendigkeit strengerer Vorschriften bezüglich unbeabsichtigter Strahlung durch Satelliten, um die Unantastbarkeit radioastronomischer Beobachtungen zu wahren, die für das Verständnis des Universums und unseres Platzes darin von entscheidender Bedeutung sind. Die Studie ist ein Weckruf zum Handeln, um die Zukunft der Astronomie angesichts der fortschreitenden Satellitentechnologie zu sichern.
„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 erhalten. Satellitenunternehmen sind nicht daran interessiert, diese unbeabsichtigte Strahlung zu erzeugen, daher sollte ihre Minimierung auch in ihrer nachhaltigen Weltraumpolitik Priorität haben“, sagt Federico Di Vruno vom SKA-Observatorium. „Starlink ist nicht der einzige große Akteur im LEO, aber sie haben die Chance, hier den Standard zu setzen.“
Die Forscher betonen, dass die Satelliten der zweiten Generation zwar dazu entwickelt wurden, die Konnektivität zu verbessern und Kommunikationsdienste bereitzustellen, die unbeabsichtigten Funkemissionen jedoch eine wachsende Bedrohung für die Integrität astronomischer Beobachtungen darstellen. Da die Folgen solcher Störungen immer deutlicher werden, ist die Zusammenarbeit zwischen Satellitenunternehmen, Aufsichtsbehörden und der astronomischen Gemeinschaft unerlässlich, um wirksame Strategien zur Eindämmung zu entwickeln.
In den Niederlanden, einem der am dichtesten besiedelten Länder Europas, betreibt ASTRON LOFAR, das empfindlichste Niederfrequenzteleskop der Welt. Dies ist nur dank der regulatorischen Unterstützung der niederländischen lokalen, regionalen und nationalen Behörden möglich. Kommunen konsultieren ASTRON vor Entwicklungen und unterstützen das Institut bei der Beratung anderer.
Prof. Jessica Dempsey, Generaldirektorin und wissenschaftliche Leiterin von ASTRON, sagte: „Seit dem Start von LOFAR vor mehr als einem Jahrzehnt – damals wurde uns gesagt, dass wir wegen Funkstörungen bald kaum noch Beobachtungen durchführen könnten – wurden die regulatorische Unterstützung und eine produktive Zusammenarbeit mit der Industrie, die insgesamt über 1.000 individuelle Abhilfemaßnahmen umfasst, in Zusammenarbeit mit Dutzenden von Gruppen, Unternehmen, Infrastrukturen, Behörden und Einzelpersonen im ganzen Land durchgeführt.“
„Und diese Beziehung ist nicht nur einseitig. Diese cleveren Techniken zum Aufspüren schwacher Signale im Universum haben der Industrie und der Gesellschaft technologische Fortschritte beschert – von GPS bis hin zu WiFi. Wir leben nicht nur nebeneinander, wir gedeihen gemeinsam. Wir haben auch die Lösungen für diese Symbiose im Weltraum – wir brauchen nur die Aufsichtsbehörden, die uns unterstützen, und die Industrie, die uns auf halbem Weg entgegenkommt. Ohne Abhilfemaßnahmen werden die einzigen Konstellationen, die wir sehen werden, sehr bald von Menschenhand geschaffen sein.“
Weitere Informationen:
CG Bassa et al, Helle unbeabsichtigte elektromagnetische Strahlung von Starlink-Satelliten der zweiten Generation, Astronomie & Astrophysik (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451856
Zur Verfügung gestellt von Astronomy & Astrophysics