Wie kann das von den Starlink-Satelliten von SpaceX reflektierte Sonnenlicht den Bodenbetrieb beeinträchtigen? Dies ist, was ein Studie vor kurzem veröffentlicht in arXiv Der Preprint-Server möchte dieses Problem ansprechen, während zwei Forscher untersuchen, wie Starlink-Satelliten für Beobachter auf der Erde heller erscheinen (was die Forscher auch als „Flaring“ bezeichnen), wenn die Sonne in einem bestimmten Winkel steht. Außerdem diskutieren sie vergangene Vorfälle, in denen es darum geht, wie diese Helligkeit den Flugbetrieb auf der Erde beeinflusst hat.
Diese Studie könnte den Herstellern von Raumfahrzeugen dabei helfen, spezielle Methoden zur Verhinderung erhöhter Helligkeitswerte zu entwerfen und zu entwickeln. Dies würde die Verwirrung der Beobachter auf der Erde hinsichtlich der Quelle der Helligkeit und der betreffenden Objekte verringern.
Hier bespricht Universe Today diese Forschung mit Anthony Mallama von der IAU – Center for the Protection of Dark and Quiet Skies from Satellite Constellation Interference hinsichtlich der Motivation hinter der Studie, signifikanter Ergebnisse, möglicher Folgestudien, der Bedeutung der Untersuchung der Helligkeit des Starlink-Satelliten und der Auswirkungen auf die Verwaltung zukünftiger Satellitenkonstellationen.
Was also war die Motivation hinter dieser Studie?
„Ich untersuche die Helligkeit von Starlink-Satelliten unter allen Umständen“, sagt Mallama gegenüber Universe Today. „Das schließt ihre Betriebsphase in 550 km ein. [342 mi] Höhe, wenn sie aus der ursprünglichen Umlaufbahn um 300 km steigen [186 mi] auf Einsatzhöhe, gewöhnliche Flares, die häufig auftreten, aber kleine Amplituden haben, und diese extremen Flares.“
Für die Studie führten die Forscher eine geometrische Analyse der Helligkeit von Starlink-Satelliten anhand der Position und des Winkels der Sonne am Himmel durch. Dies geschah, obwohl SpaceX Schritte unternahm, um die Reflektivität von Starlink-Satelliten zu verringern, was die Reflektivität nur verringert, wenn sich die Satelliten direkt über ihnen befinden. Die Studie erörterte auch, wie sich die Reflektivität von Starlink-Satelliten auf den Flugbetrieb ausgewirkt hat, insbesondere auf Piloten kommerzieller Fluggesellschaften.
Was waren die wichtigsten Ergebnisse dieser Studie?
Mallama sagt gegenüber Universe Today: „Diese Studie hat gezeigt, dass Starlinks unter bestimmten Bedingungen außerordentlich hell sein können. In einem Fall wurden sie von Piloten zweier Verkehrsflugzeuge als Unidentified Aerial Phenomenon (UAP) gemeldet.“
Bezüglich möglicher Folgestudien sagt Mallama gegenüber Universe Today: „Ich charakterisiere die Helligkeit anderer Satellitenkonstellationen, darunter Amazons Kuiper, AST SpaceMobiles BlueWalker/BlueBirds und Planets Pelikane.“
In der Studie wird erwähnt, dass sich die UAP-Vorfälle im Jahr 2022 ereigneten und kürzlich in Buettner et al. (2024) diskutiert wurden. Dabei meldeten die Piloten Helligkeitsgrößen (auch Sterngröße oder scheinbare Helligkeit genannt) von -4 bis -5. Zum Vergleich: Eine Sterngröße von -5 entspricht der Helligkeit des Planeten Venus, die bekanntermaßen das ganze Jahr über regelmäßig vor Sonnenaufgang oder nach Sonnenuntergang beobachtet wird. Die Skala der scheinbaren Helligkeit reicht von -30 bis 30, wobei höhere Zahlen einer abnehmenden Helligkeit entsprechen.
Buettner et al (2024) wurde kürzlich auf der 4. IAA-Konferenz zur Weltraumsituationserkennung vorgestellt (ICSSA). In diesem Dokument wird erläutert, wie sich der Vorfall am 10. August 2022 ereignete und von fünf Piloten an Bord zweier verschiedener kommerzieller Fluglinien über dem Pazifik beobachtet wurde. Daraus entstanden zwei mit den Mobiltelefonen der Piloten aufgenommene Fotos.
Nach der Analyse einer Reihe von Simulationen und zusätzlichen Daten stellten die Forscher fest, dass es sich bei diesen UAPs um Starlink-Satelliten handelte, die früher an diesem Tag gestartet wurden und als Starlink-Gruppe 4-26 bezeichnet wurden. Welche Bedeutung hat es angesichts dieses Vorfalls, die Helligkeit/Flaring von Starlink zu untersuchen?
Mallama sagt gegenüber Universe Today: „Die Bedeutung der Untersuchung der Starlink-Helligkeit liegt darin, dass die Satelliten die astronomische Forschung beeinträchtigen, wenn sie heller als die 7. Magnitude sind. Darüber hinaus werden gelegentliche Himmelsbeobachter wie Amateurastronomen und Naturforscher von den Sternen abgelenkt, die heller als die 6. Magnitude sind, weil sie mit bloßem Auge sichtbar sind.“
Diese Studie erfolgt vor dem Hintergrund, dass die Starlink-Konstellation von SpaceX weiterhin regelmäßig wächst. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels hat die Zahl der aktuellen Starlink-Satelliten im Orbit mehr als 5.600 erreicht, wobei SpaceX bereits fast 6.000 davon gestartet hat.
Wie sowohl die Studie als auch Mallama anmerken, verursacht die Sonnenlichtreflexion von Starlink-Satelliten Probleme sowohl bei Flugoperationen auf der Erde als auch bei astronomischen Beobachtungen. Mallama führt außerdem für Amazon, AST SpaceMobile und Planet Labs Forschungen zur Helligkeit von Satellitenkonstellationen durch. Angesichts der Tatsache, dass die Zahl der Satelliten im Orbit aufgrund von Konstellationen rapide zunimmt, stellt sich die Frage, welche Auswirkungen diese Studie auf die Verwaltung von Satellitenkonstellationen in der Zukunft haben könnte.
Mallama sagt gegenüber Universe Today: „Eine Methode, die Helligkeit von Satelliten zu reduzieren, besteht darin, das Sonnenlicht in den Weltraum zu reflektieren, anstatt es diffus in Richtung der Beobachter auf der Erde streuen zu lassen. Das funktioniert die meiste Zeit sehr gut. Es gibt jedoch bestimmte Geometrien zwischen Sonne, Satellit und Beobachter, bei denen dies nicht funktioniert und die Beobachter eine spiegelähnliche Reflexion der Sonne sehen.“
Mallam veröffentlichte eine Artikel 2023 Sky & Telescope diskutiert, warum die zweite Generation der Starlink-Satelliten von SpaceX schwächer leuchtet als ihre Vorgänger.
Mallama dankt seinem Co-Autor Richard Cole für seine „entscheidende Rolle“ bei dieser Studie und weist darauf hin, dass Cole „die extremen Ausbrüche auf der Grundlage seines numerischen Modells der Helligkeit des Starlink-Satelliten vorhergesagt hat“.
Wie wird die Sonnenlichtreflexion von Starlink-Satelliten den Bodenbetrieb in den kommenden Jahren und Jahrzehnten beeinflussen und welche Schritte können unternommen werden, um diese Aktivität einzudämmen? Nur die Zeit wird es zeigen.
Mehr Informationen:
Anthony Mallama et al, Extreme Flaring von Starlink-Satelliten, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.13091