Ich bin draußen auf meiner ländlichen Farm in Saskatchewan und unterhalte mich mit meinen Nachbarn, die ich eingeladen habe, um den Nachthimmel durch mein Teleskop zu genießen. Nach Ausrufen und offenem Staunen über die Saturnringe und Licht, das seit mehr als 2 Millionen Jahren durch den Weltraum reist, um unsere Augen von der Andromeda-Galaxie zu erreichen, wendet sich unser Gespräch unweigerlich der Pandemie, unseren Work-from-Home-Vorkehrungen und Beschwerden über ländliches Internet. Mein Nachbar erwähnt beiläufig, dass er gerade auf Starlink für seinen Internetanbieter umgestiegen ist.
Ich blicke nach oben und bemerke einen hellen Satelliten , der sich über den Himmel bewegt, mit ziemlicher Sicherheit ein Starlink, da sie jetzt fast die Hälfte der fast 4.000 betriebsbereiten Satelliten ausmachen und extrem hell sind. Ich atme tief durch und überlege sorgfältig, wie ich die erheblichen Kosten besprechen kann, die wir alle für das Starlink-Internet bezahlen müssen.
Ich mache meinen Nachbarn keinen Vorwurf, dass sie gewechselt haben. Hier, wie in vielen ländlichen Teilen Nordamerikas, gibt es keine großartigen Internetoptionen , und da viele Menschen während der Pandemie von zu Hause aus arbeiten und Unterricht nehmen, wird alles, was das Leben einfacher macht, sofort akzeptiert.
Aber ich weiß genau, wie hoch diese Kosten sein könnten. Mein Artikel, der demnächst in „The Astronomical Journal“ erscheinen wird, enthält Vorhersagen darüber, wie der Nachthimmel aussehen wird, wenn Satellitenunternehmen ihre aktuellen Pläne umsetzen . Ich weiß auch, dass aufgrund der Geometrie des Sonnenlichts und der gewählten Umlaufbahnen 50 Grad Nord, wo ich lebe, der am stärksten betroffene Teil der Welt sein wird.
Ich weiß, dass ohne Regulierung in naher Zukunft jeder 15. Punkt , den Sie am Himmel sehen können, tatsächlich unerbittlich kriechende Satelliten sein werden, keine Sterne. Das wird verheerende Folgen für die Forschungsastronomie haben und den Nachthimmel weltweit komplett verändern.
Die Zukunft ist zu, zu hell
Um herauszufinden, wie stark der Nachthimmel durch Sonnenlicht beeinflusst wird, das von geplanten Satelliten-Megakonstellationen reflektiert wird, haben wir ein Open-Source-Computermodell entwickelt, um die Helligkeit von Satelliten vorherzusagen, wie sie von verschiedenen Orten auf der Erde zu verschiedenen Nachtzeiten aus gesehen werden verschiedene Jahreszeiten. Basierend auf dieser Simulation haben wir auch eine einfache Web-App erstellt .
Dieses Video zeigt eine Simulation der Helligkeit und Anzahl der Satelliten während einer ganzen Nacht für 50 Grad Nord zur Sommersonnenwende:
Unser Modell verwendet 65.000 Satelliten auf den Umlaufbahnen von vier Megakonstellationsunternehmen: SpaceX Starlink und Amazon Kuiper (USA), OneWeb (Großbritannien) und StarNet/GW (China). Wir haben unsere Simulation so kalibriert, dass sie mit Teleskopmessungen von Starlink-Satelliten übereinstimmt , da sie bei weitem die zahlreichsten sind.
Starlink hat seit ihrem ersten Start einige Fortschritte beim Dimmen ihrer Satelliten gemacht, aber die meisten sind immer noch mit bloßem Auge sichtbar .
Unsere Simulationen zeigen, dass überall auf der Welt zu jeder Jahreszeit Dutzende bis Hunderte von Satelliten für mindestens eine Stunde vor Sonnenaufgang und nach Sonnenuntergang sichtbar sein werden. Im Moment ist es relativ einfach, der städtischen Lichtverschmutzung für dunklen Himmel zu entkommen, während Sie campen oder Ihre Hütte besuchen, aber unsere Simulationen zeigen, dass Sie dieser neuen Satelliten-Lichtverschmutzung nirgendwo auf der Erde entkommen können, nicht einmal am Nordpol.
Die am stärksten betroffenen Orte auf der Erde werden 50 Grad nördlich und südlich sein, in der Nähe von Städten wie London, Amsterdam, Berlin, Prag, Kiew, Vancouver, Calgary und meinem eigenen Zuhause. An der Sommersonnenwende werden von diesen Breiten aus die ganze Nacht über fast 200 Satelliten mit bloßem Auge sichtbar sein.
Ich studiere die Orbitaldynamik des Kuipergürtels, eines Gürtels kleiner Körper jenseits von Neptun . Meine Forschung stützt sich auf langzeitbelichtete Weitfeld-Bildgebung, um diese kleinen Körper zu entdecken und zu verfolgen, um mehr über die Geschichte unseres Sonnensystems zu erfahren.
Die Teleskopbeobachtungen, die der Schlüssel zum Lernen unseres Universums sind , werden aufgrund der ungeregelten Entwicklung des Weltraums viel, viel schwieriger .
Astronomen entwickeln einige Minderungsstrategien , aber sie werden Zeit und Mühe erfordern, die von Megakonstellationsunternehmen bezahlt werden sollten.
Unbekannte Umweltkosten
Das Starlink-Internet mag billiger erscheinen als andere ländliche Optionen, aber das liegt daran, dass viele Kosten abgeladen werden . Ein unmittelbarer Kostenfaktor ist die Luftverschmutzung durch Hunderte von Raketenstarts, die für den Bau und die Wartung dieses Systems erforderlich sind.
Bei jedem Satelliteneinsatz werden verbrauchte Raketenkörper und andere Trümmer in die bereits überfüllte erdnahe Umlaufbahn geworfen, was das Kollisionsrisiko erhöht . Ein Teil dieses Weltraumschrotts wird schließlich auf die Erde zurückfallen, und die Teile der Erde mit der höchsten Satellitendichte über dem Kopf werden auch am ehesten buchstäblich betroffen sein .
Starlink plant, jeden der 42.000 Satelliten nach fünf Betriebsjahren zu ersetzen, was das Verlassen der Umlaufbahn von durchschnittlich 25 Satelliten pro Tag, etwa 6 Tonnen (5,44 Tonnen) Material, erfordern wird. Die Masse dieser Satelliten wird nicht verschwinden – sie wird in der oberen Atmosphäre abgelagert . Da Satelliten hauptsächlich aus Aluminiumlegierungen bestehen, können sie beim Verdampfen in der oberen Atmosphäre Aluminiumoxidpartikel bilden, die möglicherweise Ozon zerstören und globale Temperaturänderungen verursachen.
Dies wurde noch nicht eingehend untersucht, da die niedrige Erdumlaufbahn derzeit keinen Umweltvorschriften unterliegt.
Regulierung des Himmels
Derzeit ist die erdnahe Umlaufbahn, in der alle diese Satelliten betrieben werden sollen, fast vollständig unreguliert. Es gibt keine Regeln über Lichtverschmutzung, Luftverschmutzung durch Starts, Luftverschmutzung durch Wiedereintritt oder Kollisionen zwischen Satelliten.
Diese Megakonstellationen sind möglicherweise auf lange Sicht nicht einmal finanziell tragbar , und die Internetgeschwindigkeit kann auf ein Schneckentempo sinken, wenn viele Benutzer gleichzeitig eine Verbindung herstellen oder wenn es regnet .
Aber Unternehmen starten derzeit in rasender Geschwindigkeit Satelliten, und der Schaden, den sie am Nachthimmel, der Atmosphäre und der Sicherheit der erdnahen Umlaufbahn anrichten, wird nicht rückgängig gemacht, selbst wenn die Betreiber bankrott gehen.
Es besteht kein Zweifel, dass ländliche und abgelegene Internetnutzer an vielen Orten durch die Entwicklung der Internetinfrastruktur zurückgelassen wurden. Es gibt jedoch viele andere Optionen für die Internetbereitstellung, die nicht zu solch extremen Kosten führen.
Wir können den globalen Verlust des Zugangs zum Nachthimmel nicht akzeptieren , den wir sehen und mit dem wir uns verbinden können, solange wir Menschen sind.
Mit Kooperation statt Konkurrenz zwischen Satellitenunternehmen könnten wir viel weniger im Orbit haben. Durch eine Änderung des Designs von Satelliten könnten sie viel schwächer gemacht werden und weniger Einfluss auf den Nachthimmel haben. Wir sollten uns nicht zwischen Astronomie und dem Internet entscheiden müssen.
Aber ohne Vorschriften, die diese Änderungen erfordern, oder ohne starken Druck von Verbrauchern, die auf die Bedeutung des Nachthimmels hinweisen, wird sich unser Blick auf die Sterne bald für immer verändern.
Samantha Lawler ist Assistenzprofessorin für Astronomie an der University of Regina. Sie wird vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada gefördert.
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Den Originalartikel finden Sie hier.
