30.04.2020 / 22.00 MESZ
Auf Grund der letzten Monate haben wir einmal eine Zwischenbilanz zu den Starlink-Satelliten Beobachtungseingängen bei unserer UFO-Meldestelle. So gingen 492 Meldungen bereits in den ersten 4 Monaten diesen Jahres ein. Das sind inzwischen schon mehr Meldeeingänge als im letzten Jahr insgesamt aller Stimulus. Zählen wir die Starlink-Satelliten Meldungen vom Zeitraum November/Dezember von 212 dazu, liegen insgesamt 704 Meldungen bisher vor. Daher schauen wir sehr genau auf die Bestrebungen die Starlink-Satelliten mit einem Art Sonnenschirm auszustatten um ihre Reflexion im Orbit zu mindern. Bereits beim nächsten Starlink7 Start im Mai sollen die Satelliten umgerüstet sein.
CENAP-Michelstadt
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Heute Abend kann der Haupteil der Starlink5-Satelliten gegen 22.36 über Süddeutschland bei freier Sicht gesehen werden, nachfolgend die Überflugzeiten von Heavens Above:
Quelle: Heavens Above
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CENAP in den Medien neben Radio-Interview von DLF-Nova:
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Quelle: netzwelt.de
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Update: 9.05.2020
9.05.2020
Inzwischen hat sich die Situation Betreff Starlink-Satelliten Meldungen merklich beruhigt und wir haben die letzten Tage nur 3 Beobachtungen nachträglich zu vergangenen Beobachtungstagen der Starlink6 bekommen:
Berlin-Süd, Koblenz und Mainz:
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Mit gemischten Gefühlen sehen wir dem nächsten Starlink7-Satelliten Start entgegen, wenn auch Verbesserungen bei diesen Satelliten vorgenommen werden zur Reduzierung der Sichtbarkeit, siehe hierzu auch nachfolgenden Bericht.
CENAP-Michelstadt
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DETAILS OF SPACEX'S STARLINK "VISORSAT" REVEALED
The Starlink megaconstellation, which will consist of at least some 12,000 satellites and possibly up to 42,000, will be serving up broadband internet from low-Earth orbit. But it has worried astronomers, professional and amateur alike, after the first launch in 2019 proved what a bright multitude it would be. Now, with 420 satellites in orbit and more to come soon, SpaceX is showing that it's taking astronomers' concerns seriously.
The new document, posted on the Starlink website, clarifies why the satellites are so bright, and what can be done to mitigate the problem. Namely, the company is attempting a software fix that will dim satellites as they raise their orbits early on, and a hardware fix — a Sun visor — that will dim the satellites once they reach their operational altitude.
The first "VisorSat" will launch with the next Starlink batch. By June, SpaceX says, all Starlink satellites will be equipped with deployable Sun visors.
DARKSAT DETAILS
SpaceX's first attempt to darken the Starlink satellites, dubbed "DarkSat," launched in January. While the company had announced it would put a dark coating on parts of this test case in order to reduce its brightness, the details were vague.
SpaceX
The new document clarifies which pieces were darkened. The brightest parts of the satellites are the white phased array antennas on the bottom, the white parabolic antennas on the sides, and the white backing of the solar array. For DarkSat, engineers had darkened the phase array and parabolic antennas. (Surprisingly, the solar panels don't present as much of a problem. They do glint in the sunlight, but for the vast majority of the time that glint is facing a direction other than down.)
Ultimately, studies showed that the paint job did not do enough to reduce the satellite's brightness, and it caused thermal problems to boot.
KNIFE-EDGE REFLECTION
While the satellites' brightness at operational altitudes to worry astronomers, they made the news on a regular basis in the weeks following a launch. A "string of pearls" would appear in the night sky and show up in photographs as the satellites raised their orbits.
During the orbit-raising period, the satellites appear brighter because not only are they at lower altitudes, but their solar panels are positioned differently, to reduce the drag the spacecraft feels. The white back of the solar panels reflected diffuse light to observers on the ground. Now, SpaceX is testing a roll maneuver that will put the solar panel in line with the Sun, presenting a "knife's edge," and ultimately reflecting less sunlight.
SpaceX cautions that there are some limiting factors, that might prevent a satellite from always presenting that knife's edge to the Sun. But the good news is, the maneuver is a software change. Once engineers know that satellites can roll without damaging their ability to communicate with the ground or collect solar power, it will be straightforward to have all raising-orbit satellites do the same thing.
THE SUN VISOR
But while the time a satellite spends raising its orbit gets more attention — because the satellites are closely packed and bright — it's the satellites at operational altitude that still pose a threat to professional astronomers.
SpaceX
The Vera C. Rubin Observatory in Chile, due to start collecting science data in 2022, faces the worst-case scenario because its detectors are both very sensitive and have incredible fields of view. The Rubin Observatory, after all, is designed to video the entire night sky every few days, ultimately collecting a decade's worth of reel in which astronomers hope to discover asteroids, supernovae, and many other transient events that might otherwise slip them by.
The Rubin Observatory therefore presents SpaceX with its biggest challenge, as Starlink satellites at their current brightness would saturate detectors and ruin whole images. For that reason, Tony Tyson (University of California, Davis) and others with Rubin Observatory have been communicating directly with SpaceX engineers, including providing them with target numbers to hit.
While coating the bright parts of the satellite didn't work, SpaceX hopes to do better with its plan for a Sun visor (initially called a Sun "umbrella). The visor provides the benefit of black paint by blocking sunlight from all of the white parts of the main body, as well as the antennas, while avoiding the thermal balance problems.
The first VisorSat will launch in May, and if all goes according to plan all satellites from June forward will be equipped with the visor.
SpaceX has also said that, in addition to providing orbital elements to help astronomers (and others) track its satellites, it's also now providing predictive data ahead of launch.
"While it will not be possible to create satellites that are invisible to the most advanced optical equipment on Earth," the document reads, "by reducing the brightness of the satellites, we can make the existing strategies for dealing with similar issues, such as frame-stacking, dramatically more effective."
"I'm cautiously optimistic," Tyson told the American Astronomical Society, “but it will be months before we can validate joint solutions to mitigating many of the effects of even the darkened Starlinks on the Rubin Observatory’s wide-field survey data.”
Quelle: Sky&Telescope
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Update: 14.05.2020
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Quelle: Frankfurter Rundschau
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Update: 17.05.2020
Nach dem der Start der Starlink7 Satelliten auf kommenden Dienstag verschoben wurde, wird der nächste Meldehype abzuwarten sein. Daher finden wir den Beitrag von DLR zum geplanten nächsten Starlink-Start sehr gut, so Interessenten auch über DLR erfahren können was es sich mit den "Perlenketten" am Himmel auf sich hat.
CENAP-Michelstadt
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Alle zwei Wochen beobachten die Menschen, wie spätabends eine Reihe auffallend heller Lichtpunkte über den Sternenhimmel ziehen. In den sozialen Medien kursieren viele Fotos und teils spektakuläre Videos solcher Sichtungen. Die Information, dass diese leuchtenden Perlenketten keine Armada von Aliens ist, sprach sich relativ schnell herum. Es sind die Starlink-Satelliten von SpaceX, dem US-amerikanischen Raumfahrtunternehmen von Elon Musk, die als sogenannte "Trains" über das Firmament ziehen.
Das visuelle Schauspiel wie auch das ambitionierte Mammutprojekt an sich faszinieren. Im Interview erläutern Prof. Felix Huber und Dr. Manfred Gaida die Hintergründe der Mission. Sie sprechen über die astronomischen und raumfahrttechnischen Auswirkungen der "Lichterketten" am Nachthimmel und antworten auf Fragen, die das DLR nach einem Aufruf in den sozialen Netzwerken erreichten.
Felix Huber ist Direktor der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining. Das ist die zentrale Institution für die Durchführung von Raumflugmissionen in Deutschland. Manfred Gaida ist Astronom und wissenschaftlicher Mitarbeiter im DLR Raumfahrtmanagement und Experte für die satellitengestützte Erforschung des Weltalls und optische Astronomie.
Das Gespräch führte Philipp Burtscheidt.
Am kommenden Sonntag, 17. Mai 2020 startet das achte "Päckchen" von 60 Starlink-Satelliten. Was steckt hinter der Mission?
Huber: Elon Musk möchte Internet aus dem Weltall ermöglichen, zunächst für die USA und später für die ganze Welt. Für entlegene Regionen ist das zum Teil die erste Chance überhaupt, schnellen Internetzgang zu erhalten. Dazu benötigt Musk tausende Satelliten, um die Verbindung unterbrechungsfrei und mit hoher Bandbreite aufrechtzuerhalten. Die Flughöhen sind mit 500 bis 600 Kilometer relativ nah an der Erde, sodass er für die volle Starlink-Abdeckung sehr viele Satelliten braucht.
Ein Nutzer berichtet auf Facebook: Ich konnte den "Train" schon einige Male beobachten. Aber die Satelliten hatten immer einen Abstand von ein paar Sekunden. Es sah nicht so wie auf vielen Videos auf Youtube aus. Wann sieht man die enge "Perlenkette"? Vielleicht nur kurz nach dem Start und später driften sie auseinander?
Huber: Genauso ist es. Zusammen sind die Satelliten nur unmittelbar nach dem Aussetzen. Danach werden sie durch ihre Eigengeschwindigkeit oder das On-board-Triebwerk "auseinandergezogen", sodass sie sich in der Orbitebene gleichmäßig verteilen. Nach dem Aussetzen sieht man eine kurze Zeit die "Perlenkette" am Himmel und – etwas "größer" und weiter weg – die ausgebrannte Raketenstufe.
Die ESA musste letzten September mit ihrem Satelliten Aeolus ein Ausweichmanöver fliegen, um die Kollisionen mit einem Starlink-Satelliten zu vermeiden. Es wird voll im erdnahen Weltraum.
Gaida: Wenn das Starlink-System operationell voll aufgebaut ist, haben wir rund fünfmal mehr Satelliten im Orbit, als sich derzeit im All befinden; Stand 30. September 2019 waren das 2218 Stück. Für Hobby-Astronomen war es in den 70er Jahren eher noch ein Zufall, wenn sie einen Satelliten beobachten oder ihn fotografisch aufnehmen konnten. Man war regelrecht stolz, wenn eine Aufnahme mit einer zufälligen Satellitenspur gelang. Das ist heute schon anders.
Huber: Es wird sehr eng. Wir haben aktuell bereits 30.000 Trümmerstücke im Orbit. Für das Starlink-System sollen nun 12.000 Satelliten dazukommen. Darunter wird es einen Prozentsatz an Ausfällen geben. Defekte Satelliten können nicht regulär "de-orbited" werden, also gezielt zum Wiedereintritt in die Atmosphäre und damit zum Verglühen gebracht werden. Wenn mehr als ein bis zwei Prozent der Satelliten nicht funktionieren, kommt es zu einem Kaskadeneffekt, dem sogenannten Kessler-Syndrom: Trümmerteile treffen auf weitere Trümmerteile und erzeugen so ein immer größeres Trümmerfeld. Nach aktuellen Meldungen funktionieren etwa fünf Prozent der Starlink-Satelliten nicht. Das ist kritisch.
Welche Auswirkungen wird der weitere Zuwachs an Satelliten auf die optische und die Radio-Astronomie haben?
Gaida: In der wissenschaftlichen Astronomie sind inzwischen ein paar Studien zu Mega-Konstellationen erstellt worden. So sagt eine aus, dass nach Sonnenauf- und Sonnenuntergang – wenn die Reflektivität der Satelliten jeweils am höchsten ist – bis zu drei Prozent der optischen Aufnahmen nicht brauchbar sind. Es gibt allerdings auch andere Zahlen: Am Vera C. Rubin Observatorium im Norden Chiles zum Beispiel soll ab dem übernächsten Jahr im Rahmen des sogenannten Legacy Survey of Space and Time (LSST) in jeweils nur drei Tagen mit einer speziellen Weitwinkelkamera ein Viertel des sichtbaren Himmels abgescannt und auf Veränderungen geprüft werden. Für diese weitwinkligen Himmelsdurchmusterungen gehen die Hochrechnungen dahin, dass 30 bis 50 Prozent der Aufnahmen beeinträchtigt werden. Das ist erheblich. Etliche Observatorien arbeiten daher jetzt mit SpaceX zusammen, um Gegenmaßnahmen zu erarbeiten.
Auch die Radioastronomen sind betroffen, da ihre empfindlichen Empfänger durch die Kommunikationssignale der Satelliten beim Überflug gestört werden können. Man muss bedenken, wie strahlungssensitiv radioastronomische Empfangssysteme sind: Ein Mobiltelefon auf den Mond wäre zum Beispiel für das 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg nach der Sonne und dem Supernova-Überrest Cassiopeia A die drittstärkste Strahlungsquelle.
Zwei Fragen wurden uns zum Thema Sichtbarkeit und Gegenmaßnahmen gestellt: Welche Technologien gibt es, um die Helligkeit eines Satelliten am Nachthimmel zu reduzieren? Kann man ihn "tarnen"? Inwieweit ist die Ankündigung von SpaceX durchführbar, die Ausrichtung der Solarpanelen so zu ändern, dass sie weniger reflektieren?
Huber: Man könnte die Satelliten "tarnen", indem man sie dunkler gestaltet. Allerdings: Sind sie dunkel, heizen sich die Satelliten durch die Sonnenstrahlung stärker auf. Diese Wärme muss wieder abgegeben werden. Und die Solarpaneele werden immer reflektieren, je nach Winkel mal mehr, mal weniger. Beide Möglichkeiten sind begrenzt.
Die Erde umkreisende Satelliten haben stets einen Einfluss auf die ganze Welt. Zugelassen werden Missionen von nationalen Behörden. So wurden die 12.000 Starlink-Satelliten von der US-amerikanischen Behörde FCC genehmigt, der Federal Communications Commission. Auf Twitter fragt eine Nutzerin: Kann man Satellitenmissionen verbieten?
Huber: Nein. Im Luftverkehr haben die Länder die Hoheit über ihrem Staatsgebiet und können Regeln für den eigenen Luftraum erlassen. Für das Weltall gibt es das nicht. Die nationalen Aufsichtsbehörden genehmigen einen Satellitenstart. Wird er genehmigt, darf geflogen werden.
Man bräuchte analog zum kontrollierten Luftraum einen kontrollierten Weltraum, der international koordiniert wird. Allerdings könnten Höhen unter 400 Kilometer auch weiterhin unkontrolliert bleiben, da Objekte dort noch stärker der Restatmosphäre unterworfen sind. Dieser Bereich "räumt" sich sozusagen selbst auf, da Satelliten durch die atmosphärische Reibung automatisch an Höhe verlieren und irgendwann verglühen. In den niedrigen Orbits ist die "Vermüllung" darum kein so großes Problem wie auf höher gelegenen Orbits.
Wozu benötigt Starlink die große Anzahl an Satelliten?
Huber: Für die globale Netzabdeckung reichen SpaceX ein paar tausend Satelliten, deutlich weniger als 12.000. Die enorme Menge brauchen sie zur Erhöhung der Bandbreite. Dennoch: Es gibt andere Konzepte, die mit deutlich weniger Satelliten auskommen.
Gaida: Die 12.000 sind die bislang genehmigten Satelliten, weitere 30.000 sind vorgesehen. Der gesamte Himmel hat eine Fläche von rund 42.000 Quadratgrad, sodass sich – statistisch betrachtet – in jedem Quadratgrad ein Starlink-Satellit aufhalten wird. Ein Quadratgrad entspricht dabei einer Fläche, die vier Vollmondscheibchen quadratisch angeordnet am Himmel einnehmen würden.
Nachhaltigkeit ist eines der aktuellen Schlagworte in Gesellschaft, Wirtschaft und Politik. Wie geht SpaceX mit dem Thema Weltraumschrott um?
Huber: Die Satelliten haben einen De-Orbit-Mechanismus und einen elektrischen Antrieb. Ein Satellit "lebt" im Schnitt fünf Jahre. Mit dem Schub des Antriebs soll er nach seiner Dienstzeit so weit nach unten gebracht werden, dass er "schnell" wieder eintritt. Aber was ist, wenn die Steuerung zum De-Orbit ausfällt? Dann kann es deutlich mehr als die geforderten 25 Jahre dauern, bis er soweit gesunken ist, dass er verglüht.
In Zahlen ausgedrückt: Bei einer fünfjährigen Dienstzeit und 30.000 Satelliten bedeutet dies, dass man jedes Jahr 6000 Satelliten ersetzen muss. Die 6000 alten Satelliten werden sich folglich zusätzlich pro Jahr durch die unteren Umlaufbahnen bewegen. Über die Jahre werden das erhebliche Mengen sein. Sie kreuzen die Bahnen tiefer fliegender Systeme – unter anderem auch die der Internationalen Raumstation ISS. Das alles kann man durchaus kritisch sehen.
Gaida: Hinzukommt, dass weitere Mega-Konstellationen geplant sind. Denken Sie an Amazon oder Samsung. Solche Missionen werden eine Größenordnung von weiteren zig-tausend Satelliten haben.
Huber: Richtig. Und ein weiteres Problem ist der elektrische Antrieb, mit dem Ausweichmanöver langsamer möglich sind als mit chemischen Antrieben. Oft muss man allerdings sehr kurzfristig ausweichen und schnell den Orbit ändern können. Je voller es im All wird, desto wichtiger werden Konzepte zum aktiven Entfernen von Weltraumschrott. Beginnt das Kessler-Syndrom, laufen wir Gefahr, dass der LEO, der erdnahe Orbit, dauerhaft vermüllt.
Ein globales Problem, das über nationale Entscheidungen kaum gelöst werden kann. Was passiert auf internationaler Ebene? Politisch und auch auf Ebene der Raumfahrtforschung und -industrie?
Huber: Ein Austausch findet statt. So informieren sich die großen Raumfahrteinrichtungen gegenseitig über Positionen und Größe von Trümmerteilen. Eine Art "Abschleppdienst" im Weltraum gibt es natürlich noch nicht.
Gaida: Offenbar arbeitet SpaceX mittlerweile mit zwei wichtigen astronomischen Organisationen zusammen: der Internationalen Astronomischen Union und der American Astronomical Society. Die erhalten Daten, mit denen sie Simulationen erstellen können, um die Auswirkungen von Störungen zu quantifizieren und Vorschläge zu erarbeiten, wie man zum Beispiel die Satelliten im Rahmen des Machbaren dunkler gestalten kann, so dass sie weniger Sonnenlicht reflektieren.
Huber: Diese Maßnahmen richten sich allerdings auf die optischen Störungen. Die Frequenzprobleme der Radioastronomie oder die durch Kollisionen und Trümmer werden damit nicht gelöst.
Haben Sie Vorschläge?
Huber: Man könnte es so regeln, dass die riesigen Satelliten-Konstellationen nur auf sehr niedrigen Orbits fliegen dürfen – bis 300 Kilometer. In diesen Höhen haben sie immer Atmosphärenreibung, die ein elektrischer Antrieb aktiv kompensieren muss. Wenn das System ausfällt, sinken die Satelliten automatisch bis zum Verglühen ab. Kollegen nannten das scherzhaft die "Huber-Orbits". Es wäre genau andersherum als heute praktiziert, wo das De-Orbiting in größeren Höhen erst aktiv eingeleitet werden muss.
Vielen Dank, Herr Prof. Huber, Herr Dr. Gaida. Wir konnten ein paar Fragen klären. Einige neue sind allerdings auch entstanden und regen zum Nachdenken an.
