7.08.2024

"If the New Space Age goes badly in the end, history will not look favorably on it."

A meteor camera in England struggles to see meteors for the vast amount of satellite trails. (Image credit: UK Meteor Network/ Mark and Mary McIntyre)

SpaceX Starlink satellites designed to connect directly to smartphones shine nearly five times brighter in the sky than traditional Starlinks, according to recent research.

SpaceX plans to form what it calls "a cellphone tower in space" with thousands of direct-to-cell (DTC) satellites around Earth that offer service straight to unmodified smartphones "wherever you can see the sky." The higher luminosity of these DTCs compared to regular Starlinks is partly because they circle Earth at just 217 miles (350 kilometers) above the surface, which is lower than traditional Starlink internet satellites, whose altitude is 340 miles (550 kilometers), the study reported.

In January 2024, just a week after placing the first batch of six Starlink DTC satellites in orbit, SpaceX used one of them to send text messages. In May, the company successfully demoed a video call, and said it is working with T-Mobile to roll out such cellular service to customers later this year. There are now over 100 DTC satellites in low Earth orbit, including 13 that were launched last week. Following successful testing of the first batch of DTCs, in March SpaceX requested an amendment to their license with the U.S. Federal Communications Commission that would allow them to operate up to 7,500 DTCs in LEO.

At the time the study was conducted, SpaceX had not yet applied its routine brightness mitigation techniques to the DTCs, such as adjusting their chassis and solar panels to reduce the portion of spacecraft illuminated by the sun, study lead author Anthony Mallama of the IAU Centre for the Protection of Dark and Quiet Skies from Satellite Constellation Interference (IAU-CPS) told Space.com.

Kate Tice, SpaceX senior manager for quality systems engineering, acknowledged during the launch webcast in January that DTC satellites will be brighter than regular Starlinks, and said the company plans to work with astronomers to assess the impact on their observations before making hardware adjustments that would dim the DTCs, SpaceNews reported.

SpaceX began applying brightness mitigation techniques to regular Starlinks in 2020, after astronomers voiced serious concerns about the satellites' trails streaking across telescope images, rendering them unusable. Prior to launch, the company now applies a mirror-like dielectric surface to the underside of each Starlink chassis, to help reflect sunlight into space rather than scattering it toward Earth. Post launch, the company adjusts spacecraft chassis and solar panels to further reduce luminosity. Together, these techniques are very effective, reducing Starlink satellites' brightness by a factor of 10, Mallama said.

If SpaceX applies these brightness mitigation techniques to the DTCs, which are nearly the same size as the regular Starlinks, the DTCs would still be 2.6 times brighter than their traditional counterparts, Mallama and his colleagues reported in the recent study, which was reviewed internally by IAU-CPS and posted to the preprint server arXiv last month.

However, while DTCs are brighter objects, they move at a faster apparent rate and spend more time in Earth's shadow than regular Starlinks, which would offset some of their negative impact on astronomy observations, the study noted. 

"I see it as a tradeoff in parameters rather than an absolute better/worse kind of situation," John Barentine, a principal consultant at Arizona-based Dark Sky Consulting who was not involved with the new study, told Space.com.

Barentine suspects that radio emissions beamed by the DTCs' antennas may be interfering with radio bands protected for astronomy, as the satellites communicate with Earth via radio signals but don't have a dedicated spectrum to do so.

While scientists agree that providing connectivity to remote regions in the world is a worthy goal, the speed at which satellites are being launched to orbit worries many of them — and not just because of their image-scarring brightness. Over a million satellites may soon enter a space around Earth already crowded with thousands of derelict spacecraft, spent rocket bodies and millions of millimeter-sized pieces of junk that zip above us at high speeds. This debris population poses a threat to satellites that provide internet service, navigation and weather monitoring, and sometimes even to astronauts onboard the International Space Station. 

Even if we can dodge a disaster in orbit by responsibly de-orbiting derelict satellites, many scientists are concerned that the number of objects circling our planet could still do harm: When they deorbit, they could deposit a significant flux of metals that could alter the chemical makeup of Earth's atmosphere.

"Effects on astronomy are just the tip of the iceberg," said Barentine, who says we may be fast approaching a turning point where tragedy becomes imminent, either in space due to a collision or on the ground from falling debris. "Space policy-making moves far too slowly to effectively deal with all of this."

"Right now, there's not a lot to look forward to that is positive," he added. "If the New Space Age goes badly in the end, history will not look favorably on it."

Quelle: Space.com

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Die neuen Starlink-Satelliten von SpaceX sind viel heller als die Originale

„Wenn das neue Weltraumzeitalter am Ende schlecht ausgeht, wird die Geschichte es nicht positiv bewerten.“

Eine Meteorkamera in England hat angesichts der Vielzahl von Satellitenspuren Mühe, Meteore zu erkennen. (Bildnachweis: UK Meteor Network/ Mark und Mary McIntyre)
SpaceX Starlink-Satelliten, die für die direkte Verbindung mit Smartphones entwickelt wurden, leuchten laut einer aktuellen Studie fast fünfmal heller am Himmel als herkömmliche Starlinks.
SpaceX plant, einen sogenannten „Mobilfunkturm im Weltraum“ mit Tausenden von Direct-to-Cell-Satelliten (DTC) um die Erde zu errichten, die unveränderten Smartphones „überall, wo man den Himmel sehen kann“ direkten Service bieten. Die höhere Leuchtkraft dieser DTCs im Vergleich zu regulären Starlinks liegt teilweise daran, dass sie die Erde in nur 350 Kilometern Höhe umkreisen, was niedriger ist als bei herkömmlichen Starlink-Internetsatelliten, deren Höhe 550 Kilometer beträgt, so die Studie.
Im Januar 2024, nur eine Woche nachdem die ersten sechs Starlink-DTC-Satelliten in die Umlaufbahn gebracht wurden, nutzte SpaceX einen davon zum Versenden von Textnachrichten. Im Mai führte das Unternehmen erfolgreich eine Videoanruf-Demonstration durch und sagte, es arbeite mit T-Mobile zusammen, um einen solchen Mobilfunkdienst noch in diesem Jahr für Kunden einzuführen. Mittlerweile befinden sich über 100 DTC-Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn, darunter 13, die letzte Woche gestartet wurden. Nach erfolgreichen Tests der ersten DTC-Charge beantragte SpaceX im März bei der US-amerikanischen Federal Communications Commission eine Änderung seiner Lizenz, die es dem Unternehmen ermöglichen würde, bis zu 7.500 DTCs in der erdnahen Umlaufbahn zu betreiben.
Zum Zeitpunkt der Studie hatte SpaceX seine routinemäßigen Techniken zur Helligkeitsminderung noch nicht auf die DTCs angewendet, etwa die Anpassung von Fahrgestellen und Solarmodulen, um den von der Sonne beleuchteten Anteil des Raumfahrzeugs zu reduzieren, sagte der leitende Studienautor Anthony Mallama vom IAU-Zentrum zum Schutz dunkler und ruhiger Himmel vor Störungen durch Satellitenkonstellationen (IAU-CPS) gegenüber Space.com.
Kate Tice, Senior Managerin für Qualitätssystemtechnik bei SpaceX, bestätigte während des Webcasts zum Start im Januar, dass die DTC-Satelliten heller leuchten werden als herkömmliche Starlinks, und sagte, das Unternehmen wolle mit Astronomen zusammenarbeiten, um die Auswirkungen auf ihre Beobachtungen einzuschätzen, bevor Hardware-Anpassungen vorgenommen würden, die die DTCs dunkler machen würden, berichtete SpaceNews.

SpaceX begann 2020 mit der Anwendung von Helligkeitsminderungstechniken auf reguläre Starlinks, nachdem Astronomen ernsthafte Bedenken geäußert hatten, dass die Spuren der Satelliten über Teleskopbilder verlaufen und diese unbrauchbar machen würden. Vor dem Start bringt das Unternehmen nun eine spiegelähnliche dielektrische Oberfläche auf der Unterseite jedes Starlink-Chassis an, um das Sonnenlicht in den Weltraum zu reflektieren, anstatt es zur Erde zu streuen. Nach dem Start passt das Unternehmen das Chassis und die Solarmodule des Raumfahrzeugs an, um die Leuchtkraft weiter zu verringern. Zusammen sind diese Techniken sehr effektiv und reduzieren die Helligkeit der Starlink-Satelliten um den Faktor 10, sagte Mallama.
Wenn SpaceX diese Helligkeitsminderungstechniken auf die DTCs anwendet, die fast so groß sind wie die regulären Starlinks, wären die DTCs immer noch 2,6-mal heller als ihre herkömmlichen Gegenstücke, berichteten Mallama und seine Kollegen in der jüngsten Studie, die intern von IAU-CPS überprüft und letzten Monat auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurde.
Obwohl DTCs hellere Objekte sind, bewegen sie sich scheinbar schneller und verbringen mehr Zeit im Schatten der Erde als normale Starlinks, was einige ihrer negativen Auswirkungen auf astronomische Beobachtungen ausgleichen würde, so die Studie.
„Ich sehe es eher als einen Kompromiss bei den Parametern denn als eine absolute Besser-/Schlechter-Situation“, sagte John Barentine, leitender Berater bei Dark Sky Consulting mit Sitz in Arizona, der nicht an der neuen Studie beteiligt war, gegenüber Space.com.
Barentine vermutet, dass die von den Antennen der DTCs ausgestrahlten Funkemissionen möglicherweise für die Astronomie geschützte Funkbänder stören, da die Satelliten zwar über Funksignale mit der Erde kommunizieren, aber kein eigenes Spektrum dafür haben.
Während sich Wissenschaftler einig sind, dass die Konnektivität zu abgelegenen Regionen der Welt ein lohnendes Ziel ist, beunruhigt die Geschwindigkeit, mit der Satelliten in die Umlaufbahn gebracht werden, viele von ihnen – und das nicht nur wegen ihrer bildschädigenden Helligkeit. Über eine Million Satelliten könnten bald in einen Weltraum um die Erde eintreten, der bereits mit Tausenden verlassener Raumfahrzeuge, verbrauchten Raketenkörpern und Millionen millimetergroßer Schrottteile überfüllt ist, die mit hoher Geschwindigkeit über uns hinwegsausen. Diese Trümmer stellen eine Bedrohung für Satelliten dar, die Internetdienste, Navigation und Wetterüberwachung bereitstellen, und manchmal sogar für Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation.
Selbst wenn wir einer Katastrophe im Orbit ausweichen können, indem wir verlassene Satelliten verantwortungsvoll aus der Umlaufbahn nehmen, sind viele Wissenschaftler besorgt, dass die Anzahl der Objekte, die unseren Planeten umkreisen, dennoch Schaden anrichten könnte: Wenn sie aus der Umlaufbahn kommen, könnten sie einen erheblichen Strom von Metallen hinterlassen, der die chemische Zusammensetzung der Erdatmosphäre verändern könnte.

„Die Auswirkungen auf die Astronomie sind nur die Spitze des Eisbergs“, sagte Barentine, der sagt, dass wir uns möglicherweise schnell einem Wendepunkt nähern, an dem eine Tragödie unmittelbar bevorsteht, entweder im Weltraum durch eine Kollision oder auf der Erde durch herabfallende Trümmer. „Die Weltraumpolitik bewegt sich viel zu langsam, um all dies effektiv zu bewältigen.“
"Im Moment gibt es nicht viel Positives, auf das man sich freuen kann", fügte er hinzu. "Wenn das neue Weltraumzeitalter am Ende schlecht ausgeht, wird die Geschichte nicht gerade positiv darauf reagieren."
Quelle: Space.com