Sind Elon Musks “Megakonstellationen” eine Plage am Nachthimmel? | Wissenschaft

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T.Die natürliche Gelassenheit des Nachthimmels ist ein Prüfstein für uns alle. Jeder, der heute lebt, betrachtet dieselben Sterne, egal wo er sich auf dem Planeten befindet. Aber die Verbindung ist tiefer, weil neben unserem kurzen Leben die Sterne unsterblich sind. Shakespeare sah dieselben Sterne in denselben Mustern wie wir. So auch Galileo, Kolumbus, Jeanne d’Arc, Kleopatra und der erste menschliche Vorfahr, der neugierig aufblickte. Der Nachthimmel ist nichts weniger als unser gemeinsames menschliches Erbe.

Letztes Jahr ist jedoch etwas passiert, das diese Ansicht für immer ändern könnte. Am 23. Mai 2019 startete Elon Musks Firma SpaceX 60 kleine Satelliten mit einer einzigen Rakete. Die Satelliten waren die ersten in dem, was geplant ist „Megakonstellation” von Tausende von Satelliten das wird Internetabdeckung auf den gesamten Planeten bringen.

Einen Tag später machte ein niederländischer Satelliten-Tracker, Marco Langbroek, ein Video von den Satelliten, die über ihm vorbeifuhren – und was er sah, hat ihn umgehauen. “Es begann mit zwei schwachen, blinkenden Objekten, die sich in das Sichtfeld bewegten”, sagte er schrieb auf seinem Blog. „Dann, ein paar zehn Sekunden später, fiel mir die Kinnlade herunter, als der‚ Zug ‘das Sichtfeld betrat. Ich konnte nicht anders als ‘OAAAAAH !!!!’ (gefolgt von ein paar Sprengsätzen…) Er hat ein Video von gepostet was er sah.

Seit dieser Zeit, SpaceX hat Hunderte weiterer Starlink-Satelliten gestartet, und obwohl es für einige zu einem neuen Hobby geworden ist, diese Satelliten über Kopf zu beobachten, sind andere besorgt über die kulturellen Auswirkungen und die Art und Weise, wie sich dies auf unsere Beziehung zum Nachthimmel auswirken könnte. Wenn wir das Kontrollkästchen nicht aktivieren, können wir möglicherweise nie wieder einen Blick auf den stillen, stillen Kosmos mit unseren eigenen Augen ohne Hilfe erleben. Stattdessen wird es immer von hellen, von Menschen geschaffenen Objekten durchzogen sein.

„In ein paar Generationen wird niemand mehr am Leben sein, der sich an den Nachthimmel vor diesen Satelliten erinnert. Sie werden mit Starlink und den anderen vorgeschlagenen Megakonstellationen als Teil ihrer Vorstellung vom Nachthimmel aufgewachsen sein. Ich denke, das ist eine radikale Veränderung “, sagt Alice Gorman von der Flinders University in Südaustralien, eine Pionierin auf dem aufstrebenden Gebiet der Weltraumarchäologie und des Weltkulturerbes.

„Einer der Gründe, warum Menschen den Nachthimmel schätzen, ist, dass er Ihnen ein Gefühl der Transzendenz und Verbundenheit mit dem Universum vermittelt und zum Nachdenken über den Sinn des Lebens und die enorme Größe von Sternen und Galaxien anregt. Das scheint eine Erfahrung zu sein, die die Menschen wirklich schätzen, und deshalb haben die Menschen argumentiert, dass ein Recht auf den Nachthimmel für das Menschsein von grundlegender Bedeutung ist “, sagt Gorman.

Was dieser Diskussion zusätzliche Dringlichkeit verleiht, ist, dass je mehr Forscher und Unternehmen über Megakonstellationen nachdenken, desto mehr erkennen sie, was sie mit ihnen tun können. Telekommunikation, Navigation, Wettervorhersage, Klimaüberwachung und andere Erdbeobachtungen, Weltraumwissenschaften – die Grenzen sind einfach die der Vorstellungskraft der Menschen.

Jordi Puig-Suari hält einen CubeSat in der Hand, den er zusammen mit Bob Twiggs, Professor an der Stanford University, erfunden hat. Foto: California Polytechnic State University

In jedem Fall ist es ein außergewöhnlicher Moment in der Geschichte unserer Untersuchung und Nutzung des Weltraums. Aber was könnten die Konsequenzen sein?

Die Megakonstellationen wurden durch die Miniaturisierung der Technologie ermöglicht. An der Spitze dieses Antriebs steht der CubeSat, der in den 1990er Jahren von Bob Twiggs von der Stanford University und Jordi Puig-Suari von der California Polytechnic State University entwickelt wurde.

CubeSats sind winzige Satelliten. Am kleinsten sind sie nur 10 x 10 x 10 cm. “Die Größe wurde durch die Größe einer Beanie Baby-Box bestimmt, die sie zufällig zur Hand hatten”, sagt Scott Williams, Programmdirektor bei SRI International, der Ende der 1980er Jahre selbst kleinere Satelliten entwickelte. Anschließend begann er mit Twiggs an den ersten Ideen für CubeSats zu arbeiten. Damals hatte niemand Megakonstellationen im Sinn.

“Es war eine rein pädagogische Angelegenheit, Studenten dazu zu bringen, innerhalb des Zeitrahmens einer Promotion etwas ins All zu bringen”, sagt Samson Phan, Senior Research Engineer bei SRI International.

Traditionell haben Satelliten etwa die Größe eines Autos. Ihre Herstellung ist enorm teuer und es dauert viele Jahre, sie zu entwerfen, zu bauen und auf den Markt zu bringen. Ziel des CubeSat-Programms war es, dass ein Studententeam in wenigen Jahren einen funktionierenden Satelliten produzieren konnte, der ein Funksignal wie den ersten künstlichen Satelliten Russlands übertragen konnte Sputnik 1. Aus der anfänglichen Idee, eine Bildungsressource zu entwickeln, entstand jedoch schnell eine großartige Vision.

Williams und sein damaliger Kollege Victor Aguero sahen beide eine Parallele zu der Art und Weise, wie Mikrocomputer zu einem „disruptiven Ereignis“ geworden waren, das die Technologie revolutionierte. „Die Vision war: Kann man mit weniger mehr erreichen? Können Sie, anstatt einen exquisiten Billionen-Dollar-Satelliten zu bauen, eine ganze Reihe viel billigerer Satelliten mit erheblichen Fähigkeiten ausstatten? “ er sagt.

Nach ihrer Promotion wechselten Williams und Aguero zu SRI International, wo sich Williams auf die Entwicklung und Nutzung von Kleinsatelliten im Allgemeinen und CubeSats im Besonderen konzentriert hat. Und jetzt beginnen sich die Früchte dieser Arbeit wirklich zu zeigen. Der kleine Satellitenmarkt explodiert.

Von 1998 bis 2012 wurden mehr als 120 kleine Satelliten gestartet. In den nächsten zwei Jahren hat sich diese Zahl mehr als verdoppelt. Die Liste läuft jetzt mit rund 500 kleinen Satelliten pro Jahr, die hauptsächlich aus Starlink-Einheiten bestehen. Obwohl sie keine CubeSats sind, wenden sie das gleiche Prinzip eines kleinen, einfachen Satelliten an, der in Massenproduktion hergestellt werden kann, um die Kosten niedrig zu halten.

Im Juli hat die britische Regierung kaufte eine 400-Millionen-Pfund-Beteiligung an OneWeb, die plant, eine eigene Konstellation von 650 kleinen Satelliten zu starten, um das Internet und einen Satellitennavigationsdienst bereitzustellen Großbritanniens Ausschluss vom Galileo-Projekt der EU wegen des Brexit.

Über Kommunikation und Navigation hinaus eröffnen kleine Satelliten eine völlig neue Welt wissenschaftlicher Untersuchungen. Das Europäische Raum Die Agentur (ESA) verfügt nun über ein engagiertes Team von Mitarbeitern, die untersuchen, welche Missionen rund um die Erde und im Weltraum von CubeSats ermöglicht werden.

Trotz aller Versprechen gibt es einige große Probleme mit Megakonstellationen. Einer der größten ist Weltraummüll. Wenn Satelliten im Orbit kollidieren, produzieren sie Trümmerwolken, die andere Satelliten zerstören und möglicherweise eine Kettenreaktion auslösen können, die als Kessler-Syndrom bekannt ist. Und wenn Megakonstellationen die Anzahl der Satelliten im Orbit exponentiell erhöhen, steigt die Gefahr.

“Plötzlich ist unser Weltraumverkehrsmanagement zunehmend belastet, was bestenfalls in einem frühen Stadium des Bestehens liegt”, sagt Hugh Lewis, Experte für Weltraummüll an der Universität von Southampton.

Ein frühes Beispiel für dieses Problem war im September 2019, als festgestellt wurde, dass sich einer der ersten Starlink-Satelliten auf einem Kollisionskurs mit dem 481 Millionen Euro teuren Aeolus-Erdbeobachtungssatelliten der ESA befindet. Aufgrund einer Fehlkommunikation zwischen den beiden Organisationen dauerte es nicht lange, bis die ESA eine halbe Umlaufbahn vor dem möglichen Zusammenbruch hatte bewegte ihren Satelliten außerhalb der Gefahrenzone.

“Es gibt viele Unbekannte und eine Menge Unsicherheit im Zusammenhang mit Dingen wie der Weltraumsicherheit”, sagt Lewis. “Wir haben noch keine Straßenverkehrsregeln.” Die gute Nachricht sei jedoch, dass fast alle kommerziellen Raumfahrtunternehmen, mit denen er gesprochen habe, sich dieser Probleme bewusst sind und ihr Bestes tun, um sie anzugehen.

Aber dann sind da noch die Astronomen. Sie werden vielleicht am meisten von den Megakonstellationen verlieren, da die Satelliten für immer ihre Sichtfelder überqueren und ihre Fähigkeit, Daten aus dem fernen Universum zu sammeln, beeinträchtigen werden. Nehmen wir zum Beispiel das Vera C Rubin Observatory, eine von Amerika finanzierte Einrichtung in Chile. Dieses gigantische Teleskop befindet sich seit mehr als 20 Jahren in der Entwicklung und kostet Millionen von Dollar. Es ist so konzipiert Beginnen Sie 2022 mit der tiefsten Vermessung des Nachthimmels aller ZeitenAber jetzt fragen sich die Astronomen, wie sie mit der Fülle von Starlink-Satelliten umgehen sollen, die jede Nacht über ihre Bilder streifen werden.


Nanosatelliten im Weltraum.

Eine ganz neue Welt der wissenschaftlichen Forschung … Nanosatelliten im Weltraum. Foto: Wissenschaftsgeschichte Bilder / Alamy Stock Foto

Robert Massey, der stellvertretende Geschäftsführer der Royal Astronomical Society, hat sich besonders für die Folgen interessiert und versteht, dass es sich um ein knorriges Problem handelt. “Ich erkenne, dass es mehrere Raumnutzungen gibt und dass Astronomen nicht die einzige Gemeinschaft sind, die daran beteiligt ist”, sagt er. „Andererseits kann man auch argumentieren, dass private Unternehmen nicht die einzigen Organisationen sind, die an der jetzt aufkeimenden Kommerzialisierung der erdnahen Umlaufbahn beteiligt sind. Sie sollten reguliert werden, genauso wie sie sich auf der Erdoberfläche und in der Atmosphäre, den Meeren usw. befinden. “

SpaceX hat diese Bedenken nicht ignoriert. Als Reaktion auf den Beinaheunfall mit der ESA behauptet das Unternehmen, Änderungen an seinem Kommunikationssystem vorgenommen zu haben. Darüber hinaus hat SpaceX aufgrund von Gesprächen mit der Royal Astronomical Society und anderen die neuesten Chargen des Raumfahrzeugs abgedunkelt und ein „Visier“ installiert, das verhindert, dass Sonnenlicht auf den Großteil des Satelliten fällt. Mit diesen beiden Modifikationen sollten die Satelliten nur mit bloßem Auge sichtbar sein, wenn sie sich in ihrer endgültigen Umlaufbahn befinden – obwohl dies nicht verhindern kann, dass sie die Sicht von Personen beeinträchtigen, die selbst das kleinste Teleskop verwenden.

Während einige dies für unerträglich halten, sehen andere die Dinge ganz anders. “Die Leute neigen dazu, in zwei Lager zu fallen”, sagt Gorman. “Einige sagen:” Es ist soweit, wir haben jetzt so viel Zeug in den Weltraum gebracht, dass es uns die ganze Zeit ins Gesicht sehen wird “, und das andere Leute sind unglaublich aufgeregt. “


Elon Musk.

Die Leute neigen dazu, in zwei Lager zu fallen: zweifelhaft und unglaublich aufgeregt … SpaceX-Gründer Elon Musk. Foto: Steve Nesius / Reuters

Williams ist einer der letzteren. „Die Sterne sind schön und die Planeten sind schön, aber wenn Sie versuchen, einen Achtjährigen zu fesseln, muss er sich bewegen. Ich erinnere mich an das erste Mal, als ich ein künstliches Objekt über den Himmel fliegen sah. Es war unglaublich “, sagt er. “Ich denke, wenn diese Konstellationen größer werden und diese Art von Bild für die Jugend leichter zugänglich wird, werden sie sich diese Dinge ansehen und sich fragen: Was können wir damit machen?”

In der Tat gab es viele Menschen, die bereits vom Anblick der Starlink-Züge begeistert waren und die sozialen Medien mit Bildern und Ausrufen überfluteten. Aber Massey glaubt, dass dies mehr vom Neuheitswert abhängt und dass das Interesse mit der Zeit nachlassen könnte. „Wenn Leute eine Reihe heller Satelliten sehen, die sich über den Himmel bewegen, sind sie natürlich sehr daran interessiert. Ich denke, das Problem ist, wenn Sie einen Himmel haben, der absolut voll von ihnen ist, auch wenn sie schwächer sind. Es ist ein bisschen wie ein blauer Himmel voller Flugzeuge und Kondensstreifen. Wir sehen das nicht unbedingt als etwas zum Feiern “, sagt Massey.

Die Geschichte der Menschheit war eine, in der wir unsere Assoziation mit dem Nachthimmel regelmäßig neu bewertet haben: von einem himmlischen Reich der Götter über einen Ort mystischen Einflusses auf unser Leben bis hin zu einem Universum unerreichbarer Himmelsobjekte und seiner Moderne Inkarnation als Reich der Ziele, die wir eines Tages kolonisieren könnten. Vielleicht ist die ständige Anwesenheit sichtbarer Satelliten nur ein weiterer dieser Wendepunkte.

Unabhängig davon, in welches Lager Sie fallen, besteht kein Zweifel daran, dass dies eine dramatische Veränderung gegenüber der bisher unverfälschten Art ist, die Natur und unseren Platz darin zu betrachten. Und nur die Zeit wird zeigen, welche Konsequenzen diese Änderung haben wird.

Stuart Clarks neuestes Buch, Unter der Nacht: Wie die Sterne Haben Formte die Geschichte von Menschheit, wird am 1. Oktober von Guardian Faber veröffentlicht

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