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StartseiteWissenschaft im BrennpunktVor lauter Satelliten keine Sterne mehr21.03.2021

Megakonstellationen bedrohen Astronomie Vor lauter Satelliten keine Sterne mehr

Schnelles Internet an jedem auch noch so abgelegenen Punkt der Erde - das ist die Vision von kommerziellen Projekten wie "Starlink" und "OneWeb". Im Monatsrhythmus werden ganze Satellitenschwärme in ihre Umlaufbahnen geschossen. Für Astronomen sind die "Megakonstellationen" ein einziger Albtraum.

Von Karl Urban

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Nach dem erfolgreichen Start von 60 Satelliten ist die Starlink-Kette im Nachthimmel über Wladiwostok zu sehen (27.4.2020)  (www.imago-images.de/Yuri Smityuk/TASS)
Die Starlink-Perlenschnur zieht über den Himmel in Wladiwostok (www.imago-images.de/Yuri Smityuk/TASS)
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Nördlich von Stuttgart führt ein gewundener Weg den Grünen Heiner hinauf; gekrönt ist der Hügel von einem einsamen Windrad. Von hier oben hat Stefan Seip einen freien Blick in den Winterhimmel.

"Na ja, wir können das schon gerne mal aufbauen. Ich hab kein Fernrohr mit, weil wir sind ja zu Fuß hier oben. Hier ist Mars, jetzt von Ihnen aus gesehen hinter dem Turm. In der Nähe vom Mond muss heute der Sternhaufen Messier 44 sein. Presepe, die Krippe, im Sternbild Krebs."

Seit über 30 Jahren fotografiert der Hobbyastronom Planeten, Sternhaufen und Galaxien. Immer häufiger kommt ihm aber etwas in die Quere: "Im Zenit ist ein Satellit. Zwei Stück, im Formationsflug. Auch sehr hell. Der Polarstern hat die zweite Größenklasse. Das heißt, wir liegen hier bei 0,5."

"Es ist schon sehr hell?" "Ja. Naja, da ich das jetzt schon sehr lange mache, muss ich wirklich sagen, es nimmt immer mehr zu. Da ist Starlink ist jetzt vielleicht der neue Kulminationspunkt. Es gibt inzwischen auch Weltraumschrott, der so hell ist, dass er auf Bildern zu sehen ist. Wenn man die durchs Teleskop aufnimmt, sind das unzählige Himmelskörper."

Die Satelliten-Sphäre füllt sich rasant 

Nach oben wird die Luft dünner und dünner. Über der Troposphäre, in der wir leben und atmen, folgt die Stratosphäre, dann die Mesosphäre. Ab 250 Kilometern sind nur noch wenige Luftpartikel übrig und es beginnt eine neue Zone, die allein die Menschheit geschaffen hat: die Satelliten-Sphäre. Bis 2019 waren es ungefähr 2.000 Satelliten. Kaum zwei Jahren später sind es 3.000. Und das ist erst der Anfang.

A SpaceX Falcon 9 rocket successfully launched 60 Starlink satellites from Space Launch Complex 40 (SLC-40) at Cape Canaveral Air Force Station, Florida, on May 23, 2019. SpaceX s Starlink is a next-generation satellite network capable of connecting the globe, especially reaching those who are not yet connected, with reliable and affordable broadband internet services. Following stage separation, SpaceX landed Falcon 9 s first stage on the Of Course I Still Love You droneship, which was stationed in the Atlantic Ocean. PUBLICATIONxINxGERxSUIxAUTxHUNxONLY WAX2019052505 SPACEX   (www.imago-images.de) (www.imago-images.de)Weltraumrechtler: "Satellitenschwärme sind keine geringe Gefahr" 
Da die Raumfahrt zunehmend kommerzialisiert werde, sei zu befürchten, dass Sicherheitsstandards etwa für Satelliten auf der Strecke bleiben, sagte der Weltraumrechts-Wissenschaftler Stephan Hobe im Dlf. Die bestehenden Regelungen seien da nicht mehr ausreichend.

24. Mai 2019. Um halb fünf morgens startet von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida eine Falcon-9-Rakete. Deren Nutzlastbucht an der Spitze ist vollgepackt mit 60 Satelliten. Es sind die ersten Starlink-Satelliten von SpaceX.

In der folgenden Nacht richtet der Satelliten-Enthusiast Marco Langbroek in den Niederlanden seine Kamera auf den Himmel und startet die Aufnahme. Langbroek veröffentlicht das Video in einem Tweet, der sofort Wellen schlägt.

"Woaa! Bereitet euch darauf vor, verblüfft zu werden! Der Zug der Starlink-Satelliten ist vor 25 Minuten über Leiden in den Niederlande gezogen."

Das Video ist gerade mal 38 Sekunden lang und zeigt, wie zwischen einzelnen schwach leuchtenden Sternen eine Perlenkette weißer Punkte von rechts unten nach links oben zieht. Es sind sehr helle Punkte. In den Niederlanden gehen zeitgleich UFO-Meldungen ein. Für Astronomen aber sind sie ein bitterer Vorgeschmack. Sie fürchten um den Zugang zum sternenübersäten Firmament.

Die Vision: Internet für jeden auf der Welt

Megakonstellationen sind so neu, dass noch vor zweieinhalb Jahren Firmenchefs wie Greg Wyler die Idee persönlich auf dem Deutschen Kongress für Luft- und Raumfahrt in München erklären musste. "Danke, dass Sie mich eingeladen haben. Hier ist ein Bild, das unsere Mission zeigt."

Wyler zeigt damals das Bild eines Einfamilienhauses, vielleicht irgendwo im südlichen Afrika: mit angegriffener Fassade, aber Solarzellen und einer quadratischen Parabolantenne auf dem Dach.

"Nachdem ich meine erste Firma verkauft hatte, ging ich nach Afrika, um Schulen ans Internet anzuschließen. Ich habe eine Menge Glasfaser verlegt. Und ich habe festgestellt, dass Gräben auszuheben aufwändig ist. Wir haben in einigen der schwierigsten Gegenden der Welt gegraben, wie hier im Grenzgebiet von Kongo und Ruanda. Es ging nur langsam voran. Es war teuer. Und ein einzelner Faserstrang bricht viel häufiger, als man denkt."

Modell eines OneWeb-Satelliten bei der Projektvorstellung im Kennedy's Exploration Park in Titusville, Florida. (16.3.2017)  (imago stock&people/Kim Shiflett)Unspektakuläres Kästchen mit Solarmodulen - ein Modell eines OneWeb-Satelliten (imago stock&people/Kim Shiflett)

Wyler erzählt, wie ihm damals etwas klar wurde: Noch immer habe fast die Hälfte der Weltbevölkerung keinen Zugang zum Internet. Und die Dienste der Satellitenanbieter seien teuer und viel zu langsam. Die meisten Kommunikationssatelliten kreisten auf sehr wenigen Bahnen in großer Höhe – die Datenrate reiche da kaum aus, um an einer Videokonferenz teilzunehmen. Wyler schwebt etwas ganz Anderes vor: Er will Hunderte Satelliten auf viel tieferen Bahnen kreisen lassen – und mit ihnen ein Versprechen einlösen:

"Das gleiche oder sogar noch schnelleres Internet, das Sie hier gewohnt sind, wird für jeden auf der Welt verfügbar sein. Jeder Mensch in Nicaragua oder Namibia oder Panama oder Nigeria wird Zugang haben."

Starlink-Streifen lösen Alarm bei Astronomen aus

Wyler nennt seine neue Firma OneWeb. Doch nicht OneWeb ist am Ende Vorreiter beim Aufbau der ersten Megakonstellation, auch nicht der Wettbewerber Amazon, der ein eigenes Satellitennetzwerk plant. Es ist Starlink. Dessen Mutterkonzern SpaceX möchte noch 2021 mit dem ersten global verfügbaren Breitband-Internet Fakten schaffen – und schreitet auf diesem Weg schnell voran.

Astronomen haben diese Pläne anfangs wenig beachtet. Bis eine Beobachtung im Mai 2019 sie endgültig alarmiert: "2019 schauten Amateurastronomen in den Himmel und entdeckten auf ihren Bildern Streifen. Da war mir sofort klar, was passierte."

Niemand ist von den Plänen derart betroffen wie Anthony Tyson, der ein astronomisches Hoffnungsprojekt bedroht sieht. Es ist sein Lebenswerk. Tony Tyson, wie seine Kollegen ihn nennen, ist heute 79 Jahre alt – und seine Geschichte beginnt in den späten 1970er-Jahren. Damals ist er Angestellter der Bell Laboratories, einem privaten Forschungsinstitut. Die Astronomie betreibt er eher nebenher.

Während die meisten Astronomen noch mit Fotoplatten arbeiten, erkennt Tyson das Potenzial von "Charge-coupled Devices", lichtempfindlichen Mikrochips. Er versucht als einer der ersten, mit diesen CCDs schwache Gravitationslinsen-Effekte nachzuweisen. Das sind weit entfernte Galaxien, deren Licht auf dem Weg zu uns durch massereiche Sternenansammlungen abgelenkt und gebündelt wird. Gut 20 Jahre später, als CCDs in der Astronomie angekommen sind, denkt der Physiker weiter:

"Wir hatten festgestellt, dass es noch viel besser gehen müsste. Wir könnten im Prinzip eine größere Kamera bauen mit viel mehr CCD-Chips. Und wir könnten wahrscheinlich auch ein besseres Teleskop entwerfen, ein größeres Teleskop mit einem größeren Blickfeld und einem größeren Spiegel. Das war 1996."

Das Gebäude des Vera C. Rubin Observatory in den chilenischen Anden (Illustration) (LSST/NSF/AURA)Massive Starlink-Reflektionen auf nahezu jeder Aufnahme: Das geplante LSST in den chilenischen Anden (LSST/NSF/AURA)

LSS-Teleskop könnte erdnahe Asteroiden aufspüren

Tony Tyson träumt von der größten jemals gebauten Weitwinkel-Kamera und einem passenden Teleskop. Es soll Nacht für Nacht große Teile des gesamten Sternenhimmels ablichten. In den folgenden 25 Jahren arbeitet er beständig auf dieses Ziel hin: Er entwickelt erste Pläne für das Teleskop samt einer Kamera mit 3.200 Megapixeln. Sie soll zehn Millionen mal lichtschwächere Objekte auflösen können als das menschliche Auge. Vor allem soll sie Anhaltspunkte für die Verteilung der Dunklen Materie liefern, deren Natur bis heute ungeklärt ist.

"Die ersten zehn Jahre waren schwierig, weil die Behörden, die das Projekt finanzieren sollten, schon eine Menge andere Dinge vorhatten. Also musste ich private Mittel auftreiben."

2010 dann wird das Projekt bei einer Evaluation als bedeutendstes erdgebundenes Teleskop genannt. Ausschlaggebend war, dass es mit seiner gewaltigen Kamera auch viele bislang unerkannte erdnahe Asteroiden würde aufspüren können. "Wie sich herausstellte, war das das entscheidende Argument."

Das Teleskop wird nach Vera Rubin benannt, der Physikerin, die erste Hinweise für Dunkle Materie entdeckt hatte. Und es bekommt wegen seines einzigartigen Blickfelds einen Beinamen: Large Synoptic Survey Teleskop, LSST: das große synoptische Übersichtsteleskop. Die Bauarbeiten beginnen im Juli 2014 in den Anden im Norden von Chile. 2022 soll es losgehen. Doch längst hat sich die Sicht auf dem Cerro Pachón, einem der dunkelsten und trockensten Beobachtungsorte der Erde, verschlechtert.

Eine Kette von Starlink-Satelliten zieht über den Horizont, unten die Erde - ein Foto aus der Internationalen Raumstation ISS vom 13.4.2020  (www.imago-images.de/ISS/Cover Images)Auch von Bord der ISS lassen sich die Starlink-Ketten beobachten (www.imago-images.de/ISS/Cover Images)

Starlink stört Himmelsaufnahmen massiv

Es geht nicht darum, dass einzelne Satelliten gelegentlich das Blickfeld einer Kamera kreuzen. Damit können Astronomen leben und damit hatte auch das Team um Tony Tyson gerechnet. Es geht darum, dass im extraweiten Blickfeld seiner Kamera jederzeit Hunderte Satelliten sichtbar sind. Direkt nach dem ersten Starlink-Start wird Tyson aktiv.

"Ich ging in mein Labor hier an der University of California in Davis. Ich hatte da einen LSST-Hardware-Simulator gebaut. Der besteht aus einer Maske, die alles Mögliche anzeigen kann, Sterne oder Galaxien, und die das auf eine unserer CCDs projiziert. Ich habe eine Maske eingesetzt, die einen Streifen erzeugt. Wir haben sie liebevoll unsere Starlink-Maske genannt."

Die simulierte Starlink-Perlenkette zog also am Simulator des künftigen Vera-Rubin-Teleskops vorbei. Weil der Bildausschnitt des Teleskops recht groß und die Belichtungszeit lang sein wird, dürfte kaum eine dieser Himmelsaufnahmen überhaupt frei von Satelliten-Strichen sein.

"Wir waren schockiert, als wir sahen, dass da nicht einfach nur ein Streifen auf der CCD erschien. Es gab auch parallele Striche, die ein rein elektronischer Effekt sein mussten. Das hing wohl damit zusammen, dass wir beim Messen viele Videokanäle übereinander legen. Ich erkannte in diesem Moment: In der Software können wir diesen Effekt nur zu einem gewissen Grad korrigieren."

Ein Anruf in der SpaceX-Zentrale bei Elon Musk

Tyson sah jetzt zwei Möglichkeiten. Entweder politisch aktiv werden – und versuchen, neue Gesetze und Regeln zum Schutz des Nachthimmels auf den Weg zu bringen. Ein langer und zeitraubender Weg. Oder die Flucht nach vorn antreten. "Ich hatte 35 Jahre in der Industrie gearbeitet. Und ich hielt es für das Beste, auf unsere Kollegen bei SpaceX zuzugehen und zu sagen: Hey, wir haben ein Problem. Lasst uns zusammenarbeiten, um es zu lösen."

Der Physiker ruft kurzerhand in der SpaceX-Zentrale in Hawthorne in Kalifornien an. Und er hat Firmenchef Elon Musk am Telefon, der ihm sagt: Wir bringen das in Ordnung. Die Pläne des Unternehmens sind zu diesem Zeitpunkt schon weit gediehen, aber eigentlich ein Firmengeheimnis. Allerdings nutzen Satelliten Funkfrequenzen, um ihre Daten zu übertragen. Und dafür ist die "Internationale Telekommunikation-Union" ITU zuständig.

"Bei der ITU wird weltweit ausgearbeitet, auf welchen Frequenzen bestimmte Dienste arbeiten. Das wird dann letztlich in nationales Recht der Mitgliedsstaaten umgesetzt."

Das sagt Benjamin Winkel, Astronom am Radioteleskop Effelsberg, der sich gut mit Nutzungsrechten für Radiofrequenzen auskennt. Auch SpaceX war gezwungen, seine Frequenzen und damit auch die Zahl all seiner Satelliten offenzulegen. "Die amerikanische Regulierungsbehörde, die FCC, hat Starlink dann entsprechend auch eine Genehmigung erteilt. Das ist ein interessantes Detail, dass Satellitendienste zwar weltweit reguliert sind, aber trotzdem jedes Land nach Belieben einem Satellitendienst die Lizenz geben darf."

Illustration von SpaceX: Die vier großen Antennenflächen auf der zur Erde gewandten Seite der Starlink-Satelliten sind nun dunkel statt hell beschichtet (SpaceX)Bei der "Darksat"-Bauform der Starlink-Satelliten sind die Antennenflächen schwarz statt hell (SpaceX)

Schwarz beschichtete "Darksat"-Variante wird zu heiß

Ursprünglich wollte SpaceX 1.600 Satelliten starten, dann 12.000, vielleicht werden es langfristig sogar 42.000. All das ahnt Tony Tyson nur, als er wegen drohender Streifen auf den astronomischen Aufnahmen im Mai 2019 zum Telefonhörer greift.

"SpaceX entschied sich, dieses Problem grundsätzlich anzugehen. Sie haben eine eigene Abteilung dafür geschaffen, mit der wir zusammenarbeiten. Sie behandeln das, wie es sich gehört: als ein Experiment."

Im Januar 2020 startet neben 59 normalen Starlink-Satelliten ein erster DarkSat. Seine Oberfläche ist schwarz beschichtet. Aber das ändert nur wenig an dessen Helligkeit am Nachthimmel – und außerdem wird der dunkle Satellit zu heiß.

"Dann kamen sie mit einer wirklich cleveren Idee, einem Sonnenschirm aus Plastik. Er entfaltet sich nach dem Start und beschattet dann die Unterseite des Satellitenkörpers. Sie haben eine ganze Menge von denen gebaut. Wir haben uns die Satelliten vom Boden aus angesehen und sie waren wirklich etwas dunkler. Es gibt aber noch andere Probleme, an denen wir gemeinsam arbeiten, damit sie noch dunkler werden."

Illustration der Maßnahmen von SpaxeX als Reaktion auf die Beschwerden von Astronomen: Starlink-Satelliten und ihr klappbares Sonnensegel werden jeweils so ausgerichtet, dass sie möglichst wenig Sonnenlicht in Richtung Erdoberfläche reflektieren  (SpaceX)Rollmanöver und das Umklappen des Sonnensegels sollen die Reflexionen der Starlink-Satelliten reduzieren (SpaceX)

Neue Starlink-Variante mit Plastik-Schattenspender

Bis heute gelangten über tausend Starlink-Satelliten in den Orbit, seit August 2020 sind alle mit dem Plastik-Visor ausgestattet. Auf seiner Webseite verspricht das Unternehmen, dass seine Satelliten langfristig dunkler als die siebte astronomische Größenklasse sein sollen. Damit wären sie, wenn sie ihre finale Bahnhöhe erreicht haben, noch in den dunkelsten Gegenden der Erde für das menschliche Auge unsichtbar. Für das Vera-Rubin-Teleskop in Chile aber ist das Problem noch immer nicht gelöst. Anthony Tyson: "Wenn Sie sich im Internet ein Bild eines Starlink-Satelliten ansehen, sehen Sie jede Menge Hardware darauf. Das summiert sich auf, jede reflektiert ein bisschen Sonnenlicht."

Die Ingenieure sind jetzt dabei, kleine Reflexe an einzelnen Antennen oder den Solarzellen weiter zu reduzieren. Für Teleskope ganz unsichtbar werden die Satelliten nie werden – denn dafür sind sie zu komplex aufgebaut und Teleskope am Boden viel zu lichtempfindlich. "Es sieht leider so aus, dass wir in den meisten unserer Bilder während der Himmelsdurchmusterung Satelliten-Streifen aufnehmen werden. Aber zumindest einen Teil der anderen elektronischen Echos werden wir los."

Das Vera-Rubin-Teleskop nimmt unterdessen Gestalt an - im Februar 2021 wurde auf der Baustelle die tonnenschwere Halterung für das Teleskop eingebaut. Doch bei vielen Astronomen bleibt ein banges Gefühl: Hinter Großteleskopen stecken häufig Jahrzehnte an Vorarbeit und lange Kämpfe um öffentliche Gelder. Die Satellitenschwärme dagegen realisierten sich pfeilschnell.

Das Radioteleskop bei Effelsberg in der Eifel gehört zum MPI für Radioastronomie in Bonn (MPIfR)Auch Aufnahmen des Radioteleskops bei Effelsberg werden durch Satelliten-Funksignale erheblich gestört (MPIfR)

Satelliten-Funksignale stören Radiotelekope

20 Kilometer südlich von Bonn, in einem kleinen Tal des Ahrgebirges der Eifel dreht sich seit 40 Jahren die mächtige Parabolantenne des Radioteleskops Effelsberg. Es ist noch immer das zweitgrößte vollbewegliche Radioteleskop seiner Art. Auch dieses Teleskop wird durch die Megakonstellationen gestört – wenn auch nicht durch die Lichtpunkte, sondern wegen ihrer Funksignale. Benjamin Winkel:

"Es ist eigentlich qualitativ keine neue Geschichte. Es ist eher die Quantität, die uns jetzt etwas Sorgen macht. Wir haben dann sehr viele Satelliten, die permanent sichtbar sind. Früher war es so, dass solche problematischen Satelliten ab und zu mal an der Blickrichtung des Teleskops vorbeikamen. Und die waren dann auch entsprechend für Störungen gut. In Zukunft wird das viel häufiger eintreten."

Anders als die optischen Großteleskope, die wegen zunehmender Lichtverschmutzung auf hohe Berge oder in entlegene Wüsten zogen, war die Lage für Radioteleskope bisher weniger ungemütlich. Denn Benjamin Winkel und seine Kollegen haben einen gewissen politischen Einfluss. "Die Bedeutung der Radioastronomie wurde schon früh erkannt und hat auch dafür gesorgt, dass Regularien erstellt wurden, die dafür sorgen sollen, dass wir bestimmte Frequenzen zu unserem Schutz frei gehalten haben, auf denen wir dann besonders gut beobachten können."

Die Bundesnetzagentur, die in Deutschland solche Regularien festlegt, hat auch für die neuen Satelliten-Netzwerke bereits Vorschriften erlassen: Trotzdem wird das wissenschaftliche Arbeiten schwieriger.

"Wenn man sich vorstellt, dass die Starlink-Satelliten ihre Funksignale wie Taschenlampen aus dem Weltraum aussenden, indem sie ihre Strahlrichtung einstellen, können sie damit beliebige Orte auf der Erde beleuchten. Und vorgesehen ist, dass diese Lichtkegel eben nicht in Richtung Effelsberg zeigen dürfen. Das heißt aber noch lange nicht, dass wir, wenn wir Beobachtungen machen, nicht sehen, dass die da oben Lichtkegel in andere Richtungen aussenden, einfach weil wir auch aus seitlicher Orientierung immer noch einen gewissen Anteil der Strahlung aufnehmen können."

Eine Soyuz-2.1b-Rakete hebt im "Vostochny Cosmodrome" ab und bringt 36 OneWeb- Satelliten in den Orbit. (18.12.2020)  (www.imago-images.de/Yuri Smityk/TASS)Die OneWeb-Satelliten werden mit russischen Soyuz-2-Raketen ins All geschossen - obwohl Russland ein eigenes Satelliten-Internet plant (www.imago-images.de/Yuri Smityk/TASS)

Aufbau der Megakonstellationen geht unaufhaltsam weiter

Währenddessen schreitet der Aufbau der ersten Megakonstellationen der Menschheit weiter unaufhaltsam voran. Im November 2019 startet die fünfte Rakete mit 60 Satelliten an Bord. Anfang Januar 2020 nochmal 60. Ende Januar 60. Im Februar. Im März. Im April. Anfang Juni. Ende Juni. Anfang August 60. Ende August 60. Anfang September 60. Ende September 60. Im November 60. Im Januar 2021 starten zehn. Anfang Februar nochmal 60. Ende Februar 60. Anfang März 60. Allein im Jahr 2020 bringt SpaceX 833 Starlink-Satelliten ins All.

Die in Masse produzierten Begleiter bleiben nicht alle im Orbit. Manche erleiden Systemausfälle und verglühen Monate später wieder.

Das computergenerierte Bild zeigt Weltraummüll früherer Weltraummissionen, der neben intakten Satelliten um die Erde kreist. (ESA/dpa) (ESA/dpa)Weltraumschrott in Erdumlaufbahn 
Über 3.000 aktive Satelliten kreisen um die Erde, dazu kommen defekte Satelliten, alte Raketenstufen und Bruchstücke explodierter Objekte. Die lückenlose Überwachung des Weltraumschrotts wird immer wichtiger. Mit der Radaranlage GESTRA bei Koblenz sollen Kollisionen im erdnahen Orbit verhindert werden.

Der Starlink-Konkurrent OneWeb hat bis März 2020 gerade einmal 74 Satelliten gestartet. Dann meldet er Involenz an, weil sein größter Investor sich zurückzieht. Am Ende springen ein indischer Telekommunikationskonzern und der britische Staat mit einer Milliarde Dollar ein. Die zeitweilige Schwäche von OneWeb hat mit der Pandemie zu tun. Aber sie wirft auch ein Schlaglicht auf das große unternehmerische Risiko, das hinter den neuen Konstellationen steckt. Die Anbieter können erst Kunden auf der Erde gewinnen, wenn sie einen Großteil ihrer Satelliten ins All gebracht haben. Ob ihr Geschäftsmodell überhaupt trägt, wissen sie also erst hinterher.

Die Astronomin Meredith Rawls von der University of Washington erinnert sich an eine der vielen Fachkonferenzen, wo genau darüber diskutiert wurde: "Die Hälfte der Zeit haben wir nur über Satelliten-Konstellationen gesprochen. Damit habe ich eigentlich nichts zu tun. Es ist einfach aufgetaucht."

Leistungsfähiger Internetzugang über erdnahe Satelliten-FormationenSatelliten-Internet - das war lange Zeit eine teure Speziallösung. Für Journalisten, Militärs, Expeditionsteilnehmer oder eben auch ganz normale Leute, die darauf angewiesen waren, von irgendeinem beliebigen Punkt auf dem Erdball ins Netz zu kommen - koste es, was es wolle. Und mit Signallaufzeiten, die zwar für das Übermitteln von Mails oder Dateien oder den Abruf von Webseiten akzeptabel waren, nicht aber für Spiele oder für Videokonferenzen. Eine Speziallösung eben, keine wirkliche Alternative zu einem normalen Breitbandzugang. Die "Megakonstellationen" von "LEO-", von "Low Earth Orbit"-Satelliten sind ein völlig neues Konzept: Hier sind Upload-, Download- und Latenzzeiten durch die niedrigen Umlaufbahnen plötzlich konkurrenzfähig; ebenso wie der monatliche Preis von rund 100 Dollar pro Monat - zumindest für Kunden in Industriestaaten.

Wer braucht das Satelliten-Internet überhaupt - und kann es auch bezahlen?

Die einfache Frage, die im Oktober 2020 in ein Diskussionspapier mündet, lautet: Wie viele Menschen würden überhaupt von einem Internet-Angebot profitieren? Das Papier schätzt dabei zwei einfache Parameter gegeneinander ab: Wie groß ist der Anteil der Menschen ohne schnellen Internetanschluss – und wie viele können sich ein solches Angebot überhaupt leisten? 

"Es gibt sehr wenige Länder, in denen Satelliten-Internet gleichzeitig benötigt wird und erschwinglich ist. Das größte Land ist China und das ist amüsant, weil die Chinesen Starlink vermutlich gar nicht nutzen werden." Gerade die Befürworter von Starlink hören das allerdings nicht gerne: "Wenn man in einem öffentlichen Forum über SpaceX redet - und es gibt dort viele Leute, die große Fans des Unternehmens sind - dann werden die keine Kritik tolerieren."

Astronomen sollen sich nicht dem Fortschritt in den Weg stellen. Teleskope könne man ja auch ins All starten. Oder sie gleich auf dem Mond bauen.

"Viele Leute glauben, dass diese Satellitenkonstellationen einen dringenden Bedarf decken sollen. Und das scheint einfach nicht der Fall zu sein. Ich möchte hier sehr deutlich sein: Für Internetzugang im Allgemeinen und speziell im ländlichen Raum gibt es einen wirklichen Bedarf. Das bestreite ich überhaupt nicht. Aber die Idee, dass der einzige und beste Weg darin besteht, Zehntausende Dinger in den Nachthimmel zu schießen, ohne über die Folgen nachzudenken, das ist kein guter Plan."

Die Diskussion wird über soziale Netzwerke heftig geführt. Die Astronomen gehören zu den stärksten Kritikern der neuen Satellitennetzwerke. Aber wie steht es wirklich um das Versprechen, ein bezahlbares Internetangebot für die Ärmsten zu bieten?

Starlink-Satelliten im Formationsflug mit senkrecht ausgeklapptem Sonnensegel funken die Internet-Signale auf das jeweils abgedeckte Segment der Erde hinunter (Illustration)  (www.imago-images.de/Mark Garlick/Science Photo Library)Internet aus dem All an jedem Punkt der Erde - das ist die Mission des Starlink-Schwarms (www.imago-images.de/Mark Garlick/Science Photo Library)

Satelliten-Internet könnte politische Zensur aushebeln

Muhammed Akinyemi ist Journalist in Nigeria und hat erst kürzlich zu den Problemen der Internetversorgung in Afrika recherchiert. Als wir gerade ins Gespräch kommen, bricht erstmal die Verbindung ab. "Hallo." Hallo, jetzt funktioniert es wieder. Ich kann Sie hören."

Akinyemi erzählt, dass er für zwei verschiedene Internetanbieter bezahlt. Der zweite funktioniere gerade. Manchmal sei es aber auch die Regierung, die aus Angst vor Protesten gleich alle Verbindungen kappt. Deshalb biete schnelles Satelliten-Internet im Prinzip eine immense Chance für Afrika. "Bis jetzt war es für die Regierung einfach, den Zugang zu sperren, weil sie die Internetprovider im Land haben. Aber bei einem multinationalen Unternehmen wie SpaceX, das jeden Zentimeter der Welt zu jeder Zeit abdecken kann, reduziert sich die Kontrolle der Regierung maximal."

Doch SpaceX kann nicht einfach seine Dienste gegen den Willen einer Regierung anbieten. Staaten wären in der Lage, den Verkauf der Empfangsantennen zu verbieten, genauso wie die Nutzung der Funkfrequenzen über ihrem Territorium. In Afrika entstünde ein Flickenteppich von demokratischeren Regierungen, die Satelliten-Verbindungen zulassen, und solchen, die das Angebot blockieren.

Dazwischen immerhin könnten ein paar Schlupflöcher entstehen: "SpaceX könnte seine Dienste in der Republik Benin anbieten. Dann wären die Nigerianer im Südwesten des Landes nahe der Grenze zu Benin in der Lage, das Angebot von Starlink zu nutzen. Und das würde bedeuten, dass die nigerianische Regierung dort keine Kontrolle mehr darüber hätte, wie das Internet genutzt wird."

Kosten der Starlink-Nutzung für viele Menschen völlig utopisch

Es bleibt die Frage nach den Kosten. Akinyemi gibt zu: Bei seinem eigenen Einkommen kann er es sich leisten, für mehrere Internetanbieter zu bezahlen. Doch allein 40 Prozent der Nigerianer lebt von weniger als einem Euro im Monat. In den USA ist eine Registrierung für den Dienst seit wenigen Monaten möglich. Für Internet via Starlink verlangt SpaceX dort 100 Dollar pro Monat. Für die meisten Menschen in Nigeria und vielen afrikanischen Staaten eine astronomische Summe: "Für viele Leute ist es ein Interessenskonflikt: Bleiben sie im Internet oder haben sie etwas zu essen?"

Symbolbild für das Galileo-Navigationssystem mit einem Satelliten vor der Erdkugel mit Europa (imageBROKER) (imageBROKER)Satelliten und Erdbeobachtung - Das große Geschäft mit dem Weltall 
Für Ende Februar ist der Start der ersten von mehreren hundert Satelliten geplant, die künftig jeden Punkt der Erde mit schnellem Internet versorgen sollen. Viele Unternehmen drängen in das Geschäft mit Satellitennavigation und Erdbeobachtungsdaten. Europa nimmt dabei eine führende Rolle ein.

Am Ende ist der Aufbau der Megakonstellationen im Erdorbit auf vielen Ebenen ein Wagnis: Werden die Anbieter genügend Kunden finden, um die Milliardeninvestitionen wieder einzuspielen? Können sie auch für entstehenden Weltraumschrott haftbar gemacht werden, wenn die automatische Absenkung am Lebensende der Satelliten einmal nicht funktioniert? Was passiert, wenn einzelne Satelliten zusammenstoßen? Und was bedeutet all das für die Astronomie? Anthony Tyson:

"Für manche wissenschaftlichen Fragestellungen sind die Striche auf den Aufnahmen ein Problem. Und es ist ein Job, den die astronomische Community gar nicht haben wollte. Es ist ein unbezahlter Job. Die Astronomen werden nicht bezahlt, um das Problem zu lösen. Und wir Instrumentenbauer können das Problem auch nicht lösen, denn wir bauen vor allem die Teleskope."

(14.3.2021) Vor dem dunklen Horizont startet eine Falcon-9-Rakete im Kennedy Space Center in Florida.  (www.imago-images.de/Joe Marino)Eine Falcon 9-Rakete bringt das 22. Paket von Starlink-Satelliten ins All (www.imago-images.de/Joe Marino)

"Wir erleben die Industrialisierung des Weltraums"

Tony Tyson hofft, dass all die Maßnahmen von SpaceX, die Satelliten dunkler zu machen, auch von anderen Anbietern übernommen werden. Aber das Zeitalter der Megakonstellationen hat gerade erst begonnen. Nicht nur westliche Technologiekonzerne wollen die Chance nutzen. Der EU-Wirtschaftskommissar denkt über ein Satellitennetzwerk für die Europäische Union nach. Konzerne in China und Russland planen eigene Netzwerke aus Tausenden Satelliten. Kann es da wirklich gelingen, die Folgen für die Astronomie in Grenzen zu halten?

"Jedes Unternehmen, mit dem ich gesprochen habe, hat mir gesagt, dass sie uns bis zu einem gewissen Grad helfen wollen. Aber es gibt eine Menge anderer Leute, mit denen wir nicht gesprochen haben oder die nicht mit uns sprechen müssen, weil sie nicht der amerikanischen Regulierungsbehörde FCC unterliegen et cetera. Diese Zahl von 100.000 Satelliten ist leider realistisch. Ich glaube, wir erleben gerade die Industrialisierung des Weltraums."

Auf dem Grünen Heiner packt Stefan Seip zusammen. Wir sind uns nicht sicher, ob die zwei Satelliten zu Starlink gehören. Eigentlich waren sie dafür zu hell. "Sehr schön, also der Staub hat nachgelassen. Man sieht den Mars und darüber die Plejaden."

Er möchte Elon Musk und Greg Wyler mit ihren Megaplänen nicht grollen, genauso wenig wie er per se etwas gegen Straßenlaternen hat, die den Nachthimmel viel mehr verändert haben als alle Satelliten zusammen. "Es gibt immer Pro- und Contra-Argumente. Ganz klar. Also falsch wäre, wenn man jetzt kategorisch Satelliten ablehnt. Ja, das wäre ja der Wahnsinn. Wir alle profitieren davon."

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