Beeinträchtigung von astronomischen Teleskopen durch Megakonstellationen

Es gibt sehr gute Neuigkeiten, was die Beeinträchtigung von Starlink betrifft:

Zitat

(...)

Musk: Starlink will have zero effect on astronomy; will take steps otherwise. Working with science community. Running a bunch of experiments, like painting phased-array antenna black and creating a “sunshade” to minimize reflections.

Der letzte Punkt ist...gewagt. Wahrscheinlich meint er, dass auf mittlerer bis weite Sicht die Astronomie nahezu nicht beeinträchtigt wird.

(...)

Das klingt für mich sehr, sehr positiv. Und es klingt für mich so, als wäre man bald schon so weit, erste neue Test von neuen Technologien an den Satelliten durchzuführen.

hättest ruhig auch meine 3. Zeile mit zitieren können. Ich sehe die Aussage auch nicht nur kritisch.

Immerhin sieht man hier, dass auch andere Maßnahmen erwogen werden. Und dass Sonnenschild ist wohl auch eine 'neue' vielversprechende Abdunklungsmethode.

Wenn der DarkSat trotz dunkler Beschichtung wirklich kaum dunkler sein sollte müsste man sich wirklich wohl erst einmal um die Reflektionseigenschaften der Antennen kümmern. Und sollte das auch nicht helfen muss man eben versuchen die Solarstrahlung direkt vom Satelliten weg zu halten. Und da ist ein extra "Sonnenschild" (wie immer das auch aussehen wird) die naheliegendste Idee.

Hallo Zusammen,

ein Artikel von Forbes gibt einiges aus der Veranstaltung wider.

Elon Musk: Starlink Will Cause ‘Zero’ Problems For Astronomy.

Speaking at the 2020 Satellite Conference in Washington DC, Musk said he thought there was “zero” chance that Starlink would have any impact on astronomy, and SpaceX was taking steps to address some of the concerns from the astronomy community.

“I am confident that we will not cause any effect whatsoever in astronomical discoveries,” Musk said. “Zero. That’s my prediction. We’ll take corrective action if it’s above zero.”

Musk went on to add that SpaceX was “running a bunch of experiments to paint the phased array antenna black instead of white,” a possible reference to the so-called “darkened satellite” launched by the company earlier this year.

 
He also noted the company was working on a “sunshade” for the satellites, adding: “There are certain angles where you can get a reflection.
“We’re launching a sunshade, changing the color of the satellite… aesthetically this should not be an impact.”

Auf der Satellitenkonferenz 2020 in Washington DC sagte Musk, dass es keine Chance gebe, dass Starlink Auswirkungen auf die Astronomie haben würde, und SpaceX unternahm Schritte, um einige der Bedenken der Astronomie-Community auszuräumen.

"Ich bin zuversichtlich, dass wir bei astronomischen Entdeckungen keinerlei Auswirkungen haben werden", sagte Musk. "Null. Das ist meine Vorhersage. Wir werden Korrekturmaßnahmen ergreifen, wenn es über Null liegt. "

Musk fügte hinzu, dass SpaceX "eine Reihe von Experimenten durchführte, um die Phased-Array-Antenne schwarz statt weiß zu lackieren", ein möglicher Hinweis auf den sogenannten "abgedunkelten Satelliten", den das Unternehmen Anfang dieses Jahres gestartet hatte.

Er bemerkte auch, dass das Unternehmen an einem „Sonnenschutz“ für die Satelliten arbeitete und fügte hinzu: „Es gibt bestimmte Winkel, in denen Sie eine Reflexion erhalten können.
"Wir starten einen Sonnenschutz, ändern die Farbe des Satelliten, ästhetisch sollte dies keine Auswirkungen haben."

Quellen:
https://www.forbes.com/sites/jonathanocallaghan/2020/03/09/elon-musk-starlink-will-cause-zero-problems-for-astronomy/#61b9150c36b7
https://twitter.com/thesheetztweetz/status/1237120863121608711

Beste Grüße
Gertrud

In einem neuen Artikel von https://www.spektrum.de/news/sonne-mond-und-starlink/1712538?utm_source=dlvr.it&utm_medium=twitter wird die Situation sehr schön zusammengefaßt.

Danke für den Link mit dem Artikel.
"GELD REGIERT DIE WELT....."
Rudolf

"Geld regiert die Welt"?

In welchem Sinne? Was willst du uns damit sagen?

Es gibt jetzt erste Bodenmessungen der Helligkeit des dunkler beschichteten Starlink-Satelliten, der seit Anfang des Jahres im Orbit ist:
im Vergleich: die Helligkeit beträgt 7,57 mag (Standard-Starlink-Satellit: 6,69 mag) ...

"First observations and magnitude measurement of SpaceX’s Darksat https://arxiv.org/pdf/2003.07251.pdf -> Special 'darkening treatment' makes brightness go from 6.69 mag in g band to 7.57 mag (at 976km), essentially from 'terribly bright' to...'terribly bright' " (Dan Scolnic)

https://twitter.com/DScol/status/1239717963923677184

der seit Anfang des Jahres im Orbit ist

Sorry, aber ich bezweifle ernsthaft, dass der Satellit schon auf seiner geplanten Position und vor allem schon für den Kommunikationsbetrieb ausgerichtet ist.
Daher sind die Messungen vollkommen sinnlos, da man nicht die Helligkeit der Beschichtung, sondern die Helligkeit der nicht ausgerichteten Solarzellen misst.

Liegt es am medium (Twitter) oder warum müssen diese Meldungen immer so plakativ sein?

7.5 dürfte man an den meisten Standorten nicht mehr sehen und es gibt viele andere Satelliten, die deutlich heller erscheinen.
(Disclaimer: Für die beobachtende Astronomie natürlich immer noch zu viel. Und: weniger ist besser).

Zitat

der seit Anfang des Jahres im Orbit ist

Sorry, aber ich bezweifle ernsthaft, dass der Satellit schon auf seiner geplanten Position und vor allem schon für den Kommunikationsbetrieb ausgerichtet ist.
Daher sind die Messungen vollkommen sinnlos, da man nicht die Helligkeit der Beschichtung, sondern die Helligkeit der nicht ausgerichteten Solarzellen misst.

Hervorhebung von mir - Starke Worte. Wie viele Satelliten werden sich im Regelbetrieb regelmäßig im Aufstieg oder im Deorbiting befinden? Wie sind sie dabei ausgerichtet? (Nicht zur Kommunikation im Betriebsnetz ...). Schon deswegen sind die Messungen nicht sinnlos.

Gruß   Pirx

Wie viele Satelliten werden sich im Regelbetrieb regelmäßig im Aufstieg oder im Deorbiting befinden? Wie sind sie dabei ausgerichtet?

Weniger als 10%. (bei 60 Monaten Laufzeit. jeweils 3 Monaten Auf/-Abstieg. Orbitänderungen und -anhebungen in der Rechnung praktisch irrelevant.

Bei nur 1 Monat auf/abstieg wären es 3% der Konstellation, oder (bei einer 12k Konstellation) ~400 Stück.

PS: Die Messungen sind tatsächlich alles andere als Sinnlos!
Ob sie aber über die praktischen Auswirkungen des DarkSat so viel Aussagen ist zweifelhaft.

Wie viele Satelliten werden sich im Regelbetrieb regelmäßig im Aufstieg oder im Deorbiting befinden?

Folgende Zahlen sind für die Bahn bei 550 km mit 1584 Satelliten:

Der Aufstieg wird 45, 60 und 75 Tage dauern. (1. Bahn, 2. Bahn und 3. Bahn). Im Schnitt also 60 Tage. Achtung, meine Grafiken Zeigen 85  Tage an, das ist dann aber für die 4. Bahn. So viele Satelliten wird es im Betrieb aber nicht geben. Der Abstieg wird voraussichtlich auch so lange dauern, also 45 Tage.

Rechnung:
- Aufstieg: 60 Tage
- Betrieb: 6 Jahre = 2190 Tage
- Abstieg: 45 Tage
- Summe = 2295 Tage im All

Das ganze Prozentual:
- Aufstieg: 2,6%
- Betriebsdauer: 95,5%
- Abstieg: 2%

Das ganze als Summe in Satelliten:
- Aufstieg: 43 Satelliten
- Betrieb: 1584 Satelliten
- Abstieg: 33 Satelliten

Wie sind sie dabei ausgerichtet?

- Aufstieg: In Flugposition
- Betrieb: In Betriebsposition
- Abstieg: In Flugposition



Wichtig: Wir sind noch nicht im Regelbetrieb. Noch sind alle Satelliten in Flugposition. Denn in Flugposition drehen sie sich quasi aus dem Wind. Die restliche Atmosphäre bremst die Satelliten somit weniger und sie brauchen weniger Treibstoff. Wie diese Position aussieht, habe ich in Beitrag #227 grafisch gezeigt.

Wichtig 2: Ggf. kommt noch ein Reservesatellit je Bahn hinzu. Ob SpaceX das macht bezweifel ich jedoch ganz stark. Denn die haben das Netz so engmaschig gebaut, daß ein defekter Satellit zwar nicht schön ist, aber auch kein Problem darstellt. Hierzu gibt es jedoch keine Quellen, es ist also abzuwarten, was SpaceX machen wird.

Schon deswegen sind die Messungen nicht sinnlos.

Ich war vielleicht etwas unpräzise.

Daher sind die Bodenmessungen der Helligkeit des dunkler beschichteten Starlink-Satelliten vollkommen sinnlos.
Da die Messungen keinerlei Aussagekraft darüber haben, ob die dunklere Beschichtung wirkt.

Liegt es am medium (Twitter) oder warum müssen diese Meldungen immer so plakativ sein? ...

Nebenschauplatz ! In dem Tweet wird explizit auf die Originalveröffentlichung verwiesen. Dort wird ausdrücklich die Helligkeit zweier Starlink-Satelliten in vergleichbaren Orbits (= noch nicht den Endorbits) gemessen. Der von SpaceX mit einer besonderen Beschichtung versehenen Starlink 1130 (DarkSat) wird verglichen mit Starlink 1113 (mit Standard-Oberflächen). Beide Sats haben also die gleiche Orientierung - auch wenn es noch nicht die endgültige Betriebsorientierung ist.
 Die erreichte Helligkeitsreduzierung beträgt 55% (+/- 4,8%).
Schwarzbeschichtungen in optischen Instrumenten erreichen bis zu 2 Größenordnungen (d.h. >99% Reduzierung), statt nur den Faktor 2. Beispiel: "Vantablack"
Der Fortschritt besteht darin. dass endlich mal "harte" Messdaten auf dem Tisch liegen und nicht nur die jeweilige persönliche Sym- und Antipathie geschwenkt wird !

Jetzt gibt es auch eine Reaktion von SpaceX auf die auch hier diskutierte Vorabveröffentlichung auf arxiv.

https://spacenews.com/spacex-claims-some-success-in-darkening-starlink-satellites/

Wie zu erwarten, bewerten die einen als "success", was die anderen als "zu mickrig" bezeichnen ...

Wir wissen ja inzwischen, dass die Flachantennen noch nicht extra beschichtet wurden.

D.h. die dunkle Beschichtung kann die Reflektion kaum stärker reduzieren als den Anteil den die Beschichtung am der Sat-Unterseite besitzt (~70% ?). Eine 55%ige Reduzierung der Reflektion schöpft dieses Potential also schon recht stark (zu round about 80%) aus.

1. Erkenntnis: Sollte man auch die Antennen dunkel beschichten können ist noch einmal eine wesentliche Reduzierung möglich.
2. Erkenntnis: Selbst in der derzeitigen Lage spielt die Reflektion am PV-Ausleger keine große Rolle.

---

Aus dem Artikel:

Tony Tyson, Chefwissenschaftler des Vera Rubin Observatory:

“If we could make those particular spacecraft, the Starlinks, darker by 10 to 20 times, it may remove many of these artifacts,” he said. “It won’t remove the main trail — it will always be there — but it would remove the artifacts so that we might be able to get the science out of the data.”

Zumindest für sein Observatorium bräuchte er eine 10-20fache Reduktion, um die Artefakte auf den Aufnahmen zu verhindern.

“This is a continuing experiment,” Tyson said of the DarkSat observations, noting that measurements of its brightness were taken just the night before. The data from the small Chilean telescope analyzed in the arXiv preprint came primarily from a single night of observations in early March after DarkSat reached its operational orbit.

Die Beobachtungen aus diesem Paper kommen von einer einzelnen Nacht. Die Ergebnisse sind also noch vorläufig und müssen weiter validiert werden.

Tyson, though, emphasized the cooperation between SpaceX and the astronomy community to reduce the brightness of future Starlink satellites. “We’ve had a really delightful collaboration going now for a couple months with SpaceX engineers,” he said. “There are a lot of ideas on the table for darkening their satellites. This is just the first.”

Die Zusammenarbeit mit SpaceX laufe seit einigen Monaten wundervoll und es gibt eine ganze Reihe weiterer Ideen um diese Sats weiter abzudunkeln.

Zitat von: Pirx am 17. März 2020, 13:22:05

Schon deswegen sind die Messungen nicht sinnlos.

Ich war vielleicht etwas unpräzise.

Daher sind die Bodenmessungen der Helligkeit des dunkler beschichteten Starlink-Satelliten vollkommen sinnlos.
Da die Messungen keinerlei Aussagekraft darüber haben, ob die dunklere Beschichtung wirkt.

Ganz ehrlich? Verstehe ich überhaupt nicht. Man könnte "Bodenmessungen der Helligkeit des dunkler beschichteten Starlink-Satelliten" mit Messungen unbeschichteter Satelliten im gleichen Flugregime vergleichen.

Gruß   Pirx

Was aber keine Aussagekraft über die Wirkung der Beschichtung im finalen Orbit hätte (da wir einfach einmal nichts darüber wissen, wie sich das Flugregime auf die Reflektionen auswirkt).

Aber da befinden wir uns eh im Hypothetischen, weil wir wohl noch nicht einmal sicher sagen können, in welchem Flugregime wir uns befinden.

https://twitter.com/Marco_Langbroek/status/1242136773670703106

Ein neues Vergleichsbild zum Darksat von SpaceX.
Der Veröffentlicher schätzt die Helligkeit der Vergleichssatelliten auf mag +4 to +4.5 und des Darksat auf mag +6 - +6.5

Zwei Magnituden können zumindest für das menschliche Auge und einige Astrofotografen einen ordentlichen Unterschied machen. Aber wir hoffen natürlich noch auf mehr...

Dieses Abbild eines Starlink-2 Satelliten in seinem 384 km Orbits, wohl nahezu im Zenit abgelichtet, zeigt gut wo die große Leuchtstärke der Satelliten im Transit herkommen: nämlich von den quer gestellten Solarpanelen.

Tweet:
https://twitter.com/ralfvandebergh/status/1243175334817734657

Bild:

Hallo Sensei,
die Bilder und auch  https://spaceweathergallery.com/indiv_upload.php?upload_id=161169 zeigen, dass die Reflexion fast vollständig von den Solar Panels kommt. Das erklärt auch, warum dieser "Darksat" eben nicht dunkel genug wird, denn die Solar-Panele kann man ja nicht schwarz anmalen.

Das steht auch klar im Gegensatz zur Aussage von SpaceX bei der Royal Astronomical Society, dass die Solar-Panels nicht für die hohe Reflektivität verantwortlich sind.

Gruss
Düsentrieb

Ich vermute mal, dass E.M. demnächst ein update für die Lageregelung präsentieren wird, also einen Kompromiss, in dem nicht nur die optimale Antennenausrichtung, sondern auch eine möglichst geringe Reflexion der Solarmodule zur Erde berücksichtigt wird.

Das hat bei der Verringerung des Diesel-Schadstoffausstoßes ja auch sehr gut funktioniert und man konnte erstmal so weitermachen ohne teure Hardware-Lösungen zu installieren oder gar die Produkte nochmal komplett zu überdenken. 

@Sensei: Gibt es das gleiche Foto auch von einem Satelliten, welche seine Orbitalhöhe von 550 km (fast) erreicht hat? Noch sind es ja 0 Satelliten, welche 550,0 km erreicht haben. Alle Satelliten pendeln zwischen 549,7 km bis 549,9 km. Ich bin mal gespannt, ob wir so ein Foto bekommen werden, vom ersten Satelliten, welcher in den Betriebsmodus wechselt.

@Rok: Ein Update an der Lageregelung? Die Lageregelung ist leider noch nicht im Betriebsmodus, sondern im Treibstoff sparenden Flugmodus. Dazu dreht sich der Satellit so, daß seine Oberfläche in Bewegungsrichtung möglichst kein wird. Die letzte mir bekannte Info (noch von vor Corona) war, daß im Mai eine Militärübung stattfindet, wo das Netz für getestet werden soll. Also wird sich der Status nicht ändern. Auch die Orbitaldaten (Siehe #227) zeigen das gleiche.

Auch für den zivilen Betrieb müsste das Basisnetz weitgehend fertig sein. Und da sind wir erst bei 1/3, was sicher viel zu wenig ist. (Details: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13231.msg475291#msg475291)

Hallo Zusammen,

die Senatoren  fordern das Government Accountability Office (GAO)  auf, die  Federal Communications Commission (FCC) - Entscheidung, Satellitenkonstellationen von einer Umweltprüfung auszunehmen, zu überprüfen, da diese Satelliten Auswirkungen auf den Nachthimmel haben.

In einem Brief von 2.04.2020 an General Gene Dodaro baten Sens. Tammy Duckworth (D-Ill.) und Brian Schatz (D-Hawaii) das GAO, die vor Jahrzehnten getroffene Entscheidung der FCC zu überprüfen, Satellitensysteme, die FCC-Lizenzen beantragen, nicht der Umweltverträglichkeitsprüfungen zu unterwerfen.

Die Senatoren zitieren in ihrem Schreiben eine Entscheidung der FCC aus dem Jahr 1986, wonach Satellitensysteme unter eine „kategorische Ausnahmeregelung“ von National Environmental Policy Act (NEPA) fallen, für die eine Umweltverträglichkeitserklärung (Environmental Impact Statement (EIS) oder eine Umweltanalyse (Environmental Analysis (EA) für größere Aktionen verlangt, die von der Bundesregierung durchgeführt oder beaufsichtigt werden.
Die Ausnahme bedeutet, dass Satellitensysteme, die FCC-Lizenzen beantragen, keiner Analyse unterzogen werden müssen, was teuer und zeitaufwändig sein kann.

Die National Environmental Policy Act von 1969 („NEPA“)  wurde so gestaltet, dass zukünftige Technologien und Aktivitäten einbezogen werden, die sich der Kongress damals nicht vorstellen konnte. Die Entscheidung über die Regulierung lag bei dem Council on Environmental Quality (CEQ). Der rasche Anstieg oder der kommerzielle Weltraumbetrieb ist ein perfektes Beispiel dafür. Die Wissenschaftler haben daher argumentiert, dass erdumlaufende Satelliten gemäß den NEPA-Vorschriften ausdrücklich berücksichtigt werden sollten.
Quellen:
https://spacenews.com/senators-ask-gao-to-review-fcc-oversight-of-satellite-constellations/
https://www.darksky.org/the-human-environment-includes-orbital-space/
https://www.darksky.org/wp-content/uploads/2020/03/IDA-MuddLaw-CEQ-Comment-200310.pdf


Die Teleskop-Nahaufnahme von Starlink Satelliten aus dem Link von @Duesentrieb.
Verwendet wurde ein 10-Zoll-Teleskop und eine ALccd 5L-11-Mono-CMOS-Kamera im Sekundärfokus. Die Verfolgung erfolgte vollständig manuell.

Details

Kredit:Ralf Vandebergh am April 10, 2020 @ The Netherlands
Quelle:
https://spaceweathergallery.com/indiv_upload.php?upload_id=161169

Beste Grüße
Gertrud

Ja, es ging mir um die Beeinträchtigung im Betriebsmodus, der Flugmodus hat ja nur einen geringen Anteil an der Gesamtdauer.