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In den nächsten zehn Jahren könnten fast alle Bilder, die Weltraumteleskope der NASA und ESA in der Erdumlaufbahn machen, durch Lichtverschmutzung von umliegenden Satelliten gestört oder unbrauchbar werden, wie eine Simulation zeigt. Demnach muss die Lichtverschmutzung durch Satelliten in der Erdumlaufbahn minimiert werden, um überhaupt noch erfolgreiche astronomische Forschung betreiben zu können. Unklar ist noch, wie das gelingen kann.
In der Erdumlaufbahn gibt es immer mehr künstliche Satelliten. Während es im Jahr 2019 noch rund 2.000 Stück waren, kreisen nun bereits rund 15.000 Satelliten im Erdorbit. Möglich wurde dieser rasante Anstieg, weil die Kosten für einen Raketenstart ins All gesunken sind. Dadurch lohnen sich unter anderem Satelliten-Konstellationen wie Starlink, die Breitband-Internet über den Orbit bereitstellen. Und der Trend hält an: Basierend auf einer Datenbank geplanter Satellitenstarts wird prognostiziert, dass sich in etwa zehn Jahren sogar 560.000 Satelliten im Orbit befinden könnten. Benötigt werden diese unter anderem für Telekommunikation und Navigation auf der Erde sowie zur Beobachtung des Wetters, des Klimas, der Umwelt und der militärischen Lage auf unserem Planeten.
Darüber hinaus kreisen in der Erdumlaufbahn auch Observatorien wie das Hubble-Teleskop der NASA, mit denen Astronomen in die andere Richtung blicken und den Kosmos erkunden. Dafür nehmen sie kontinuierlich Bilder vom All auf. Diese Aufnahmen können allerdings durch das Sonnenlicht gestört werden, welches von den glänzenden Oberflächen der umliegenden Satelliten reflektiert wird. Diese Lichtverschmutzung macht die Teleskopaufnahmen oft unbrauchbar, weil die Satelliten in ihnen helle Streifen oder störendes Streulicht hinterlassen. Etwa vier Prozent der Bilder, die das Hubble-Weltraumteleskop zwischen 2018 und 2021 erstellt hat, wiesen bereits solche Satellitenspuren auf.
Weltraumteleskope könnten kaum noch brauchbare Bilder machen
Forschende um Alejandro Borlaff vom NASA Ames Research Center haben nun untersucht, wie groß die Störeffekte der orbitalen Lichtverschmutzung für Weltraumteleskope künftig werden, bei zunehmender Anzahl von Satelliten. Dafür simulierten sie die zukünftige Sicht von vier Weltraumteleskopen – den bereits existierenden NASA-Teleskopen Hubble und SPHEREx, dem von der ESA für 2030 geplanten Teleskop ARRAKIHS und dem für 2026 geplanten chinesischen Xuntian-Teleskop. Diese Weltraumobservatorien befinden sich in Umlaufbahnen zwischen 400 und 800 Kilometern Höhe oder werden noch dort stationiert. Sie kreisen damit im niedrigen Erdorbit, einer besonders dicht mit Satelliten besetzten Zone.
Die Simulation ergab: Wenn sich in den 2030er Jahren 560.000 Satelliten im Orbit befinden, würde deren Streulicht 40 Prozent der von Hubble aufgenommenen Bilder und 96 Prozent der Bilder der anderen drei Teleskope beeinträchtigen. Pro Aufnahme wird dann das reflektierte Licht von durchschnittlich zwei Satelliten die Bilder im Sichtbereich von Hubble stören, bei SPHEREx sind es knapp sechs Satelliten bei ARRAKIHS 69 und bei Xuntian 92. Falls es sogar eine Millionen Satelliten im Erdorbit geben wird, würden die Bilder der Teleskope im Schnitt von vier (Hubble), neun (SPHEREx), 127 (ARRAKIHS) und 165 (Xuntian) Satelliten gestört. Demnach könnten die Weltraumteleskope in Zukunft kaum noch brauchbare Bilder machen.
Sollten Satelliten niedriger fliegen?
Bereits erprobte optische Blocker und schwarze Beschichtungen auf den Satellitenoberflächen haben sich als unzureichend erwiesen, um die Lichtreflektion zu verhindern. Als alternative Lösung für dieses Problem der Weltraumforschung schlagen Borlaff und seine Kollegen vor, Satelliten künftig in niedrigere Umlaufbahnen einzusetzen, so dass sie unterhalb der Teleskope der Astronomen operieren. Dieser Ansatz birgt allerdings das Risiko, dass die Emissionen dieser Satelliten die Ozonschicht der Erde stören. Besser wäre es daher, generell weniger Satelliten einzusetzen, um die Erforschung des Weltalls weiter betreiben zu können. Für die beiden noch in Planung befindlichen Teleskope empfiehlt das Team zudem, ihre Bauweise so anzupassen, dass der Blickwinkel durch möglichst wenig Streulicht gestört wird.
Quelle: Alejandro Borlaff (NASA Ames Research Center) et al.; Nature, doi: 10.1038/s41586-025-09759-5
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