EINE MILLION RECHENZENTREN IM ORBIT, GESEHEN VON RUBIN

Auf 2.663 Metern Höhe auf dem Cerro Pachón in Chile hat das Vera C. Rubin Observatory 2025 den Betrieb aufgenommen. Sein Weitwinkelteleskop mit einem 8,36-Meter-Hauptspiegel und seine extrem empfindliche Kamera führen den Legacy Survey of Space and Time (LSST) durch. Allein im ersten Jahr wird die Durchmusterung mehr Daten sammeln als alle bisherigen Beobachtungen der optischen Astronomie zusammen.

Unterdessen liefern sich Betreiber ein Rennen um den Start einer neuen Art von Satelliten: orbitale Rechenzentren, Raumfahrzeuge, die Computer tragen. Anträge von SpaceX und Starcloud bei der US-Bundeskommunikationsbehörde FCC sowie Pläne von Axiom Space, Orbital, Blue Origin, Project Suncatcher und anderen sehen zusammen weit über eine Million davon in niedriger Umlaufbahn vor. Im Juni 2026 waren erst einige wenige Prototypen geflogen.

Ein Schwarm, gebaut aus einem Antrag

Nayan Jangid und Siegfried Eggl (University of Illinois Urbana-Champaign), Meredith Rawls und Peter Yoachim (University of Washington und Rubin Observatory) sowie Connie Walker (NSF NOIRLab), allesamt auch Mitglieder des IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky, bauten aus dem SpaceX-Antrag eine Modellkonstellation: 998.240 Satelliten auf 94 Bahnschalen (Höhenschichten) zwischen 686 und 1.002 km Höhe. Die Hälfte befindet sich auf Bahnen, die um etwa 30 Grad gegen den Äquator geneigt sind. Die andere Hälfte ist sonnensynchron: Ihre Bahnen folgen der Grenze zwischen Tag und Nacht.

Jeder Satellit wird als hochskaliertes Starlink-ähnliches Raumfahrzeug modelliert: ein Körper von etwa 7 mal 3,5 Metern, Solarpaneele für 400 Kilowatt und ein weißer oder versilberter Radiator mit zwei Seiten von je 110 Quadratmetern, um die Wärme der Computer abzugeben.

Eine sechsstufige Verarbeitungskette verfolgte dann jeden Satelliten durch ein simuliertes Jahr von Rubins Beobachtungsplan: welche 30-Sekunden-Belichtungen er kreuzt, ob er von der Sonne beschienen wird, wie hell seine Spur in jedem der sechs Farbfilter der Kamera aussieht und wie viele Pixel er ruiniert.

Vier von fünf Aufnahmen in den schlimmsten Nächten

Im Durchschnitt zählt die Simulation rund 180.000 Satellitendurchgänge durch Rubins Gesichtsfeld und 60.000 sonnenbeschienene Spuren pro Nacht. In manchen Nächten enthalten je nach Jahreszeit bis zu 80 % von Rubins Aufnahmen mindestens eine beleuchtete Spur; übers Jahr gemittelt liegt der Anteil eher bei 20 %. Diese Zahl umfasst die gesamte Konstellation und alle Filter; die Arbeit nennt keine einzelne Nacht, und die Spitzen verteilen sich über das ganze Jahr.

Nacht für Nacht über ein simuliertes Jahr: in Grün der Anteil der Rubin-Aufnahmen, die von irgendeinem Satelliten gekreuzt werden; in Rot von einem sonnenbeschienenen, sichtbaren. Lücken sind Nächte ohne Beobachtungen. — Abbildung 1, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

Sonnensynchrone Satelliten richten unverhältnismäßig viel Schaden an: Da sie entlang der Tag-Nacht-Grenze fliegen, bleiben sie beleuchtet, wenn es am Observatorium schon dunkel ist.

Die Helligkeit folgt zwei Regimen. Diffuse Reflexion ergibt typischerweise eine Magnitude um 6; auf dieser Skala bedeuten kleinere Zahlen größere Helligkeit. Spiegelnde Lichtreflexe der riesigen Solarpaneele erreichen Magnitude 2 bis 4. Über das Jahr sind 83,9 % von rund 9 Millionen sonnenbeschienenen Spuren heller als Magnitude 7, die von der Internationalen Astronomischen Union empfohlene Grenze, und mehr als 229.000 heller als Magnitude 2 und damit leicht mit bloßem Auge sichtbar; für diese schreibt das Modell jeden Detektorchip ab, den die Spur kreuzt (die Kamera hat 189).

In der Dämmerung enthält eine typische Aufnahme rund 100 sichtbare Spuren gleichzeitig. Rubin würde in einer typischen Nacht 5 bis 10 % seiner Dämmerungspixel verlieren, einzelne Aufnahmen mehr als 90 %. Die Autoren weisen darauf hin, dass ihre Methode wahrscheinlich überschätzt, wie viele Spuren hell genug sind, um Pixel zum Überlaufen zu bringen (Sättigung).

Eine leuchtende Dämmerung

Indem es das Licht aller sonnenbeschienenen Satelliten über dem Horizont aufsummierte, berechnete das Team auch, wie viel heller der Himmel selbst wird. In einer repräsentativen mondlosen Nacht, dem 15. Juli 2026, fügen die Satelliten während der Dämmerung in den Filtern u (nahes Ultraviolett), g (grün) und r (rot) mehr als 1.000 % des natürlichen Himmelsleuchtens hinzu; in Abbildung 11 erreicht das g-Band vor Tagesanbruch Spitzen über 3.000 %. Die Filter g und r sind typischerweise die, mit denen in der Dämmerung potenziell gefährliche Objekte des Sonnensystems entdeckt werden. Im tiefsten Teil der Nacht, wenn die Satelliten in den Erdschatten eintreten, sinkt der Überschuss fast auf null. Selbst bei Vollmond steigt das Himmelsleuchten in mehreren Filtern um mehr als 100 %. Die Autoren vermuten, dass sich diese Aufhellung als der größte Schaden für die Wissenschaft erweisen könnte.

Himmelshelligkeit im Verlauf der mondlosen Nacht vom 15. Juli 2026, vom u-Filter (oben) bis zum y-Filter (unten): in Blau der natürliche Himmel, in Rot mit den Satelliten; rechts der prozentuale Anstieg, am höchsten in der Abend- und Morgendämmerung. — Abbildung 11, Jangid et al. (2026), arXiv:2610.31772.

Keine einfache Lösung

Das Team testete die üblichen Gegenmittel. Mit nur 10 % der Konstellation, rund 100.000 Satelliten, verlieren Dämmerungsaufnahmen immer noch 2,33 % ihrer Pixel pro Nacht, gegenüber 6,88 % mit der vollen Flotte, und eine Aufnahme verliert 87 %. Eine Verringerung um den Faktor zehn teilt den Schaden nicht durch zehn, denn ein einziger heller Lichtreflex reicht, um eine Aufnahme zu dominieren. Niedrigere Bahnen halten Satelliten länger im Schatten, doch die Lichtreflexe in der Dämmerung bleiben, und kürzere Lebensdauern bedeuten mehr Starts. Betreiber könnten Lichtreflexe von Chile weglenken, aber nur für jeweils ein Unternehmen und ein Observatorium. Rubin in der Abenddämmerung nach Osten und in der Morgendämmerung nach Westen auszurichten, erscheint vielversprechend, wurde aber nicht simuliert.

Die Studie hat ihre eigenen blinden Flecken: idealisierte Bahnen, deren jede Position genau bekannt ist, kein Weltraumschrott, keine dunklen Satelliten, die vor Sternen vorbeiziehen, keine Radioastronomie. Und einer der aufgeführten Schäden lässt sich nicht rückgängig machen: Bei einem Phänomen, das nur ein einziges Mal zu sehen ist, bedeutet eine helle Spur auf dem falschen Detektor, dass das Ereignis schlicht verpasst wird, ohne Chance auf eine Nachbeobachtung.