Mehr Satelliten, weniger Himmel: Wie Megakonstellationen astronomische Bilder beeinträchtigen könnten

Am 1. Juli 2026 veröffentlichte die Europäische Südsternwarte (ESO) die Ergebnisse einer Studie zu den möglichen Auswirkungen von Satellitenkonstellationen auf astronomische Beobachtungen. Ihr Autor, Olivier Hainaut, simulierte Position, Bewegung und Helligkeit bestehender und geplanter Flotten. Die ESO teilte mit, dass die Studie zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics angenommen worden war.

Im Mittelpunkt steht nicht nur die Frage, wie viele Lichtpunkte ein astronomisches Foto durchqueren könnten. Satellitenlicht kann auch die Hintergrundhelligkeit des Himmels erhöhen, selbst wenn die Objekte mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Dabei handelt es sich um unterschiedliche Auswirkungen, die in der Studie beide berechnet werden. Die Ergebnisse beschreiben simulierte Szenarien und nicht die gemessene Wirkung einer bereits gestarteten künftigen Flotte.

Von Tausenden Satelliten im Orbit zu wesentlich größeren Plänen

Nach Angaben der ESO-Mitteilung ist die Zahl der Satelliten im Orbit seit 2019 rasch gestiegen und lag zum Zeitpunkt der Veröffentlichung der Studie bei mehr als 14.000. Diese Zahl umfasst die aktiven Satelliten; zählt man auch inaktive Raumfahrzeuge und Trümmer hinzu, nannte die Mitteilung insgesamt 32.000 Objekte. Die in der Analyse berücksichtigten Vorschläge würden mehr als 1,7 Millionen Satelliten hinzufügen.

Dazu gehört der Plan von SpaceX, eine weitere Million Satelliten für Rechenzentren im Weltraum zu starten. Weitere von der ESO genannte Vorschläge umfassen die Konstellation Cinnamon von E-Space sowie CTC-1 und CTC-2 aus China. Das US-Unternehmen Reflect Orbital plant seinerseits große Satelliten mit Spiegeln, die nachts Sonnenlicht zur Erde reflektieren sollen. Das Unternehmen schlägt vor, dass die Lichtkegel mindestens fünf Kilometer über der Erdoberfläche abdecken, und hat als Ziel 50.000 Satelliten bis 2035 angekündigt.

Diese Pläne dürfen nicht mit Satelliten verwechselt werden, die bereits am Himmel stehen. In einer Ergänzung ihrer Mitteilung erklärte die ESO, die US-amerikanische Federal Communications Commission (FCC) habe Reflect Orbital am 9. Juli den Einsatz eines Demonstrationssatelliten genehmigt. Die Information unterscheidet diese Genehmigung für einen Prototyp von den Plänen zum Aufbau einer vollständigen Konstellation.

Spuren können Teile der Bilder überdecken

Ein von der Sonne beleuchteter Satellit kann eine helle Linie hinterlassen, wenn er das von einem Teleskop beobachtete Gesichtsfeld durchquert. Um diesen Effekt zu untersuchen, simulierte Hainaut Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO in Paranal, Chile. Im untersuchten Szenario wären zwei Stunden nach Beginn der Nacht auf jedem Bild Dutzende Spuren zu sehen. Der Verlust des Gesichtsfelds könnte bis zu 28 % betragen.

Diese Berechnung für das VLT setzt voraus, dass die Satelliten so lichtschwach sind, dass sie bei guten Bedingungen mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Die ESO warnt, dass einige Kameras stärker betroffen sein könnten, wenn die Satelliten etwas heller wären. Insbesondere weist die Mitteilung darauf hin, dass die Kamera des Vera-C.-Rubin-Observatoriums mehrere Stunden pro Nacht überwiegend unbrauchbare Bilder liefern könnte. Der Mechanismus ist entscheidend: Bei Kameras mit komplexer Elektronik und hoher Dichte kann eine Spur, die den Detektor sättigt, Geisterspuren erzeugen und möglicherweise ein ganzes Bild verunreinigen.

Der Verlust entspricht nicht immer einem schmalen Streifen auf dem Foto. Laut Studie können helle Spuren je nach Kamera größere Bildbereiche beeinträchtigen. Daher ist der für das VLT-Instrument berechnete Anteil des Gesichtsfelds nicht mit der Schätzung unbrauchbarer Rubin-Bilder gleichzusetzen: Es geht um unterschiedliche Kameras und unterschiedlich beschriebene Auswirkungen.

Auch die allgemeine Helligkeit des Himmels kann zunehmen

Der andere Wirkungsweg ist auf einem einzelnen Foto weniger offensichtlich: Das Licht der Konstellationen kann zur Hintergrundhelligkeit des Himmels beitragen. Wie die ESO erläutert, können Satelliten, die für eine direkte Sicht zu lichtschwach sind, einen Schleier aus diffusem Licht erzeugen. Das Licht hellerer Satelliten kann außerdem beim Durchgang durch die Atmosphäre in verschiedene Richtungen gestreut werden. Hainauts Analyse berücksichtigte neben den einzelnen Spuren auch diesen Effekt.

Die Spiegelsatelliten von Reflect Orbital stellen in den Simulationen einen besonders hellen Fall dar. Den von der ESO wiedergegebenen Berechnungen zufolge erschiene ein Satellit, den man innerhalb eines seiner Lichtkegel sieht, viermal heller als der Vollmond. Auch außerhalb des Lichtkegels wäre jeder Satellit etwa so hell wie die Venus. Für die vollständige Konstellation mit 50.000 Satelliten berechnet die Studie, dass der Himmel insgesamt drei- bis viermal heller sein könnte.

Die Schätzung für Reflect Orbital beruht auf einer wichtigen Bedingung: In den Simulationen wurde angenommen, dass kein Satellit seinen Lichtkegel direkt auf ein Observatorium oder in dessen Nähe richtet. Selbst unter dieser Annahme könnte laut ESO die Spur eines einzigen Spiegelsatelliten eine Beobachtung mit einer Kamera wie der des Rubin-Observatoriums ruinieren. Bei der vollständigen Flotte wären, solange die Satelliten von der Sonne beleuchtet werden, im simulierten Szenario sämtliche Bilder einer solchen Kamera verloren.

Die vorgeschlagene Begrenzung und ihre Bedingungen

Als Reaktion auf die Ergebnisse schlägt Hainaut vor, die Gesamtzahl der bestehenden und künftigen Satelliten auf 100.000 zu begrenzen, sofern sie lichtschwach genug sind, um von einem dunklen Standort aus mit bloßem Auge unsichtbar zu bleiben. Die ESO-Mitteilung präzisiert, dass ihre Helligkeit unter der visuellen Magnitude 7 liegen müsste. Laut Text würde dieses Niveau auch verhindern, dass Satelliten Detektoren wie den der Rubin-Kamera sättigen.

Hainaut betont, dass 100.000 keine exakte Grenze zwischen einem geschützten und einem beeinträchtigten Himmel darstellt: Er sagt, dass ihm 50.000 lieber wären, und vergleicht die Verluste durch 100.000 Satelliten mit denen anderer technischer Probleme, etwa Geräteausfällen. Außerdem ist die vorgeschlagene Zahl an die Helligkeit gebunden. Wenn einige Satelliten heller wären als der angegebene Schwellenwert, müsste die Gesamtzahl deutlich niedriger sein.

Die ESO erklärte, sie habe die Studie als Grundlage für ihre Antworten auf Anträge von SpaceX und Reflect Orbital bei der FCC verwendet, in Zusammenarbeit mit der britischen Royal Astronomical Society und der Internationalen Astronomischen Union. Die Entscheidung über diese Anträge lag bei der Kommission. Die von der ESO präsentierten wissenschaftlichen Ergebnisse, die Startpläne der Unternehmen und regulatorische Entscheidungen sind somit getrennte Elemente: Die Studie schätzt die Folgen für astronomische Beobachtungen unter bestimmten Bedingungen, während die Vorschläge und ihre Genehmigungen darüber entscheiden, welche Flotten in den Orbit gelangen könnten.

Welche Schlussfolgerungen die Simulationen zulassen

Die Arbeit hebt zwei Schwierigkeiten für die optische Astronomie vom Boden aus hervor: Spuren, die einzelne Belichtungen stören, und zusätzliche Helligkeit, die sich über den Himmel ausbreiten kann. Die Simulationen liefern quantitative Schätzungen für die in der ESO-Mitteilung beschriebenen Instrumente und Flotten. Ihre Ergebnisse hängen jedoch von Annahmen wie der Satellitenhelligkeit und dem Beobachtungszeitpunkt sowie – im Fall von Reflect Orbital – der Ausrichtung der Lichtkegel ab.

Hainauts Vorschlag, die Gesamtzahl auf 100.000 lichtschwache Satelliten zu begrenzen, ist daher eine bedingte Empfehlung und kein universeller, als exakt dargestellter Schwellenwert. Die Zahl muss zusammen mit dem Hinweis gelesen werden, dass bei helleren Satelliten eine noch geringere Gesamtzahl erforderlich wäre. Die Studie beschreibt die Debatte über Megakonstellationen damit anhand konkreter Beobachtungsgrößen: Wie viele Spuren beeinträchtigen Bilder, wie stark wird der Himmelshintergrund aufgehellt und welche Helligkeitsbedingungen werden den Berechnungen zugrunde gelegt?