Ultra-schwarze Beschichtung könnte Lichtverschmutzung durch Satelliten verringern

Das wachsende Problem der Satelliten-Lichtverschmutzung

Es besteht kein Zweifel: Der Himmel füllt sich mit Satelliten, die regelmäßig vorbeiziehen und Lichtspuren hinterlassen, die die Sternenbeobachtung, die Hobby-Astronomie, die astronomische Forschung beeinträchtigen und eine erhebliche Bedrohung für natürliche Ökosysteme darstellen können. Das Problem liegt im Design der Satelliten selbst, die Solarpaneele umfassen, die Sonnenlicht reflektieren und ein künstliches, diffuses Leuchten erzeugen, das den Nachthimmel aufhellt und das Licht natürlicher Objekte (Mond, Planeten und Sterne) überdeckt. Da in den kommenden Jahren voraussichtlich 1,7 Millionen Satelliten in die Umlaufbahn gebracht werden, könnte es so weit kommen, dass Kinder nach oben schauen und sich fragen, warum der Mond und die wenigen verbliebenen natürlichen Objekte, die noch sichtbar sind, nicht über den Nachthimmel streifen.

Die Anwesenheit von Satelliten am Nachthimmel ist etwas, das die Menschheit seit dem Start von Sputnik 1 im Jahr 1958 erwartet. Von diesen Satelliten reflektiertes Sonnenlicht kann helle Streifen und Fackeln erzeugen, die (im besten Fall) optisch ansprechend sein können. Aber da die Anzahl aktiver Satelliten im Low Earth Orbit (LEO) jetzt fast 20.000 beträgt (und schnell steigt), gibt es zunehmende Bedenken, dass diese Streifen Teleskopbeobachtungen und großflächige Himmelsdurchmusterungen stören könnten.

Auswirkungen auf die astronomische Forschung

Einige Beispiele sind die Legacy Survey of Space and Time (LSST), die derzeit vom Vera C. Rubin Observatory durchgeführt wird. Unter ihren vielen Zielen wird diese zehnjährige Durchmusterung ein Inventar des Sonnensystems erstellen, einschließlich erdnaher Asteroiden (NEAs), Objekten des Hauptasteroidengürtels und vielem mehr. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Erforschung des transienten optischen Himmels und die Untersuchung von Objekten, die sich bewegen oder ihre Helligkeit ändern, was bei so vielen Streifen und hellen Punkten am Himmel sehr schwierig sein wird.

Die Störungen beschränken sich nicht nur auf professionelle Observatorien. Auch Amateurastronomen und Astrofotografen berichten von einer zunehmenden Anzahl ruinierter Bilder aufgrund von Satellitenspuren. Darüber hinaus beeinträchtigt die Lichtverschmutzung durch Satelliten natürliche Ökosysteme und stört das Verhalten nachtaktiver Tiere und Pflanzen, die auf natürliche Dunkelheit angewiesen sind.

Einführung der ultra-schwarzen Beschichtung

Um dieses Problem zu mildern, hat ein Forscherteam der University of Surrey ein neues ultra-schwarzes Beschichtungsmaterial für Satelliten entwickelt, das die Menge des reflektierten Lichts drastisch reduzieren könnte. In ihrer Studie, die kürzlich in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist, zeigten die Forscher, wie Vantablack® 310, eine ultra-schwarze Beschichtung, die von einem Spin-off der University of Surrey (Surrey NanoSystems) entwickelt wurde, die Lichtverschmutzung durch Satelliten im Low Earth Orbit (LEO) erheblich reduzieren könnte. Die Technologie entstand aus Arbeiten von Professor Ravi Silva, dem Direktor des Advanced Technology Institute (ATI) an der University of Surrey.

Wie Vantablack funktioniert

Vantablack ist eine super-schwarze Beschichtung aus vertikal ausgerichteten Kohlenstoffnanoröhren-Arrays, die fast alles einfallende Licht absorbiert. Ursprünglich für Weltraumanwendungen entwickelt, um Streulicht in empfindlichen Instrumenten zu reduzieren, wurde es für den Einsatz auf Satellitenoberflächen angepasst. Die Beschichtung kann über 99,9 % des sichtbaren Lichts absorbieren und reduziert die Reflektivität von Satellitenkörpern und Solarpaneelen drastisch.

Potenzielle Vorteile und Herausforderungen

Die Anwendung von Vantablack auf Satelliten könnte deren Helligkeit erheblich reduzieren, sie vom Boden aus weniger sichtbar machen und die Störung astronomischer Beobachtungen minimieren. Die Beschichtung ist zudem langlebig und kann den rauen Bedingungen des Weltraums, einschließlich extremer Temperaturen und Strahlung, standhalten. Allerdings gibt es Herausforderungen für eine breite Anwendung. Der Beschichtungsprozess muss sorgfältig kontrolliert werden, um eine gleichmäßige Abdeckung zu gewährleisten, und die Kosten für die Beschichtung Tausender Satelliten könnten erheblich sein. Darüber hinaus müssen Satellitenbetreiber möglicherweise die Vorteile einer reduzierten Lichtverschmutzung mit anderen Designüberlegungen wie Wärmemanagement und Effizienz der Stromerzeugung abwägen.

Ausblick

Die Entwicklung ultra-schwarzer Beschichtungen ist ein vielversprechender Schritt zur Minderung der Auswirkungen von Satellitenkonstellationen auf die Astronomie und die natürliche Umwelt. Da die Anzahl der Satelliten im Orbit weiter wächst, könnten Lösungen wie Vantablack unerlässlich werden, um den dunklen Himmel für zukünftige Generationen zu bewahren. Das Forschungsteam der University of Surrey arbeitet weiter an der Verfeinerung der Beschichtung und erforscht ihre Anwendungen im Weltraum. Mit der Zusammenarbeit von Satellitenherstellern und Regulierungsbehörden könnte diese Technologie dazu beitragen, dass der Nachthimmel eine Quelle des Staunens und der wissenschaftlichen Entdeckung bleibt.

Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Universe Today. Lesen Sie den Originalartikel.