Wanneer de 8×8 meter grote satelliet volledig operationeel is, schijnt hij met dezelfde helderheid als Procyon, de achtste helderste ster aan de nachtelijke hemel. En dat leidt tot grote frustratie bij astronomen.
Toen de BlueWalker 3-satelliet vorig jaar werd gelanceerd, zorgde dat al meteen voor ophef. Astronomen vreesden dat de satelliet, vooral vanwege zijn enorme omvang en de helderheid die hij uitstraalt, het observeren van de nachtelijke hemel zou bemoeilijken. En helaas is die vrees nu werkelijkheid geworden. Want waarnemingen van de satelliet laten zien dat deze een van de meest opvallende objecten aan de nachtelijke hemel is, met alle gevolgen van dien.
De BlueWalker 3-satelliet, ontwikkeld door AST Space Mobile, werd op 10 september 2022 gelanceerd en in een lage baan om de aarde gebracht. Deze satelliet fungeert als een prototype voor een beoogd toekomstig netwerk van 243 soortgelijke satellieten die zijn ontworpen voor mobiele communicatie. Zo is het doel om mobiele of breedbanddiensten wereldwijd beschikbaar te maken, ongeacht de locatie. Het moet gewone mobiele telefoons in staat te stellen direct verbinding te maken via satelliet, vooral in gebieden waar de mobiele dekking zwak is of ontbreekt. Omdat de signalen van reguliere mobiele telefoons relatief zwak zijn (ze zijn ontworpen om een zendmast op een beperkte afstand te bereiken, niet een satelliet die zich op 700 kilometer hoogte bevindt), heeft de satelliet een enorme platte phased-array-antenne van 8 bij 8 meter. Deze antenne fungeert als een soort spiegel en weerkaatst het zonlicht terug naar de aarde.
Kunstmatige satellieten die in een baan om de aarde draaien, kunnen er helder uitzien doordat ze het zonlicht weerkaatsen. Denk nog maar eens terug aan de Starlink-satellieten, waar destijds ook veel om te doen was. Maar de BlueWalker 3-satelliet spant wel echt de kroon. Dat heeft met name te maken met zijn enorme omvang. De satelliet heeft een aanzienlijk oppervlak van 64,3 vierkante meter, wat het grootste commerciële antennesysteem is dat ooit in een lage baan om de aarde is geplaatst. Door zijn grootte weerkaatst het logischerwijs veel zonlicht. Dit maakt de satelliet net zo helder als de helderste sterren aan de hemel.
Helderste sterren
In een nieuwe studie hebben onderzoekers de helderheid van de BlueWalker 3-satelliet berekend. En de bevindingen zijn zorgwekkend. Wanneer de 8×8 meter grote satelliet volledig operationeel is, schijnt hij met dezelfde helderheid als Procyon, de achtste helderste ster aan de nachtelijke hemel. Procyon is bovendien samen met de ster Achernar de helderste ster in de sterrenbeelden Kleine Hond en Eridanus. Bovendien wordt BlueWalker 3 ook af en toe honderden keren helderder dan wat internationale richtlijnen aanbevelen.
Astronomie
Astronomen zijn helemaal niet blij. De enorme helderheid van BlueWalker 3 kan namelijk de gevoelige instrumenten waarmee astronomen de nachthemel afturen, verblinden. En dat maakt astronomische observaties in feite onbruikbaar. Astronomen zijn dan ook zeer bezorgd over de mogelijke impact van een uitgebreid netwerk van deze buitengewoon heldere satellieten op gevoelige waarnemingsapparatuur. “De nachtelijke hemel is een unieke omgeving waarin wetenschappers experimenten kunnen uitvoeren die buiten de mogelijkheden van aardse laboratoria vallen,” legt onderzoeker Dave Clements uit. “Astronomische observaties hebben ons inzicht gegeven in de basisprincipes van de natuurkunde en hebben bijgedragen aan onderzoek dat onze kennisgrenzen heeft opgerekt. Bovendien hebben ze ons menselijk perspectief op onze plaats in het universum veranderd. De onaangetaste nachtelijke hemel is ook een belangrijk onderdeel van ons gedeelde culturele erfgoed en moet worden behouden voor de gehele samenleving en voor toekomstige generaties.”
Gezien
Ook de Nederlandse amateur-astronoom Marco Langbroek vermoedt dat satellieten zoals BlueWalker 3 voor serieuze problemen gaan zorgen. “Honderden van dit soort objecten aan de hemel kunnen problematisch zijn voor sterrenkundige waarneemprogramma’s,” vertelt hij. “Op dit moment wordt bijvoorbeeld het Vera Rubin Observatorium gebouwd in Chili met een hele grote gevoelige telescoop die iedere nacht de hemel van het zuidelijk halfrond in kaart moet gaan brengen. Het is onvermijdelijk dat deze satellieten dan ook ‘gezien’ worden, en de gevoelige sensoren van de telescoop tijdelijk worden verblind. Daarnaast zitten de gebruikte radiofrequenties dicht op enkele frequenties die voor radio-astronomen van belang zijn en is men bang voor radiostoring.”
Hoewel bepaalde telescopen zich in speciaal aangewezen radio-stille zones bevinden, zijn de huidige regelgevingen die bedoeld zijn om deze zones te beschermen, alleen van toepassing op aardse zenders. Dit betekent dat ze niet noodzakelijkerwijs beschermd zijn tegen interferentie veroorzaakt door satelliettransmissies. “De huidige maatregelen om observatoria te beschermen tegen radiostoringen lijken mogelijk ontoereikend te zijn,” zegt onderzoeker Mike Peel. “Daarom is het noodzakelijk om verder onderzoek te doen en strategieën te ontwikkelen om zowel bestaande als toekomstige telescopen te beschermen tegen de grote hoeveelheid satellieten die de komende tien jaar gelanceerd zullen worden.”
Maar dat niet alleen. Langbroek beweert dat als er regelmatig veel heldere objecten door de lucht bewegen, dit onvermijdelijk zal leiden tot een verandering in hoe onze nachtelijke hemel eruitziet. “Dat is nu al het geval,” zegt hij. “Die sterrenhemel is van ons allemaal. Bedrijven als AST Space Mobile nemen eenzijdig beslissingen die grote impact hebben op onze sterrenhemel, zonder de rest van de wereld daarin te consulteren. Vergeet niet dat de sterrenhemel een grote (culturele) rol speelt voor mensen op aarde: denk aan een romantische avond onder de sterrenhemel, maar ook aan tal van mythische verhalen zijn hiermee verbonden. De sterrenhemel is een stuk natuur, een Hemels landschap, dat óók bescherming verdient. Het is al jammer dat op veel plaatsen in onze westerse wereld de sterrenhemel niet meer goed zichtbaar is. Maar aan de ‘lichtvervuiling’ die dit soort satellietnetwerken veroorzaken kunnen we ons helemaal niet meer onttrekken. Zelfs vanuit de meest donkere, meest afgelegen plaatsen op aarde zullen deze satellieten zichtbaar zijn.”
Wetgeving
Langbroek pleit dan ook voor betere wetgeving om de ruimte beheersbaar te houden. “Er is eigenlijk geen wetgeving die specifiek over dit soort verstoringsproblematiek gaat,” licht hij toe. “Dat heeft er deels mee te maken dat het creëren van dit soort netwerken van honderden of zelfs duizenden satellieten een zeer recente ontwikkeling is. Dit heeft ons, astronomen, maar ook wetgevers een beetje overvallen. Internationale wetgeving regelen via de Verenigde Naties (VN) wordt een zeer lang proces, terwijl de ontwikkelingen nú gaande zijn en erg snel gaan. Regulering kan mogelijk sneller via wetgeving op nationaal niveau in lancerende landen zoals de Verenigde Staten. Zelf denk ik dat er ook een serieuze discussie moet komen of we dit soort netwerken wel écht nodig hebben.”
Hoewel de onderzoekers erkennen dat de opkomst van nieuwe satellietconstellaties een belangrijke rol speelt bij het verbeteren van wereldwijde communicatie, benadrukken ze dat de verstoring van astronomische observaties door deze satellieten ernstige belemmeringen vormen voor de vooruitgang in ons begrip van het heelal. Daarom stellen ze dat de implementatie van dergelijke satellietnetwerken zorgvuldig moet worden overwogen, met een focus op het minimaliseren van hun negatieve invloed op de astronomie. “De ruimte is nu een beetje het wilde westen aan het worden waar iedereen met voldoende geld kan doen wat zij willen,” zegt Langbroek. “Het is tijd voor een sheriff die orde schept in de chaos daarboven.”
Astronomen zullen doorgaan met het observeren van BlueWalker 3 en hebben plannen om later dit jaar zijn thermische uitstraling te bestuderen. Dit onderwerp zal ook in oktober tijdens het aankomende IAU Symposium over Astronomie en Satellietconstellaties worden besproken.
