Hoe satellietconstellaties telescopen in de ruimte hinderen

De explosieve toename van satellieten in een lage baan om de aarde heeft onverwachte gevolgen voor ruimtetelescopen. Wat ooit een oplossing leek tegen lichtvervuiling op aarde, vormt nu een nieuwe vorm van verstoring op grote hoogte. Onderzoekers waarschuwen dat instrumenten zoals de Hubble, toekomstige missies als SPHEREx en projecten zoals ARRAKIHS en Xuntián steeds vaker door fel oplichtende sporen worden beïnvloed.

Waarom satellieten een probleem vormen

Het kernprobleem is meetkundige: veel grote ruimtetelescopen bevinden zich op ongeveer 540 km hoogte, binnen hetzelfde gebied waar megaconstellaties opereren. Deze constellaties, waaronder Starlink en Kuiper, verspreiden hun eenheden over banen die variëren van ongeveer 340 km tot 8.000 km. Satellieten zelf zenden doorgaans geen licht uit, maar reflecteren zonlicht. Daardoor kunnen ze nog verlicht zijn terwijl het op aarde nacht is, en dat resulteert in felle lijnen op beelden van telescopen die lange belichtingstijden gebruiken.

Ruimtetelescopen zijn ontworpen om zwakke, statische objecten in de verte vast te leggen: sterren, verre sterrenstelsels en diffuse structuren. Om deze zwakke signalen te detecteren, richten telescopen zich op een exact punt en gebruiken ze lange belichtingstijden van minuten tot uren. Als een snel bewegende satelliet door het gezichtsveld trekt, verschijnt die niet als een punt maar als een gestrekte lichtcicatrix — een streep die de opname kan beschadigen of zelfs onbruikbaar maken voor wetenschappelijke analyse.

Onderzoeksbevindingen en cijfers

Onder leiding van onderzoeker Alejandro S. Borlaff wordt duidelijk dat telescopen in lage banen niet immuun zijn, maar haast gevangen zitten in een steeds dichter wordende 'kooi' van satellieten. Op dit moment cirkelen er ruwweg 15.000 satellieten rondom de aarde, maar aanvragen bij toezichthouders duiden erop dat dat aantal zou kunnen stijgen tot ongeveer 500.000 tegen het einde van het decennium in de jaren 2030. Zo'n schaalvergroting zou veel huidige ruimtemissies ernstig hinderen.

Concreet lijden sommige instrumenten al onder deze druk. Het Hubble Space Telescope-team rapporteert dat momenteel ongeveer 3–4% van de beelden sporen van satellieten bevat; schattingen wijzen erop dat dit aandeel kan oplopen tot bijna 40%, waardoor ongeveer één op de drie foto's een zichtbare lichtstreep krijgt. Voor SPHEREx, een missie gericht op het in kaart brengen van het vroege heelal, wordt zelfs gevreesd dat in de toekomst bijna 100% van de opnamen vervuild kan raken door satelliettrails. De Chinese telescoop Xuntián, die op een lagere baan opereert, kan te maken krijgen met nog ernstiger vervuiling: tientallen tot honderden lichtstrepen per opname.

Gevolgen voor wetenschap en observatie

De impact strekt zich uit over verschillende disciplines. Missies die brede velden in kaart brengen — zoals ARRAKIHS en SPHEREx — zijn bijzonder kwetsbaar omdat hun grote gezichtsvelden de kans vergroten dat meerdere satellieten tegelijk in één opname verschijnen. Dit maakt het moeilijker om zuivere data te verzamelen en verhoogt de noodzaak van kostbare nasleep: verwerking, verwijdering van artefacten of zelfs het opnieuw plannen van waarnemingen.

Naast directe beeldvervuiling bestaan ook effecten op cumulatieve studies. Lange termijnprojecten die zwakke structuren en de statistiek van sterrenstelsels willen volgen, kunnen vertekend raken als een groot deel van de dataset sporen bevat. Dit kan leiden tot vertragingen in wetenschappelijke publicaties en tot extra kosten voor dataverwerking.

Mogelijke oplossingen en benodigde maatregelen

Er zijn verschillende routes om de schade te beperken. Een aanpak is het definiëren van specifieke banen en beschermde ruimteregio's voor wetenschappelijke telescopen, zodat commerciële constellaties deze zones zoveel mogelijk vermijden. Dat vergt echter internationale coördinatie en het delen van baaninformatie tussen operatoren en wetenschappelijke organisaties.

Een andere maatregel omvat technische aanpassingen: het ontwerpen van telescopen en instrumenten die beter bestand zijn tegen kortstondige lichtstoringen, het verbeteren van software voor het detecteren en verwijderen van satellietsporen, en planningstools die waarnemingen optimaliseren rond de verwachte satellietdoorgangen. Hoewel zulke technieken behulpzaam zijn, bieden ze geen volledige oplossing voor het probleem van massale constellaties.

Samenvattend vereist het behoud van ruimtegebaseerde wetenschappelijke observatoria een gecombineerde strategie: technische innovatie, slimme planning en vooral internationale regulering van lanceervolumes en baanallocatie. Zonder dergelijke maatregelen groeit het risico dat belangrijke missies hun wetenschappelijke waarde verliezen door eenvoudigweg geen schone beelden meer te kunnen maken.

FAQ

• Waarom veroorzaken satellieten strepen in ruimtetelescopen?

  Satelieten reflecteren zonlicht en bewegen snel ten opzichte van het richtpunt van een telescoop. Bij lange belichtingstijden tekenen ze zich af als strepen in plaats van punten.

• Welke telescopen worden het meest getroffen?

  Instrumenten in lage aarde banen zoals het Hubble Space Telescope, en geplande of toekomstige missies met brede velden zoals SPHEREx en telescopen op lagere banen zoals Xuntián zijn bijzonder kwetsbaar.

• Helpt technologie om deze verstoringen te verwijderen?

  Er bestaan algoritmen en beeldverwerkingsmethoden om sporen te detecteren en te verwijderen, maar deze zijn niet altijd perfect en kunnen wetenschappelijke gegevens aantasten of extra verwerkingstijd en -kosten veroorzaken.

• Wat zijn mogelijke lange termijnoplossingen?

  Internationale afspraken over baanallocatie, limieten op lanceringen, en betere uitwisseling van positiegegevens tussen operators en wetenschappers kunnen de impact beperken.