Vortrag zu Elon Musks Starlink-Projekt (02. 2021)

von Niklas Garbe (Klasse 12)

Einstieg

Am 26.01.2020 wurde in Deutschland zum ersten Mal erfolgreich eine Internetverbindung mittels des Satellitennetzwerkes „Starlink“ hergestellt. Das Projekt der Firma „SpaceX“ zielt darauf ab, die gesamte Welt mittels eines Satellitennetzwerkes mit schnellem Internet zu versorgen. Ende 2020 befanden sich bereits 882 Starlink-Satelliten im Orbit. Es ist wahrscheinlich, dass das Betatestprogramm in nächster Zeit auch auf Deutschland ausgeweitet wird. Bis Ende des Jahres will Starlink annähernd die gesamte bewohnte Welt abdecken. Mit der zunehmenden Bedeutung des Internets in so gut wie allen Lebensbereichen könnte Starlink gerade in infrastrukturell schwachen Zonen von großem Nutzen sein. Dennoch bestehen bei einem Projekt von diesem Ausmaß auch Risiken, die gerade auf lange Sicht schwerwiegende Konsequenzen haben können

 

Allgemeines

Bevor wir zu den Chancen und Risiken kommen, lohnt es sich einen kurzen Blick auf das Projekt an sich zu werfen. Wie bereits angesprochen befinden sich seit Ende 2020 882 Starlink-Satelliten im Orbit. Um eine weltweite Abdeckung zu ermöglichen muss diese Zahl auf bis zu 1200 erhöht werden. Jeder weitere Satellit brächte dann nur noch mehr Bandbreite für individuelle Internetanbindung. Bis 2027 hat SpaceX die Erlaubnis rund 12000 Satelliten zu starten, wobei ein Antrag für weitere 30000 bereits eingereicht ist. Gerade der ländliche Raum, der häufig für konventionelle Internetanbieter nicht kostendeckend ist, soll hierdurch mit schnellem und kostengünstigem Internet versorgt werden.

In früheren Geschwindigkeitstests wurden Downloadgeschwindigkeiten von durchschnittlich 50 Mbit/s festgestellt. In jüngeren Untersuchungen wurden mittlerweile durchschnittlich 150 Mbit/s gemessen. Zum Vergleich: Meine Downloadgeschwindigkeit, welche durch Google als „sehr schnell“ eingeschätzt wird, beträgt ca. 65 Mbit/s.

Die Nutzung von Starlink in den USA soll nach aktuellen Angaben 99 US-Dollar (ca. 82€) pro Monat kosten plus einmalig 499 US-Dollar (ca. 415€) für das Empfangsgerät.  

 

Funktionsweise

Ziel von Starlink ist es unter anderem auch eine möglichst geringe Latenz zu gewährleisten. Hierunter versteht man den Zeitraum, den ein Signal benötigt, um sein Ziel zu erreichen und wieder zurückzukehren. Anders ausgedrückt: die Verzögerung zwischen Anfrage und Antwort. Mittels sogenannter Phased-Array-Antennen soll die Latenz bei Starlink auf bis zu 20ms minimiert werden. Da die Satelliten über Laser miteinander kommunizieren, können Daten auch über größere Distanzen im Bruchteil einer Sekunde transportiert werden, indem der kürzeste Weg durch das engmaschige Satellitennetzwerk berechnet wird. Hinzukommt, dass sich die Satelliten auf einer vergleichsweise niedrigen Umlaufbahn in einer Höhe von 328 – 580 km bewegen. Für spätere Modelle sind Höhen bis zu 1200 km geplant. Konventionelle Satelliten dagegen liegen auf sogenannten geostationären Umlaufbahnen in etwa 36000 km Höhe. Schon häufiger ist es vorgekommen, dass Starlink-Satelliten von der Erde aus zu beobachten waren, da diese die Sonnenstrahlen reflektiert haben. Warum dies problematisch ist, werde ich später erläutern.

 

Potenzial

Der Zugang zu schnellem Internet ist heute von zentraler Bedeutung, sei es für Unterhaltung, Bildung, Kommunikation oder als Nachrichtenquelle. Wie die letzten beiden Lockdowns gezeigt haben, ist Deutschland hinsichtlich der Bereitstellung von Internet, gerade im ländlichen Raum, nicht optimal aufgestellt. Für konventionelle Anbieter ist es häufig nicht profitabel jede noch so kleine Ortschaft mit Glasfaserkabel zu versorgen. Genau dieses Problem könnte durch Starlink gelöst werden.

Auch in Schwellen- und Entwicklungsländern, in denen die Infrastruktur für Internet mangelhaft bis gar nicht ausgebaut ist, könnten Starlink Abhilfe schaffen. Gerade wenn man bedenkt, wie wichtig die Versorgung der Bevölkerung mit Informationen für ein demokratisches System ist, würde dies einen wichtigen Schritt bei der Demokratisierung von Schwellen- und Entwicklungsländern darstellen. Gleichzeitig könnten Diktaturen weiter destabilisiert werden, da die Bevölkerung somit Zugang zu unabhängigen Informationsquellen hätte.

Nicht zuletzt würde Starlink anderen konventionellen Internetanbietern Konkurrenz machen und somit Innovation vorantreiben. Gerade in Deutschland kommt der Ausbau des Internets nur relativ schleppend voran, was unter anderem auch auf die Monopolstellung der Telekom zurückzuführen ist.

SpaceX hat zudem angekündigt, dass ein Großteil der Gewinne von Starlink in die Finanzierung einer Mars-Mission fließen werden.

 

Risiken und Probleme

So vielversprechend Starlink zunächst klingen mag, gibt es dennoch Risiken und Probleme, die nicht ignoriert werden dürfen.

Mit einem so engmaschigen Netz an Satelliten ist es zunächst wichtig Kollisionen unter allen Umständen zu verhindern. Hierfür werden die Umlaufbahnen der Satelliten so gewählt, dass sie nicht miteinander zusammenstoßen können. Zusätzlich dazu ist jedes Exemplar mit einer automatischen Kollisionsvermeidung ausgestattet, sodass der Satellit im Notfall Objekten wie Weltraumschrott ausweichen könnte. Wenn sich jedoch 12000 bis vielleicht 40000 dieser Satelliten im All befinden, ist es nicht unwahrscheinlich, dass es zu technischen Defekten kommt. Bereits ein Satellit, der nicht in der Lage ist, einem Stück Weltraumschrott auszuweichen, könnte eine Katastrophe herbeiführen, die man auch als Kessler-Syndrom bezeichnet. Hierbei könnte die Zerstörung eines Satelliten eine Kettenreaktion auslösen, bei der immer mehr Weltraumschrott entsteht und dadurch mehr Satelliten zerstört werden. Bei einem Netzwerk von diesem Ausmaß, könnte die Erde von einer Schicht an Weltraumschrott umhüllt werden, die weitere Raummissionen erschweren bis unmöglich machen könnte.

Ich hatte vorhin bereits angesprochen, dass man Starlink-Satelliten teilweise auch von Erde aus beobachten kann, da diese das Sonnenlicht reflektieren. Gerade für die optische Astronomie (die Beobachtung des Weltraums mittels Instrumenten wie Teleskopen) wird dies zum Problem: Das von den Satelliten reflektierte Licht erzeugt bei Teleskopen weiße Streifen, wodurch Aufnahmen unbrauchbar werden. Neuere Starlink-Satelliten sind daher mit einem Sonnenvisier ausgestattet, um Sonnenlicht abzuschirmen und dadurch eine geringe Helligkeit des Satelliten am Nachthimmel zu erreichen.

Problematisch wird Starlink weiterhin für die Radioastronomie. Hierbei werden Teleskope verwendet, die Radiostrahlung aus dem All empfangen. Um zu gewährleisten, dass keine Störsignale die Radioteleskope beeinträchtigen, sind diese meist von „beruhigten Zonen“ umgeben, in denen die Benutzung von Mobiltelefonen, WLAN etc. verboten ist. Diese Zone erstreckt sich jedoch nicht in den Weltraum. Die Strahlung, die von den Satelliten ausgesendet wird, stört Beobachtungen im Radiobereich, wodurch einige Frequenzen unbrauchbar werden. Beobachtungen sind zwar immer noch möglich, jedoch sind diese wissenschaftlich deutlich weniger wertvoll. Das Observieren komplexer organischer Moleküle im All, die genau in demselben Frequenzbereich wie die Satelliten strahlen, wird so erheblich aufwändiger. Zu viele Satelliten im All könnten die Untersuchung kosmischer Lebensgrundlagen so gut wie unmöglich machen. SpaceX arbeitet mit anderen Institutionen zusammen, um dieses Problem zu beheben, allerdings fordern viele Radioastronomen eine gesetzliche Regelung.

Nicht zuletzt sollte auch ein Blick auf den Preis geworfen werden. Eine von Starlinks größten Stärken ist, dass auch Gebiete mit wenig Infrastruktur mit Internet versorgt werden können, wozu vor allem Schwellen- und Entwicklungsländer zählen. Allerdings ist es unwahrscheinlich, dass Menschen, denen ohnehin nur begrenzte finanzielle Mittel zur Verfügung stehen, bereit sind monatlich rund 100 US-Dollar für Internet zu bezahlen. Häufig fehlt hier das Geld für selbst grundlegende Versorgung, weshalb der Zugang zu Internet keine oder nur eine untergeordnete Rolle spielen wird.

 

Fazit

Starlink hat ein enormes Potenzial, auch ländlichen Regionen den Zugang zu schnellem Internet zu ermöglichen, welches heute für so gut wie alle Lebensbereiche maßgeblich ist. Auch ist lobenswert, dass SpaceX ohne staatlichen Zwang mit anderen Institutionen zusammenarbeitet, um zum Beispiel die Radioastronomie nicht in ihrer Arbeit zu behindern. Es erscheint mir dennoch fragwürdig, wenn ein einziges privates Unternehmen die Verantwortung über einen Großteil des Erdorbits übernimmt und dabei nur wenigen Beschränkungen unterliegt. [07.02.2021]

 

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