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Start-up möchte mit Weltraumspiegel Sonnenlicht auf Bestellung liefern
Sonnenlicht auf Bestellung: Ein US-Unternehmen will mit Spiegeln im Erdorbit nachts Solaranlagen und andere Orte beleuchten. Doch eine Modellstudie zeigt, dass dabei nicht nur die anvisierte Fläche hell werden könnte. Noch in 14 Kilometern Entfernung wäre der Himmel über weite Bereiche heller als bei Vollmond, mit Folgen für astronomische Beobachtungen und die nächtliche Umwelt.
Bratislava (Slowakei). Nach Sonnenuntergang Sonnenlicht einschalten, wo es gebraucht wird: Das ist die Geschäftsidee des US-Unternehmens Reflect Orbital. Riesige Spiegel sollen das Licht der Sonne aus dem Erdorbit gezielt auf Solaranlagen, Einsatzorte oder andere Flächen lenken. Im Oktober hat die Firma dafür zwei Raketenstarts beim indischen Anbieter Skyroot Aerospace gebucht.
Doch das Licht würde sich nicht auf den bestellten Ort beschränken. Denn selbst bei wolkenlosem Himmel streuen Luftmoleküle und winzige Schwebteilchen einen Teil des einfallenden Sonnenlichts. Zudem wirft die beleuchtete Erdoberfläche Licht zurück in die Atmosphäre. So könnte ein örtlich begrenzter Lichtkegel den Nachthimmel in weitem Umkreis aufhellen.
Wie groß dieser Effekt ausfallen könnte, haben Forscher der Princeton University um Prof. Gáspár Á. Bakos in einer Modellstudie untersucht. Dafür kombinierten sie Berechnungen der direkten Lichtstreuung mit einem Verfahren, das auch mehrfach in der Atmosphäre gestreutes Licht erfasst. Im Mittelpunkt standen die geplanten großen Spiegel mit 54 Metern Kantenlänge.
Die Berechnungen zeigen: Ein solcher Spiegel würde einem Menschen innerhalb des Lichtkegels als nahezu punktförmige Lichtquelle rund 40-mal heller erscheinen als der Vollmond. Am Boden könnte er eine Fläche von etwa fünf Kilometern Durchmesser mit 9,5 Lux beleuchten, etwa so stark wie eine Straßenlaterne. Zugleich wäre der aufgehellte Himmel mit der Dämmerung kurz nach Sonnenuntergang vergleichbar. Selbst helle Sterne wären dann nicht mehr zu erkennen.
„Bisher wurde vor allem darüber gesprochen, ob die Spiegel Beobachtungen mit Teleskopen beeinflussen. Unser Modell zeigt, dass das Problem weitaus gravierender ist. Der gesamte Bereich der Atmosphäre über dem beleuchteten Ort wird erhellt, und in einem Umkreis von Dutzenden Kilometern verschwinden die Sterne. Dabei handelt es sich um ein optimistisches Szenario, weil wir die Berechnungen bislang nur für wolkenlose Bedingungen durchgeführt haben“, erklärt Miroslav Kocifaj von der Slovenská akadémia vied (SAV).
Auch außerhalb des Lichtkegels wäre die Dunkelheit beeinträchtigt. In 14 Kilometern Entfernung würde der durch einen einzigen großen Spiegel verursachte Lichtschein den Himmel in den meisten Blickrichtungen stärker aufhellen als der Vollmond. Sogar 34 Kilometer entfernt wäre der Himmel in Richtung des beleuchteten Gebiets noch heller als bei Mondschein. Dabei geht es um diffuses Streulicht, nicht um den direkten Blick auf den Spiegel.
Für die Berechnungen berücksichtigte das Team sowohl die Streuung des abwärts gerichteten Lichtstrahls als auch die Reflexion vom Boden. Dadurch entsteht in den Modellen eine weithin sichtbare, säulenartige Aufhellung über der Zielregion. Nach den Ergebnissen könnte schon ein einzelner Spiegel die natürliche Nachthelligkeit noch in rund 30 Kilometern Entfernung deutlich verändern.
„Bisher ging man davon aus, dass Lichtspuren der Spiegel auf fotografischen Aufnahmen des Nachthimmels das Hauptproblem für Astronomen sein würden. Wie sich jedoch gezeigt hat, schränkt der aufgehellte Himmel astronomische Beobachtungen noch in Dutzenden Kilometern Entfernung vom beleuchteten Ort ein“, erklärt František Kundracik von der Univerzita Komenského v Bratislave (UK).
Noch ausgedehnter wäre die Wirkung, wenn mehrere Spiegel gleichzeitig dasselbe Gebiet beleuchten. Bei 400 der großen Exemplare sagen die Forscher für die Zielregion eine Beleuchtungsstärke von etwa 2.400 Lux voraus. Der zugehörige Lichtschein könnte nach ihren Berechnungen noch aus 80 Kilometern Entfernung zu sehen sein. Solche K