Missing Link: Don’t look up – ist der Satellitenmarkt noch einzufangen?
(Bild: NicoElNino/Shutterstock.com)
Elon Musk will für sein Starlink tausende Satelliten in den Orbit schießen – und er ist nicht allein. Es wird voll dort oben, die Regulierungsbehörden zögern.
Die Geschwindigkeit, mit der Starlink sein Satellitennetz im All aufspannt, ist atemberaubend. Allein in diesem Jahr verzeichnet SpaceX schon 29 Missionen für Starlink-Satelliten. Bisher hat Musks Raketenfirma 4698 Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahnen in 530 Kilometer Höhe gebracht. Weitere Starts sind geplant, dann überwiegend mit der nächsten Satelliten-Generation Starlink 2 Mini.
Musks Siegeszug in der Raumfahrt und beim Satelliten-Internet ist beispiellos. Um viele technische Neuerungen, auch die Wiederverwendbarkeit der verschiedenen Triebwerkstufen, beneidet die Konkurrenz SpaceX. Die erste Raketenstufe der Mission 44, B1069, war beispielsweise schon acht Mal unterwegs. Von solcher "Nachhaltigkeit" kann die Ariane 6, die Europas neue Zubringer Rakete werden soll, nur träumen. Und Elon Musk meldet für sein Satellitennetzwerk noch mehr Bedarf an: Knapp 70.000 Satelliten in 794 Umlaufbahnen hat die Starlink GmbH Deutschland über die Bundesnetzagentur bei der Internationalen Fernmeldeunion ITU angemeldet, dazu ganze Frequenzbündel im Ku-, Ka- und V-Band.
Nicht alle davon würden es in die reservierten Umlaufbahnen schaffen, meint die Bundesnetzagentur. Dass so große Konstellationen bewilligt werden, liegt an fehlenden Regeln für Beschränkungen. Dennoch hat in den USA die Regulierungsbehörde Federal Communications Commission (FCC) erstmals eine Anmeldung von Starlink beschnitten.
Starlinks Erfolg birgt die Gefahr eines monopolisierten Markts. Allein OneWeb ist mit einer, wenn auch kleineren Satellitenflotte, schon vertreten in den erdnahen Umlaufbahnen (Low Earth Orbit, LEO). Zahlreiche andere Projekte sind noch im Wartestand. Bis Europas IRIS2-Projekt fliegt, dürften noch einige Jahre vergehen.
Den Wettbewerb im "New Space" zu sichern, sollte daher ein Ziel der Aufsichtsbehörden in Europa sein. Zugleich mahnen Astronomen und Raumfahrtorganisationen vor einem drohenden Verkehrskollaps im Orbit, der Astronomie und Weltraumfahrt behindert, Kollisionen wahrscheinlicher macht und den dunklen Nachthimmel für immer erleuchtet.
Kollisionen vorprogrammiert
Weitere rund 2500 Starlink-Satelliten sollen bis Ende des Jahres in den Orbit geschossen werden. Rechnet man die Anmeldungen zusammen, könnten es bis zu 42.000 werden. Wenn der Konkurrenz von Starlink nicht der Marktzutritt verwehrt werden soll, könnte die Population in den erdnahen Orbits schnell auf 100.000 Satelliten wachsen, schätzen Experten wie der US-Astrophysiker Jonathan McDowell.
Bei so vielen Objekten in der Erdumlaufbahn steigt das Risiko von Kollisionen. Der von SpaceX bei der Aufsichtsbehörde FCC abgelieferte Bericht zur Kollisionsvermeidung und zu ausgemusterten oder "verlorenen" Satelliten verdeutlicht die Entwicklung: Im Zeitraum 1. Dezember 2022 bis 31. Mai 2023 warfen Starlink Satelliten 25.299 Mal ihre Triebwerke an, um durch Kursveränderungen potentielle Kollisionen zu vermeiden.
Laut dem US-Fachblatt Space.com waren das doppelt so viele wie in den sechs Monaten davor. Basierend auf Zahlen des britischen Wissenschaftlers Hugh Lewis von der Universität Southampton müssen man damit rechnen, dass es 2028 schone eine Million Ausweichmanöver sein dürften.
Gegenüber der FCC betont SpaceX, dass es "konservativ" rechnet und Ausweichmanöver schon bei einer Kollisionsgefahr von 1 zu 100.000 eingeleitet werden. Wissenschaftler wie Lewis oder McDowell warnen dennoch, dass die Zahl der Kursänderungen in den kommenden Jahren exponentiell wachsen werden – und damit die Gefahr von Kollisionen steigt.
Dabei sind viele Megakonstellationen noch gar nicht im All. OneWeb mit 4000 Satelliten, Amazon Kuipers mit 3200 und Chinas geplante 13.000 Einzelsatelliten stehen noch am Anfang ihrer Entwicklung. Auch die riesigen Konstellationen von e-Space gibt es bislang nur auf dem Papier.
e-Space-CEO Greg Wyler hatte zunächst via Ruanda bei der ITU 300.000 Satelliten anmelden lassen. Jetzt hat der ehemalige Geschäftspartner von Musk unter dem Label Semaphore-C über die französischen Behörden eine neue europäische Megakonstellation mit 116.640 Satelliten bei der ITU angekündigt. Daneben nehmen sich die von der Bundesnetzagentur gemeldeten 19.708 Satelliten für Europas IRIS2-Projekt fast schon bescheiden aus.
Der Verkehr in den erdnahen Orbits könnte sich dramatisch entwickeln, meint McDowell: "Es wird ungefähr sein wie auf einer Autobahn mitten im Berufsverkehr durch einen Schneesturm, während alle mit überhöhter Geschwindigkeit fahren, nur dass sich auch noch mehrere Autobahnen kreuzen und es keine Ampeln gibt."
Noch keine internationale Verkehrsbeschränkung
Erkannt ist das Problem mit der Kollisionsgefahr über unseren Köpfen eigentlich schon lange. Seit den 1990er Jahren, das waren noch ruhige Zeiten im All, kümmern sich Weltraumbehörden in Europa um das Thema. Die ESA startete 2009 ihr Programm "Space Situational Awareness” (SSA) und ein eigenes Space Debris Team kümmert sich mittlerweile um das Monitoring des wachsenden Schrottbergs im "New Space".
(Bild: ESA)
Verbindliche internationale Regeln für Müllvermeidung und Entsorgung gibt es immer noch nicht. Bislang wird hier allein auf freiwillige Selbstverpflichtungen gesetzt, etwa die Best Practices der 2019 entstandenen Safe Space Coalition [2].
SpaceX, das dieser Koalition nicht angehört, merkt in seinem jüngsten Kollisionsbericht an, dass es nicht allein für Nachhaltigkeit im All sorgen kann. SpaceX sei "eher bereit, Satelliten beim ersten Anzeichen von Problemen aus der Umlaufbahn zu entfernen, als abzuwarten, bis größere Effekte entstehen", heißt es im Bericht an die FCC. Doch dieses "kostspielige" Vorgehen nütze nichts, wenn andere Betreiber nicht mitzögen.
Solange auf internationaler Ebene keine Vorgaben gemacht werden, fallen Maßnahmen zur Sicherung der Orbits den nationalen Regulierungsbehörden zu. Sie können den Antragstellern, die knappe Frequenzen und viele Umlaufbahnen begehren, Auflagen machen.
Hinweis statt Auflagen
Die FCC hat 2020 damit begonnen, ihre alten Bestimmungen zum Weltraummüll anzupassen. Mittlerweile hat sich die Behörde mit dem FCC Space Office eine eigene Weltraumabteilung zugelegt, um den Ansturm von Anträgen und Beschwerden zu bewältigen.
Im vergangenen Jahr zog die FCC eine harte neue Linie für Post-Mission-Objekte im All ein. Statt nach 25 Jahren müssen diese nun nach 5 Jahren aus dem Orbit geräumt sein [3]. Darüber hinaus hat die FCC von den 30.000 von Starlink angemeldeten Plätzen nur 7500 bewilligt.
In Deutschland setzt man dem noch keine Grenzen. Bei der jüngsten Novelle der "Verwaltungsvorschrift für die Anmeldung, Koordinierung und Notifizierung von Satellitensystemen im deutschen Namen" hat man die Vorschriften über den "Betrieb am Ende der Lebensdauer" noch nicht verändert.
So heißt es genau wie schon in der Vorgängerversion der Vorschrift: "Auf die Pflicht des Nutzungsberechtigten, zum Schutz anderer Satellitensysteme vom geostationären Betriebsorbit auf eine sichere Friedhofsbahn zu wechseln, sowie auf die planerische Berücksichtigung von Wiedereintritts-Szenarien für größere Weltraumobjekte in niedrigen (nicht-geostationären) Erdumlaufbahnen wird besonders hingewiesen."
Immerhin "können" dem Nutzungsberechtigten "betriebliche Vorgaben zur Umsetzung von internationalen Standards zur Vermeidung von Weltraummüll ("Space Debris") gemacht werden". Auch gebe es Sicherheitsauflagen, sagt Guido Göddel, der bei der Bundesnetzagentur für die Satelliten verantwortlich ist. Diese Auflagen seien aber mit den Diensteanbietern individuell geregelt und "nicht öffentlich" erläutert Göddel.
Kein Anlass für Begrenzung
Auch mit Blick auf die vielen Anträge von Starlink versichert die Bundesnetzagentur, die tatsächliche Platzierung im All "scheibchenweise" zugelassen. Die ITU-Anmeldungen seien lediglich Pläne und am nicht alle Positionen technisch überhaupt realisierbar, wie eine Expertin der Behörde ergänzt.
Die Anmeldungen zu beschränken, mit denen sich Starlink und andere ihre Plätze sichern wollen, sei nicht erforderlich, weil Orbitalpositionen kein knappes Gut seien. "Begrenzungen würden Sinn machen, wenn wir zum Ergebnis kämen, der Platz reicht nicht mehr für andere", sagt Göddel.
Auch das Bundeskartellamt beobachtet das Wettrennen um Orbitalpositionen und die nicht exklusiven Frequenzen abwartend. Auf Grundlage der gerade beschlossenen Kartellrechtsnovelle könnte die Behörde den Sektor auch ohne Missbrauchsanzeige eines Marktteilnehmers prüfen und eventuell Auflagen machen, um einen funktionierenden Wettbewerb herzustellen.
Mit der zuletzt angemeldeten Konstellation peilt Starlink einen neuen Markt an: Den Direct-To-Device-Bereich. Die angemeldeten Frequenzen im V-Band dienen dazu, neben dem "Fixed Broadband”-Satellitennetz auch einen "Mobile Satellite Service" anzubieten. Wenn Starlink eigene Mobilfunkdienste und passende Handys anbietet, wäre die vertikale Integration perfekt. Dann dürfte ein Streit um die jeweils exklusiv für Satelliten- beziehungsweise terrestrische Mobilfunkbetreiber vergebenen Frequenzbereiche entflammen.
Wie viele Satelliten braucht ein gutes Netz?
Die Entscheidung der FCC, Starlink dieses Mal nicht alle gewünschten Satelliten zu genehmigen, führt auch zu der Frage, wie groß eine Konstellation sein muss, um zu funktionieren – und wo werden nur Claims abgesteckt, um die Konkurrenz fernzuhalten?
Der kleinere Wettbewerber Rivada Space versichert, dass man mit 600 Satelliten ein sicheres Netz aufspannen kann. Durch die Platzierung in 1000 Kilometer Höhe könne ein Satellit größere Zellen ausleuchten als die erdnahen Starlink-Konstellationen, erklärt Thomas Grob von Rivada Space. Das Geschäftsmodell des Rivada Space "OuterNet" ist dabei anders: Rivada Space vermarktet nicht an Endkunden, sondern verkauft Satellitenkonnektivität an Internetanbieter und andere Unternehmen.
Der Entzug von ITU-Zuteilungen ist aktuell das schärfste Schwert gegen das Horten von Frequenzen und Orbitalpositionen. Das bestätigen auch die Vertreter der Bundesnetzagentur. 10 Prozent der beantragten Ressourcen müssen laut einer von den ITU-Mitgliedsstaaten vereinbarten Vorgabe nach 2 Jahren in Betrieb sein, 50 Prozent nach fünf Jahren und 100 Prozent nach sieben. Sonst werden die Zuteilungen dem entsprechenden Antragssteller Stück für Stück wieder entzogen. Die ersten Überprüfungsverfahren bei der ITU dazu stehen dieses Jahr an. Die Gier nach großen Konstellationen hat es bislang kaum gebremst.
Grenzen des Wachstums im All
Natürlich würden nicht alle beantragten Satelliten und Konstellationen am Ende zum Fliegen kommen, sagt Experte Grob. Angesichts der Zunahme von Objekten im All bedürfe es aber nachhaltiger Lösungen. Aus ökonomischer Perspektive sei eine "Balance zwischen der innovativen Dynamik des Sektors und dem Wettbewerb" wichtig. "Was wir vermeiden müssen, ist, dass Newcomer durch diejenigen aus dem Markt gedrängt werden, die bereits aktiv sind", sagt Grob. Denn künftige Generationen von Satellitensystemen werden vermutlich mit noch besseren Eigenschaften ausgestattet sein, etwa autonomer Kollisionsvermeidung oder effektiverer Nutzung von Spektrum."
Bessere Anti-Kollisionstools und noch bessere Techniken für die gemeinsame Nutzung von Frequenzen sieht auch Tomas Hrzonsky vom European Space Policy Institute (ESPI) in Wien als zentrales Argument gegen Regulierung. Neue Regeln für die Einhegung des Runs im Satellitenmarkt seien in der aktuellen geopolitischen Lage zumindest auf UN-Ebene schwer vorstellbar.
Das ESPI hat sich allerdings schon vor zwei Jahren mit der Frage befasst, ob der gemeinsame Wirtschaftsraum Weltall nicht Regeln braucht wie die Fischerei oder auch der CO₂-Handel. Ohne klare Grenzwerte für die erdnahen Umlaufbahnen werden weiterhin wirtschaftliche Interessen Einzelner oder einzelner Staaten im Vordergrund stehen. Was der Grenzwert analog zum 1,5-Grad-Ziel sein soll, daran wird noch herumgerechnet.
Chance Weltfunkkonferenz?
Auf der Weltfunkkonferenz (WRC) im Oktober in Dubai dürfte es viel Streit geben über die Verteilung von Frequenzen – vor allem wegen des Vorstoßes der terrestrischen Mobilfunkbetreiber, mehr Kapazität zu bekommen, auch auf Kosten der Satellitenfrequenzen.
Das Thema Satellitenkommunikation macht fast den größten Teil des für die Konferenz vorbereiteten Berichts aus und thematisiert Toleranzen für die die Positionierung in den Umlaufbahnen und auch die bessere Benachrichtigung der ITU, die über die vielen Anmeldungen der Megakonstellationen kaum noch den Überblick behalten kann.
Ein Vorschlag für die WRC in Dubai betrifft noch den Schutz geostationärer Mobilfunkangebote von Interferenzen durch ihre nicht-geostationären, erdnahen Konkurrenten (im 7/8-GHz-und 20/30-GHz-Band).
Doch grundsätzliche Überlegungen, wie man den überhitzten Markt behutsam entwickeln und auch für mögliche Nachzügler unter den Satellitenmächten offen halten kann, sind nach dem Dafürhalten der Experten bei der Bundesnetzagentur nicht zu erwarten.
[4](tiw [5])
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[2] https://spacesafety.org/best-practices/
[3] https://www.fcc.gov/document/fcc-adopts-new-5-year-rule-deorbiting-satellites
[4] https://www.heise.de/newsletter/anmeldung.html?id=ki-update&wt_mc=intern.red.ho.ho_nl_ki.ho.markenbanner.markenbanner
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