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Wie planetare Kommunikation interstellare Radiospuren erzeugt
Weltraummissionen sind auf hochleistungsfähige Funkübertragungen angewiesen, um Raumsonden zu steuern, Rover zu dirigieren und wissenschaftliche Daten zu empfangen. Wenn Bodenkontrolle Befehle sendet – etwa einem Mars-Rover das Lenken zu befehlen oder einem Orbiter zu sagen, ein Instrument neu auszurichten – werden diese Funkstrahlen auf Ziele innerhalb des Sonnensystems gerichtet. Nicht die gesamte übertragene Energie wird vom beabsichtigten Raumfahrzeug absorbiert oder reflektiert; ein Teil des Signals setzt seinen Weg über das Ziel hinaus fort und breitet sich als zunehmend expandierende Hülle von Radiowellen in den Weltraum aus.
Eine aktuelle Analyse von Forschern der Pennsylvania State University in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory der NASA wertete Jahrzehnte von Übertragungsprotokollen des Deep Space Network (DSN) aus, des globalen Antennennetzes, das für die Kommunikation mit Sonden jenseits der Erdumlaufbahn genutzt wird. Da die Planeten annähernd in einer Ebene (der Ekliptik) kreisen, zeigt die Studie, dass ein Empfänger am Rand dieser Ebene wahrscheinlicher als ein zufällig platzierter Beobachter einige dieser gerichteten Funkkommunikationen abfangen würde. Die Forscher schätzen die Chance als beträchtlich ein, dass ein außerirdischer Zuhörer, der mit Erde und Mars ausgerichtet war, in den vergangenen zwei Jahrzehnten mindestens einer unserer interplanetaren Übertragungen ausgesetzt gewesen sein könnte.
Warum Ausrichtung und Nähe wichtig sind
Die Geometrie des Sonnensystems konzentriert viele Routineübertragungen entlang eines relativ schmalen Gürtels. Befindet sich eine außerirdische Intelligenz (ETI) in der Nähe dieses Gürtels, insbesondere innerhalb weniger Dutzend Lichtjahre, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, unsere Funklecks zu entdecken. Die Studie nennt einen praktischen Radius von etwa 23 Lichtjahren, innerhalb dessen DSN-Ära-Übertragungen von einem Empfänger mit ausreichender Empfindlichkeit detektiert werden könnten. Pinchen Fan, Astronom an der Penn State und Leiter von Teilen der Analyse, weist darauf hin, dass wenn Erde und Mars von einer entfernten Perspektive aus in Linie stehen, die Wahrscheinlichkeit, sich innerhalb des übertragenen Strahls zu befinden, im Vergleich zu einer zufälligen Position im Raum deutlich ansteigt.
Deep Space Network-Logs und Signalprofile
Durch das Auswerten elektronischer DSN-Logs und das Rekonstruieren von Punktierungs-Historien kartierte das Team, wohin und wann konzentrierte Funkenergie durch das innere Sonnensystem gesendet wurde. Das DSN arbeitet mit hoher Leistung über mehrere Frequenzbänder und unterstützt langandauernde Tracking-Sitzungen; diese Faktoren können die räumliche Reichweite gerichteter Übertragungen vergrößern und schmale Korridore erzeugen, in denen die Signalstärke über dem Hintergrundniveau liegt.
Eine Illustration, wo wir unsere Funksignale im Sonnensystem hinlenken
Die Perspektive umkehren: eine Beobachtungsstrategie für SETI
Diese Erkenntnis lässt sich umkehren: So wie ETI unsere planetaren Kommunikationen belauschen könnte, könnten auch wir andere Zivilisationen suchen, indem wir nach ähnlichen Signaturen fahnden. Wenn eine fremde Gesellschaft Planeten in ihrem System erforscht oder mit ihnen kommuniziert, würden ihre Übertragungen ebenfalls entlang der Ebene ihrer Planeten konzentriert sein. Von der Erde aus besteht die beste Chance, solches Leckage-Funkverhalten abzufangen, darin, nahe Sternsysteme zu beobachten, in denen zwei oder mehr Planeten transittieren und sich somit kantenförmig zu uns ausrichten. Die Beobachtung dieser Systeme könnte charakteristische schmalbandige oder strukturierte Radiosignale zutage fördern, die mit interplanetaren Operationen in Verbindung stehen.
Eine praktische Komplikation ist, dass der Katalog mehrerer Planetensysteme, die durch Transits entdeckt wurden, noch begrenzt ist. Exoplaneten-Suchprogramme haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten beschleunigt, aber viele Systeme mit mehreren transittierenden Planeten sind bislang unentdeckt. Kommende Observatorien werden das ändern: Das Nancy Grace Roman Space Telescope wird voraussichtlich die bekannte Exoplaneten-Population deutlich erweitern und damit die Zahl potenzieller Kandidatensysteme für ausrichtungsbasierte Suchen erhöhen.
Folgen für SETI und Raumfahrtpolitik
Dieser Ansatz verschiebt einen Teil der Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) weg von zufälligen Himmelsdurchmusterungen hin zu einer geometrieinformierten Zielstrategie. Er betont außerdem, dass menschliche Raumfahrtaktivitäten nachweisbare Nebenprodukte erzeugen – sogenannte Funklecks –, die technologisch aktive Planeten gegenüber Beobachtern mit geeigneten Instrumenten offenbaren könnten. Das Ergebnis bedeutet nicht zwangsläufig einen bevorstehenden Kontakt; es quantifiziert einen geometrischen Vorteil und weist auf konkrete Beobachtungsstrategien hin.
„Diese Studie macht eine einfache, aber wirkungsvolle Idee deutlich: die Anordnung der Planeten kann fokussieren, wo Technosignaturen am wahrscheinlichsten detektierbar sind“, sagt Dr. Amina Rios, eine Astrophysikerin, die Strategien zur Exoplanetendetektion untersucht. „Die Ausrichtung auf nahe Systeme mit bekannten transittierenden Planeten könnte die Sucheffizienz erhöhen. Zugleich ist es entscheidend, unsere Modelle von Raumfahrzeugübertragungen und dem Hintergrund-Rauschen im Radio zu verbessern, um die Detektierbarkeit realistisch einzuschätzen.“
Fazit
Gerichtete Kommunikation mit Raumfahrzeugen schafft schmale Korridore erhöhter Radiostrahlung, die beim Weiterpropagieren in den interstellaren Raum bestehen bleiben. Die Geometrie der Planetenbahnen macht Beobachter, die mit der Ekliptik ausgerichtet sind, überproportional wahrscheinlich, solche Signale abzufangen. Indem Astronomen diesen geometrischen Befund auf SETI anwenden, können sie nahe Mehrplanetensysteme – besonders solche, die durch kommende Missionen wie das Roman Space Telescope identifiziert werden – für gezielte Suchen nach künstlichen Radiosignaturen priorisieren. Obwohl die Detektion technisch herausfordernd bleibt, liefert die Studie einen prüfbaren Rahmen, der menschliche Raumfahrtaktivitäten, Funklecks und die Suche nach außerirdischen Zivilisationen verknüpft.
Quelle: sciencealert
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