Satellit (Raumfahrt)

NAVSTAR – GPS-Satellit der zweiten Generation

Ein (künstlicher) Satellit (lat. Leibwächter) ist in der Raumfahrt ein künstlicher Raumflugkörper, der einen Himmelskörper – wie einen Planeten oder einen Mond – auf einer elliptischen oder kreisförmigen Umlaufbahn zur Erfüllung wissenschaftlicher, kommerzieller oder militärischer Zwecke umrundet. Manche künstliche Satelliten werden auch Orbiter genannt.

Dem gegenüber stehen die natürlichen Satelliten, welche auch als Monde oder Trabanten bezeichnet und gesondert behandelt werden.

Inhaltsverzeichnis

1 Umlaufbahn
2 Aufgaben
3 Betrieb
4 Abgrenzung
5 Beobachtung von der Erde
- 5.1 Strichspuraufnahmen von Satelliten bzw. Raketenoberstufen:
6 Beispiele
7 Siehe auch
8 Weblinks

Umlaufbahn

Nach Art der Umlaufbahn unterscheidet man bei Erdsatelliten zwischen folgenden Typen:

Low-Earth-Orbit-Satellit

Low-Earth-Orbit-Satelliten (kurz LEOS) sind künstliche Satelliten, die die Erde in einer Höhe von 200 bis 2000 km umkreisen. Für eine Umkreisung benötigen sie im Schnitt ca. 100 Minuten, was bedeutet, dass man von einem Punkt auf der Erde aus mit dem Satelliten nur ca. 15 min Kontakt halten kann. Um die permanente Abdeckung eines Punkts auf der Erdoberfläche durch LEO-Satelliten zu gewährleisten, müssen deshalb 25-75 Satelliten die Erde umkreisen.

Beispiele sind die Kommunikationssatelliten des Iridium- und des Globalstar-Netzes sowie einige Wettersatelliten.

Sonnensynchroner Satellit

siehe auch: Satellitenorbit

Medium-Earth-Orbit-Satellit

Ein Medium Earth Orbit Satellit (kurz: MEOS) umkreist die Erde in einer Höhe von 10.000 bis 12.000 km. Diese Satelliten umkreisen die Erde in ca. sechs Stunden, weswegen man 10 bis 12 von ihnen für die komplette Abdeckung der Erdoberfläche benötigt. Bekannte Beispiele sind die GPS-Navigationssatelliten (Höhe 20.000km).

Highly-Elliptical-Orbit-Satellit

Highly-Elliptical-Orbit-Satelliten (HEO, engl. „hochelliptisch-orbitaler Satellit“) ist ein künstlicher Satellit mit einer stark elliptischen Bahn (große Exzentrizität, großes Verhältnis von Erdnähe zu mittlerem Bahnradius). Diese Art von Umlaufbahnen wird oft von Weltraumteleskopen benutzt, die sich pro Umlauf lange Zeit oberhalb der Van-Allen-Strahlungsgürtel aufhalten sollen. Beispiele sind Integral und EXOSAT.

HEO-stationärer Satellit, auch Molnija-Orbit, bezeichnet stark elliptische und stark geneigte Bahnen mit dem Apogäum in Polnähe. Ein Molnija-Orbit hat typischerweise eine Bahnneigung von 63,4°. Bei dieser Neigung verschwindet die durch den Äquatorwulst der Erde verursachte Perigäumsdrehung der Bahn, so dass die gewünschte Lage des Apogäums über längere Zeit erhalten bleibt.

Verwendet werden HEO-Satelliten für die Versorgung von Polargebieten. Geostationäre Satelliten sind auf Grund der geringen Elevation in diesen Gebieten schlecht bis überhaupt nicht mehr geeignet. Es werden deswegen stark elliptische Bahnen mit dem Apogäum in Polnähe zur Versorgung verwendet. Antennen müssen nachgeführt werden. Für eine nicht den ganzen Tag abdeckende Versorgung reicht ein Satellit mit einer Umlaufzeit von 24 Stunden aus (im Perigäum gibt es eine Sendepause von 2 bis 4 Stunden), für eine ganztägige Abdeckung benötigt man 2 Satelliten.

Das russische Kommunikationssystem Molnija (russisch „Blitz“), nach dem dieses Orbit benannt ist, hat HEO-stationäre Satelliten im Einsatz, um vor allem nördliche Gebiete von Russland optimal abzudecken.

Geostationärer Satellit

Geostationäre Satelliten sind künstliche Satelliten, die die Erde in einer Höhe von ca. 35.800 km über dem Äquator umkreisen. Für eine Umkreisung benötigen diese Satelliten 24 Stunden bei einer Geschwindigkeit von etwa 3,07 km/s. Durch diese Eigenart stehen sie von der Erde aus gesehen (geozentrisch) immer an der selben Position und eignen sich somit für dauerhafte Satellitenverbindungen wie dem Satellitenfernsehempfang.

siehe auch: geostationär

Aufgaben

Satelliten können unterschiedlichste Aufgaben wahrnehmen:

Erdbeobachtungssatelliten können Bilder für unterschiedliche Zwecke liefern, so die Wetter- und Spionagesatelliten. Diese Bilder können mit verschiedenen Techniken erstellt werden, zum Beispiel von Radarsatelliten.
Nachrichtensatelliten erfüllen kommerzielle Aufgaben, während Amateurfunksatelliten privaten Zwecken dienen, siehe auch Satellitenkommunikation.
Fernsehsatelliten übertragen Fernsehprogramme direkt an die Zuschauer, so dass erdgebundene Sende- und Kabelnetze entfallen können.
Astrometriesatelliten beobachten das Weltall, hauptsächlich für wissenschaftliche Zwecke.
Killersatelliten sind Satelliten, die dazu dienen, andere feindliche Satelliten zu zerstören.
Forschungssatelliten dienen rein wissenschaftlichen Zwecken, z. B. Mikrogravitationsexperimenten.
Spionagesatelliten dienen zum Ausspionieren z. B. feindlicher Staaten, Schiffsbewegungen und der Überwachung von Rüstungsbegrenzungsabkommen. Sie werden von militärischen Behörden und Geheimdiensten betrieben und sind oft streng geheime Projekte.
Raumstationen sind ebenfalls Erdsatelliten, die primär wissenschaftlichen Zwecken dienen.

Zur Zeit (2006) beträgt die Anzahl der bekannten und aktiven Satelliten über 800 [1]. Darüber hinaus befinden sich zahlreiche weitere künstliche Objekte (ausgediente Satelliten, Teile von Raketen und anderer Weltraummüll) im Erdorbit.

Betrieb

Abgrenzung

Man bezeichnet Flugkörper nur dann als Satelliten, wenn sie die Erde im Weltraum umkreisen. Alle Flugkörper, die den Erdorbit mit Fluchtgeschwindigkeit verlassen, werden Raumsonden genannt, unabhängig davon, ob sie in den Orbit eines anderen Planeten eintreten oder nicht.

Beobachtung von der Erde

Zahlreiche größere Erdsatelliten können mit bloßem Auge als langsam über das nächtliche Himmelsgewölbe wandernde Lichtpunkte beobachtet werden. Mit speziellen Instrumenten ist es auch möglich, den Vorüberzug von Satelliten vor der Sonne zu beobachten. Manche Satelliten, wie die ISS, können eine scheinbare Helligkeit von −1 mag erreichen. Die Satelliten des Iridium-Systems erreichen unter bestimmten Umständen kurzzeitig eine scheinbare Helligkeit von bis zu −8 mag. Im Unterschied zu einem Flugzeug hat ein Satellit keine blinkenden, farbigen Lichter. Jedoch ändern sich bei einem Teil der Objekte die Helligkeiten durch Rotation oder eine Taumelbewegung. Teilweise werden Satellitenlichtreflexionen irrtümlich mit Sternen verwechselt.

Strichspuraufnahmen von Satelliten bzw. Raketenoberstufen:

Mir (16609 = 1986-017A)

Iridium 58 (25274 = 1998-019C)

Resurs 1-3 r (23343 = 1994-074B)

Lacrosse 1 (19671 = 1988-106B) + Cosmos 2263r (22803 = 1993-059B)

Beispiele

Einige künstliche Satelliten:

Sputnik – Telstar – Hubble-Weltraumteleskop – Landsat – Astra – Eutelsat – Intelsat (Early Bird) – Envisat – Astérix – TUBSAT – BIRD – OSCAR

Siehe auch

Weblinks

Heavens Above – Berechnung der Sichtbarkeit von Satelliten (englisch)
J-Track 3D – Echtzeitdarstellung von Satellitenpositionen, Java ist erforderlich (englisch)
Satelliten Bodenpfad – Echtzeitdarstellung des Bodenpfads einiger Satelliten, erfordert Java
Satellitenbilder der Erde – Flash ist erforderlich (englisch)
Satellitenbilder – Kultur- und Naturlandschaften
Thematische Sammlung von Satellitenbildern weltweit
Satelliten an der Leine – Beitrag bei wissenschaft.de über die Idee, Satelliten mithilfe eines Seils in den Erdorbit zu bringen
Orbitron – Satellite Tracking System – Windows-Software zur Berechnung der Sichtbarkeit von Satelliten
BEOSAT – Kleinsatellit einer Studentengruppe