Welche Art von Satelliten umkreisen die Erde?
Antworten
Ein natürlicher Satellit (Luna, auch bekannt als „Der Mond“) und Tausende und Abertausende künstlicher Satelliten.
Von den künstlichen können sie viele Rollen übernehmen. Hier sind einige:
- Kommunikation
- Fernerkundung
- Navigation, z. B. GPS
- Raumstation, wie zum Beispiel die ISS
Bei der hohen Erdumlaufbahn gelangt ein Satellit, wenn er genau 42.164 Kilometer vom Erdmittelpunkt entfernt ist (ungefähr 36.000 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt), in eine Art „Sweet Spot“, in dem seine Umlaufbahn der Erdrotation entspricht. Da der Satellit mit der gleichen Geschwindigkeit umkreist wie die Erde, scheint er über einen einzigen Längengrad an Ort und Stelle zu bleiben, auch wenn er von Norden nach Süden driften kann. Diese besondere, hohe Erdumlaufbahn wird als geosynchron bezeichnet.
Ein Satellit in einer kreisförmigen geosynchronen Umlaufbahn direkt über dem Äquator (Exzentrizität und Neigung bei Null) hat eine geostationäre Umlaufbahn, die sich relativ zum Boden überhaupt nicht bewegt. Es befindet sich immer direkt über derselben Stelle auf der Erdoberfläche.
Eine geostationäre Umlaufbahn ist für die Wetterüberwachung äußerst wertvoll, da Satelliten in dieser Umlaufbahn eine ständige Sicht auf denselben Oberflächenbereich bieten. Wenn Sie sich auf Ihrer bevorzugten Wetter-Website anmelden und die Satellitenansicht Ihrer Heimatstadt betrachten, stammt das Bild, das Sie sehen, von einem Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn. Alle paar Minuten senden geostationäre Satelliten wie die GOES-Satelliten (Geostationary Operational Environmental Satellite) Informationen über Wolken, Wasserdampf und Wind, und dieser nahezu konstante Informationsstrom dient als Grundlage für die meisten Wetterüberwachungen und -vorhersagen.
Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn rotieren mit der Erde direkt über dem Äquator und bleiben ständig über derselben Stelle. Diese Position ermöglicht es Satelliten, das Wetter und andere Phänomene zu beobachten, die sich in kurzen Zeiträumen ändern. (NASA-Bilder von Marit Jentoft-Nilsen und Robert Simmon.)
Da sich geostationäre Satelliten immer über einem einzigen Standort befinden, können sie auch für die Kommunikation (Telefon, Fernsehen, Radio) nützlich sein. Die GOES-Satelliten wurden von der NASA gebaut und gestartet und von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) betrieben. Sie dienen als Such- und Rettungssignal und helfen dabei, in Seenot geratene Schiffe und Flugzeuge zu lokalisieren.
Schließlich überwachen viele Satelliten in hohen Erdumlaufbahnen die Sonnenaktivität. Die GOES-Satelliten verfügen über ein großes Kontingent an „Weltraumwetter“-Instrumenten, die Bilder der Sonne aufnehmen und die magnetischen und Strahlungswerte im sie umgebenden Weltraum verfolgen.
Andere orbitale „Sweet Spots“, direkt jenseits der hohen Erdumlaufbahn, sind die Lagrange-Punkte. An den Lagrange-Punkten hebt die Schwerkraft der Erde die Schwerkraft der Sonne auf. Alles, was an diesen Punkten platziert wird, fühlt sich gleichermaßen zur Erde und zur Sonne hingezogen und dreht sich mit der Erde um die Sonne.
Von den fünf Lagrange-Punkten im Sonne-Erde-System sind nur die letzten beiden, L4 und L5 genannt, stabil. Ein Satellit an den anderen drei Punkten ist wie ein Ball, der auf der Spitze eines steilen Hügels balanciert: Jede geringfügige Störung drückt den Satelliten aus dem Lagrange-Punkt, so wie der Ball den Hügel hinunterrollt. Satelliten an diesen drei Punkten müssen ständig angepasst werden, um im Gleichgewicht und an Ort und Stelle zu bleiben. Satelliten an den letzten beiden Lagrange-Punkten ähneln eher einer Kugel in einer Schüssel: Selbst wenn sie gestört werden, kehren sie zum Lagrange-Punkt zurück.
Lagrange-Punkte sind besondere Orte, an denen ein Satellit relativ zur Erde stationär bleibt, während der Satellit und die Erde um die Sonne kreisen. L1 und L2 sind über der Tag- bzw. Nachtseite der Erde positioniert. L3 befindet sich auf der anderen Seite der Sonne, gegenüber der Erde. L4 und L5 liegen 60° vor und hinter der Erde auf derselben Umlaufbahn. (NASA-Illustration von Robert Simmon.)