Satelliten Höhe – Alles was du wissen musst

Satelliten umrunden die Erde oder andere Himmelskörper in festen Bahnen, die meisten verfolgen einen wissenschaftlichen oder kommerziellen Zweck.

Was ist ein Satellit?

Bei Satelliten handelt es sich um künstliche Raumflugkörper, Himmelskörper, die konzipiert wurden, um sie im All auf einer bestimmten Umlaufbahn zu platzieren. Dies geschieht aus militärischen, kommerziellen oder wissenschaftlichen Zwecken. Diese astronomischen Objekte umkreisen auf der Umlaufbahn den Mond, einen Planeten oder Stern.

Der Satellit besteht im Grunde aus der Nutzlast, kommerziell oder militärisch, sowie dem Grundgerüst. Hinzu kommen dann benötigte Subsysteme, die dem Antrieb dienen.

Aufgaben von Satelliten

Satelliten werden immer zu bestimmten Zwecken ins All gebracht, sie dienen der Forschung oder der Übermittlung von Neuigkeiten. Sogenannte Rundfunksatelliten übertragen beispielsweise Fernsehprogramme oder Radiosender direkt an den Empfänger, somit entfallen erdgebundene Netze.

Mit Navigationssatelliten, wie im Rahmen des GPS-Systems, werden Positionsdaten weltweit bestimmt. Diese Technologie wird dann in Fahrzeugen zur Navigation oder in GPS-Trackern zur Standortbestimmung verwendet. Solche GPS-Daten können ebenfalls genutzt werden, um Prozesse und Bewegungen auszuwerten und zu optimieren. Militärische Satelliten werden zur Überwachung und Verteidigung genutzt, entweder als Spionagesatelliten zur Spionage oder zur Zerstörung feindlicher Raumflugkörper.

Wie werden Satelliten angetrieben?

Um den Satelliten mit ausreichend Energie zu versorgen, werden in der Regel Solarzellen auf dem Flugkörper angebracht. Diese erfahren durch Akkumulatoren Unterstützung, diese Elemente speichern Energie und sind wiederaufladbar. Vor dem Start werden Satelliten mit Energie ausgestattet, diese wird meist für den Start und die Korrekturmanöver benötigt. Dank der externen Energiequellen durch Sonneneinstrahlung oder magnetische Felder stehen dem Flugkörper immer neue Energien zur Verfügung.

Satelliten umkreisen die Erde

Hunderte Satelliten sind im Umlauf und umkreisen die Erdumlaufbahn, diese können für längere Zeit auf der gleichen Umlaufbahn verweilen, da die Schwerkraft der Erde durch die Zentrifugalkraft ausgeglichen wird. Außerhalb der Erdatmosphäre findet sich kein Luftwiderstand, der Satelliten ausbremsen könnte, dies ermöglicht einen konstanten Umlauf mit gleichbleibender Umlaufgeschwindigkeit.

Besonders Satelliten, die zur Kommunikation benötigt werden oder Nachrichten-Satelliten, befinden sich auf einer geostationären Umlaufbahn, weswegen sie als geostationär bezeichnet werden. Diese Umlaufbahn befindet sich in einer Höhe von etwa 35.800 km über der Erdoberfläche. Im Geo-Orbit wird ein solcher Satellit platziert und umrundet die Erde innerhalb von 23 Stunden und 56 Minuten, er bewegt sich somit zeitgleich auf der Umlaufbahn um die Erde.

Satellitenorbits ändern ihre Geschwindigkeit, für eine stabile Umlaufbahn ist die Distanz zum Massepunkt des Flugkörpers und dessen Masse entscheidend.

Nutzen der Satelliten

Satelliten werden in den Weltraum gebracht, um dort bestimmte Aufgaben zu erfüllen, je nach Zweck muss die richtige Erdumlaufbahn und Höhe gewählt werden.

Umlaufbahnen

Geostationäre Satelliten bewegen sich nicht in Bezug zur Erde, sie verbleiben immer an der gleichen Stelle, da sie sich mit der Erde bewegen. Diese Kreisbahn liegt immer über dem Äquator, die Neigung der Bahn beträgt 0°. Bei größerer Neigung der Bahnen würde der Satellit nicht auf seiner Position verbleiben, somit ist eine Platzierung nur oberhalb des Äquators möglich. Neben der geostationären Flugbahn können Satelliten auf verschiedenen Höhen platziert werden. Bedingt durch die Umlaufzeit und die Positionierung ist er auf dieser Bahn für den Beobachter am Boden stets ersichtlich.

Verschiedene Umlaufbahnen

Die Parkbahn beschreibt die Umlaufbahn, die der Erde am nächsten ist. Sie befindet sich auf einer Höhe zwischen 150 und 200 km. Beim Start einer Trägerrakete, zur Platzierung eines Satelliten, wird dieser Bereich als erstes angesteuert. Aufgrund der Instabilität wird diese nach erfolgreicher Routenberechnung schnell wieder verlassen, sie gilt als Zwischenstation zwischen der Erde und der angepeilten Bahnebene.

Low Earth Orbit, auch LEO genannt: Diese Satellitenbahn wird für bemannte Raumfahrten, Wettersatelliten oder Amateurfunksatelliten genutzt. Diese erdnahe Kreisbahn befindet sich auf einer Höhe zwischen 200 und 2.000 km. Aufgrund der geringen Distanz können LEO-Bahnen leicht erreicht werden, der Energieaufwand ist geringer. Der sonnensychrone Orbit, kurz SSO, beschreibt die Bahn um einen Planeten, hierbei erfährt die Orbitalebene die gleiche Rotationsänderung wie des umkreisten Himmelskörpers um die Sonne.

In der mittleren Erdumlaufbahn, dem sogenannten Medium Earth Orbit, kurz MEO, bewegen sich Satelliten in einer Höhe von 2.000 bis 36.000 km. Dieser Orbit wird vorwiegend für globale Kommunikationssatelliten genutzt, auch die Satelliten der Systeme GPS, GLONASS oder Galileo werden dort platziert. Die Polarbahn beschreibt Umlaufbahnen, die über Polregionen verlaufen, hierbei liegt die Bahnneigung bei rund 90°. Der Highly elliptical Orbit verfügt über eine hochelliptische Bahn. Diese können in einer Höhe von 200 bis 15.000 km liegen oder ab zwischen 50.000 und 400.000 km. Solche Bahnen eignen sich besonders für highly elliptical orbit Satelliten oder Molnija-Satelliten der Wissenschaft, militärische Zwecke oder Telekommunikation. Sie dient unter anderem als Transferbahn für die internationale Raumstation. Im Rahmen der Raumfahrt wird sie vor allem für Raumfahrzeuge genutzt, die den Mond anpeilen. Als Friedhofsorbit bezeichnet man Umlaufbahnen, auf die Satelliten geleitet werden, deren Lebensdauer überschritten wurde.

Nutzen des Erd-Orbits

Der Erdorbit beschreibt somit eine Bahnkurve, auf der ein Satellit die Erde umkreist. Die Geschwindigkeit und Umlaufdauer sind immer abhängig vom Zweck des Satelliten. Vorab wird festgelegt, für welches Vorhaben der Satellit benötigt wird, damit der Zentralkörper auf entsprechender Flughöhe über der Erde platziert werden kann.

Start von Satelliten

Um den gewünschten Satellit in den Weltraum zu bringen, ist eine entsprechende Trägerrakete oder ein Spaceshuttle notwendig. Weltweit existieren rund 27 Standorte, von denen Satelliten mithilfe einer solchen Rakete in den Weltraum gebracht werden, sie befinden sich in der Regel in der Nähe zum Äquator.

Aktuell befinden sich rund 2.000 Satelliten in den verschiedenen Umlaufbahnen, ein Drittel hiervon dient der Erdbeobachtung und der Klimaforschung. Ein weiteres Drittel widmet sich der Wissenschaft, Kommunikation und der Navigation auf der Erde. Mehr als die Hälfte befindet sich auf einer niedrigen Umlaufbahn oder sogar darunter. Nur eine geringe Anzahl bewegt sich in einer Höhe über 36.000 km.

Lebensdauer von Satelliten

Ab einer Höhe von rund 800 km können Satelliten mehr als 10 Jahre im All verweilen. Satelliten, die höher platziert wurden, sogar noch länger. Werden diese nicht mehr benötigt und in den Friedhof-Satellitenorbit befördert, tragen sie zum Weltraummüll bei, dort verweilen sie dann. Ein Absturz von Satelliten kann selten prognostiziert werden, aufgrund der vielen Faktoren und der Bewegung, ein defekter Flugkörper ist jedoch kein Einzelfall. Ein Satellit, der außer Betrieb ist und auf die Erde stürzt, kommt selten am Boden an. Die Einzelteile verglühen meist beim Eintritt vom All in die Erdatmosphäre, in sehr seltenen Fällen erreichen die Trümmer des Flugkörpers tatsächlich unseren Planet Erde.