Satelliten

Geostationäre Satelliten

Geostationäre Satelliten umlaufen die Erde rund 35.786 Kilometer über dem Äquator im Takt ihrer Rotation und scheinen dadurch am Himmel fast stillzustehen. Das ermöglicht dauerhafte Kommunikation, Rundfunk- und Wetterbeobachtung; Syncom 3 erreichte 1964 als erster Satellit diese Bahn.

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Darstellung des Wettersatelliten GOES-U über der Erde
Darstellung des Wettersatelliten GOES-U über der Erde
Bildnachweis: NOAA/Lockheed Martin · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Auf einen Blick

Betreiber
Intelsat sowie nationale Wetter- und Kommunikationsorganisationen
Seit
1964
Aufgabe
Fernsehübertragung, feste Satellitenkommunikation und kontinuierliche Wetterbeobachtung

Warum zeigt eine Satellitenschüssel auf dem Dach meist ständig in dieselbe Richtung? Häufig kommuniziert sie mit einem geostationären Satelliten.

Diese Satelliten umkreisen die Erde in 35.786 Kilometern Höhe über dem Äquator und stimmen Richtung sowie Umlaufdauer mit der Erdrotation ab. Für Beobachtende am Boden bleiben sie dadurch immer in derselben Himmelsrichtung. Die dafür nutzbaren Bahnpositionen bilden einen begrenzten Gürtel.

Schematischer Überblick über niedrige, mittlere und geostationäre Erdumlaufbahnen; nicht maßstabsgerecht und keine Echtzeitkarte von Satelliten oder Weltraumschrott
Schematischer Überblick über niedrige, mittlere und geostationäre Erdumlaufbahnen; nicht maßstabsgerecht und keine Echtzeitkarte von Satelliten oder Weltraumschrott
Bildnachweis: Satellite Tracker · Original diagram

Was ist eine geostationäre Umlaufbahn?

1945 schlug Arthur C. Clarke in der Zeitschrift Wireless World Relaisstationen auf synchronen Bahnen für weltweite Kommunikation vor. Die geostationäre Bahn wird deshalb auch Clarke-Orbit genannt.

Ihre Umlaufdauer beträgt 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden – genau einen Sterntag. 1964 wurde Syncom 3 zum ersten wirklich geostationären Satelliten und half bei der Übertragung der Olympischen Spiele in Tokio.

Darstellung von GOES-U und der Erde
Darstellung von GOES-U und der Erde
Bildnachweis: NOAA/Lockheed Martin · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Wofür wird sie genutzt?

Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Fernsehübertragung, feste Kommunikationsverbindungen und Wetterbeobachtung. Ein einzelner Satellit überblickt eine riesige Region; drei passend über dem Äquator verteilte Satelliten können theoretisch fast die gesamte Erde abdecken, mit Ausnahme der Polargebiete. Vollscheibenbilder der Bewölkung von Fengyun 4 und GOES entstehen aus dieser Umlaufbahn.

GOES-13-Vollscheibenaufnahme Amerikas mit einem Atlantikhurrikan links oben
GOES-13-Vollscheibenaufnahme Amerikas mit einem Atlantikhurrikan links oben
Bildnachweis: NASA Goddard Space Flight Center · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Warum kann die Antenne stillstehen?

Der Satellit bewegt sich durchaus, doch seine Winkelgeschwindigkeit entspricht der Erdrotation. Eine Antenne am Boden muss ihm daher nicht fortlaufend nachgeführt werden.

Kann man ihn ohne Teleskop sehen? Normalerweise nicht. Geostationäre Satelliten sind viel weiter entfernt und im Allgemeinen deutlich lichtschwächer als die ISS.

Schon gewusst?

Die Schwerkraft von Sonne und Mond stört die Bahnen, weshalb regelmäßige Korrekturmanöver nötig sind. Ausgediente Satelliten werden meist in einen Friedhofsorbit angehoben, statt sofort zur Erde zurückzukehren. So werden betriebswichtige Positionen frei.

Quellen