Akademik

Satellit

 

[französisch, von lateinisch satelles, satellitis »Leibwächter«] der, -en/-en,  

 1) Astronomie: Trabạnt, umgangssprachlich Mond [in Anlehnung an den die Erde umlaufenden »Erdmond«], ein Himmelskörper, der einen Planeten umläuft und dynamisch an ihn gebunden ist. Die Satelliten leuchten nur aufgrund des von ihnen reflektierten Sonnenlichtes, sind dabei aber mit Ausnahme des Mondes wegen ihrer Entfernung zur Erde so lichtschwach, dass sie nur mit optischen Hilfsmitteln gesehen werden können. Im Sonnensystem sind derzeit 100 (größere) Satelliten bekannt: Während Merkur und Venus keine Satelliten besitzen, wurden bei Mars zwei, bei Jupiter inzwischen 39 Satelliten (22 von ihnen wurden erstmals zwischen 2000 und 2002 beobachtet), bei Saturn 30 (12 Begleiter wurden seit Oktober 2000 entdeckt), bei Uranus 20, bei Neptun 8 Satelliten und bei Pluto ein Satellit entdeckt. Der größte Satellit im Sonnensystem, der Jupitersatellit Ganymed, ist ebenso wie der Saturnsatellit Titan und der zweitgrößte Jupiter-Satellit Callisto größer als der Planet Merkur, während die kleinsten der Satelliten nur etwa 5 km Durchmesser haben. Die in den Ringsystemen von Jupiter, Saturn, Uranus und Pluto umlaufenden Teilchen, deren Durchmesser in der Größenordnung von einigen Mikrometern bis einigen Metern liegen, stellen Minisatelliten (Zwergsatelliten) dar.

 

 2) Raumfahrt: künstlicher S.Satellit, durch eine Trägerrakete oder (ab 1982) einen wieder verwendbaren Raumgleiter in das All gestarteter und dort auf elliptischen oder kreisähnlichen Umlaufbahnen von Planeten (meist die Erde) oder Planetensatelliten gebrachter, in der Regel unbemannter Raumflugkörper.

 

Der erste Satellit war der sowjetische Erdsatellit Sputnik 1, gestartet am 5. 10. 1957 (4. 10. MEZ) um 0.50 Uhr (Ortszeit) vom Kosmodrom Baikonur. Der erste Mondsatellit wurde 1966 von der UdSSR auf eine Umlaufbahn gebracht (Luna 10), der erste Marssatellit 1971 von den USA (Mariner 9), die ersten Venussatelliten 1975 von der UdSSR (Venera 9 und 10). Von 1957 bis Ende 1997 wurden rd. 5 000 Raumflugkörper auf Umlaufbahnen gebracht, von denen circa 10 % noch funktionsfähig sind. Die bis Ende 1989 ins All beförderten sowjetischen und amerikanischen Satelliten dienten zu zwei Drittel militärischen Zwecken, wobei die Abgrenzung zu zivilen Anwendungen nicht immer eindeutig ist, da viele militärische Satelliten (und so genannte Geheimsatelliten) auch für zivile Zwecke und zivile Satelliten teilweise auch für militärische Belange genutzt werden, z. B. Navigationssatelliten, Nachrichtensatelliten oder Geodäsiesatelliten. Letztere werden im militärischen Bereich zur Koordinatenbestimmung von Raketenstellungen und Bodenstationen eingesetzt. In der Satellitengeodäsie dienen sie u. a. der präzisen Bestimmung von Größe und Gestalt der Erde, der Messung von Gravitationsanomalien, der Lagebestimmung (geographischer Länge und Breite) beliebiger Punkte und der Entfernungsmessung über Ozeane und Kontinente hinweg. Von ozeanographischen Satelliten mittels Bordradars und Multispektralscanner erstellte Aufnahmen und Messdaten finden hauptsächlich Anwendung in der Satellitenaltimetrie. Sie enthalten neben den Informationen über die Meeresoberflächentopographie Angaben über Wassertiefe, Strömungen, Gezeiten, Meeresoberflächentemperatur, Windrichtung (in der Nähe der Meeresoberfläche) und Eisbewegungen. Wichtig für die Positionsbestimmung ziviler oder militärischer Schiffe, Flugzeuge, Hubschrauber und Landfahrzeuge sind die Navigationssatelliten. Die durch sie realisierbare Satellitennavigation ermöglicht eine genaue Ermittlung der geographischen Koordinaten des eigenen Standortes, der Höhe über NN, des Kurses, der Geschwindigkeit, der Zeit sowie der Entfernung und Richtung zum Zielpunkt. Die als Nachrichtensatelliten in der Umlaufbahn befindlichen Satelliten werden für Satellitenrundfunk, Satellitenfernsehen und Satellitenfunk eingesetzt. Spezielle Schiffsfunksatelliten ermöglichen die Kommunikation von Hochseeschiffen und Bohrplattformen mit Küsten-Erdefunkstellen beziehungsweise untereinander. Such- und Rettungssatelliten können die Signale auch kleinerer Notrufsender verunglückter Privat- und Sportflieger, Jachten oder Expeditionen empfangen und weiterleiten, wodurch es möglich wird, innerhalb von wenigen Stunden die regionalen Such- und Rettungsdienste zu mobilisieren. Die Rettungssatelliten des internationalen Systems KOSPAS/SARSAT (kosmitscheskaja spasatelnaja sistema/search and rescue satellite) können die Position von Verunglückten bis auf 1 oder 2 km Genauigkeit bestimmen. Durch sie wurden allein bis Ende 1989 über 2 000 Menschen gerettet. Relaissatelliten stellen die Funkverbindung her zwischen Raumflugkontrollzentren und bemannten oder unbemannten Raumflugkörpern zwecks Datenübertragung, Bahnvermessung und -verfolgung (z. B. auch bei Mars- und Venusmissionen, um Signale von Landekapseln oder anderen Boden- und Ballonsonden zur Erde weiterzuleiten). Wettersatelliten liefern Daten und Aufnahmen für die Satellitenmeteorologie. Forschungssatelliten für die wissenschaftliche Grundlagenforschung werden in der Satellitenastronomie sowie für die Geowissenschaften, die Raumfahrtmedizin und Materialforschung eingesetzt. Die von Erdfernerkundungssatelliten in unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Bilder von Gebieten der Erdoberfläche und der Atmosphäre sind praktisch vielseitig nutzbar, z. B. für die Exploration neuer Bodenschätze, für die Bestandsaufnahme in der Land- und Forstwirtschaft, für die Ermittlung der Bodenfeuchtigkeit, der Vegetationsdynamik und für Ernteertragsprognosen beziehungsweise für die Abschätzung von Verlusten durch Abholzung, Schädlingsbefall oder Brände. Testsatelliten dienen technischen und wissenschaftlichen Versuchen zur Vorbereitung der Satellitenmissionen. Dazu gehören die Erprobung von Abläufen (z. B. Kopplungsmanöver, Rückführung zur Erde) oder Funktionseinheiten (z. B. Sonnenbatterien, Messsonden).

 

Die Funktionsdauer der Satelliten hängt vom Zustand der Bordsysteme und -instrumente, von der Stromversorgungsart sowie von der Bahnhöhe und Bahnform ab. Sie beträgt, je nach Aufgabenstellung, mindestens eine Erdumrundung, bei den meisten unbemannten Satelliten und bei ständig besuchten Raumstationen bis zu mehreren Jahren. Einige wenige passive Satelliten oder Raumsonden sind mehr als 20 Jahre funktionsfähig. Ab etwa 900 km Bahnhöhe ist auch nach Ende des Funkverkehrs mit der Erde die weitere Flugdauer praktisch unbegrenzt.

 

Die wichtigsten Startgelände für Satellitenträgerraketen sind, in Reihenfolge der Starthäufigkeit: in Russland Baikonur, Plessezk und Swobodnyj; in den USA Canaveral (Fla.), Vandenberg (Calif.) und Wallops Island (Virginia); Kourou in Französisch-Guayana (von der ESA genutzt); in Japan das Tanega-Shima Space Center (auf Tanega) und Uchinoura (im Süden von Kyushu); in China Shuangcheng (bei Harbin), Xichang (Provinz Sichuan) und Taiyuan; italienische Plattform »San Marco« vor der Küste Kenias; in Indien Sriharikota (Madras).

 

Die Umlaufbahn eines Satelliten richtet sich v. a. nach seiner Funktion beziehungsweise Flugdauer. Hat die Satelliten tragende Raketenendstufe oder der Raumgleiter die für die Erdsatellitenbahn nötige Geschwindigkeit von 7,9 km/s für Bahnen in niedriger Höhe erreicht, trennt sich der Satellit zum eigenen antriebslosen Weiterflug und führt gegebenenfalls selbstständig die erforderlichen Bahnkorrekturen aus. Die Flieh- oder Zentrifugalkraft und die Erdanziehung sind dabei gleich groß. Mit zunehmender Höhe ist eine geringere Bahngeschwindigkeit erforderlich, z. B. in 400 km Höhe 7,67 km/s oder in 1 200 km Höhe 7,25 km/s. Im erdnächsten Bahnpunkt (Perigäum) ist sie größer als im erdfernsten Bahnpunkt (Apogäum). Abhängig von Aufgabenstellung, Funkreichweite der Bodenstationen, Startort und Trägersystem bewegen sich die Satelliten auf (gegenüber der Äquatorebene) unterschiedlich geneigten Bahnebenen in unterschiedlichen Bahnhöhen (mindestens 140 km) und Bahnformen. Die Umlaufzeit beträgt bei 200 km Höhe rd. 1,5 Stunden, bei einer Höhe von 100 000 km etwa 100 Stunden. Bahnhöhen bis 500 km nehmen wegen der Bremswirkung der Hochatmosphäre allmählich ab, sodass die meisten Raketenendstufen und Satelliten lange nach Missionsende in höheren Atmosphäreschichten verglühen. Die für viele Satelliten besonders vorteilhafte geostationäre Umlaufbahn wird von einer niedrigen Anfangsbahn aus mittels Zusatzantrieb über eine langelliptische so genannte Übergangs- oder Transferbahn erreicht. Sonnensynchrone Bahnen über die Pole eignen sich ab rd. 600 km Höhe für die streifenweise fast lückenlose Erdbeobachtung. (Weltraummüll)

 

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Satellit: Bewegung durch die Schwerkraft

 

Raumfahrttechnik: Erdbeobachtung

 

Satellitenkommunikation: Sendestationen in bevorzugter Lage

 

Navigationssatelliten: Die neuen Leitsterne

 

Satellit,

 Raumfahrt: ein künstlicher Raumkörper, der die Erde auf einem bestimmten Orbit umkreist und für die Satellitenkommunikation eingesetzt wird.

Satellit,

 EDV: Satellitencomputer.