Quelltext der Seite Satellit (Raumfahrt)

Ein '''Satellit''' (von {{laS|satelles}} „Begleiter, Leibwächter“), altertümlich ''Kunstmond,'' ist in der Raumfahrt ein künstlicher Raumflugkörper, der einen [[Himmelskörper]] auf einer elliptischen oder kreisförmigen [[Umlaufbahn]] zur Erfüllung [[wissenschaft]]licher, [[kommerz]]ieller oder [[militär]]ischer Zwecke umkreist.

== Zum Begriff des Erdsatelliten ==
Satelliten sind im erweiterten Sinne alle [[astronomisches Objekt|astronomischen Objekte]], die einen Himmelskörper – einen [[Stern]], [[Planet]]en oder [[Satellit (Astronomie)|Mond]] oder anderes – umkreisen.

Künstliche Gerätschaften, welche die [[Erde]] umkreisen, werden im deutschen speziell ''Erdsatellit'' genannt. Künstliche Satelliten, die einen anderen Körper als die Erde umlaufen und erforschen, werden hingegen als ''[[Orbiter (Raumfahrt)|Orbiter]]'' bezeichnet, wobei beispielsweise ein die [[Sonne]] umkreisender Flugkörper bisweilen auch „Sonnensatellit“ genannt wird. Demgegenüber stehen die ''[[Satellit (Astronomie)|natürlichen Satelliten]]'' von Planeten, die auch als ''Monde'' oder ''Trabanten'' bezeichnet und – ebenso wie der [[Mond|Erdmond]] – gesondert behandelt werden, ebenso die natürlichen Satelliten/Trabanten der Sterne, die ''Planeten,'' ''[[Asteroid]]en'' und anderes. Künstliche Satelliten, die aus einer [[Satellitenorbit#Parkbahn|Parkbahn]] um die Erde in den [[Interplanetarer Raum|interplanetaren Raum]] gelangen, können sinngemäß als „künstliche [[Asteroid|Planetoiden]]“ bezeichnet werden, man spricht von ''[[Raumsonde]].'' Dazu gehören naturgemäß auch diejenigen, die dann als Orbiter am Ziel in eine Umlaufbahn eintreten.

Man bezeichnet Flugkörper nur dann als Satelliten, wenn sie die Erde im [[Weltraum]] umkreisen. Einem Satelliten fehlt – auch nach Erreichen seiner Laufbahn – ein Eigenantrieb, was ihn vom ''[[Raumschiff]]'' unterscheidet. Einfache Bremsraketen, die zu einem unkontrollierten Absturz führen, reichen im fachsprachlichen Sinne nicht aus, einen Satelliten zum Raumschiff zu machen.

== Geschichte ==
[[Datei:Sputnik asm.jpg|miniatur|Sputnik 1|245x245px]]
Im Jahre 1955 gab [[USA|US]]-Präsident [[Dwight D. Eisenhower|Eisenhower]] die Entwicklung eines amerikanischen Erdsatelliten in Auftrag, worauf die [[Sowjetunion]] aus propagandistischen Gründen vier Tage später ein ähnliches Vorhaben ankündigte. Dennoch überraschte der erfolgreiche Start des sowjetischen Satelliten [[Sputnik&nbsp;1]] am 4.&nbsp;Oktober 1957 (19:28&nbsp;GMT, 5.&nbsp;Oktober Ortszeit) die Weltöffentlichkeit und führte im Westen zu einem regelrechten [[Sputnikschock]]. Die Funksignale von Sputnik gaben codiert an, ob der Satellit von Materie getroffen wurde. Der erste US-amerikanische Satellit [[Explorer 1]] folgte am 1. Februar 1958 und erbrachte den Nachweis des [[Van-Allen-Strahlungsgürtel|Van-Allen-Strahlungsgürtels]] zum Beginn der Erforschung der [[Ionosphäre]]. Trotzdem stand die Entwicklung von Satelliten lange Zeit unter dem Einfluss des [[Kalter Krieg|Kalten Krieges]].

Im Bereich der internationalen Telekommunikation haben [[Nachrichtensatellit]]en ab den 1970er Jahren die Bedeutung anderer Datenverbindungen wie des [[Transatlantisches Telefonkabel| Transatlantischen Telefonkabels]] verringert. Ebenso wichtig wurden die [[Erdbeobachtungssatellit| Erdbeobachtungs]]- und [[Wettersatellit]]en, während schon seit den 1960ern [[Forschungssatellit]]en für Astronomie, Geodäsie und Kartografie entwickelt wurden.

Das [[Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen]] verwaltet seit 1962 ein Verzeichnis (Index of Objects Launched into Outer Space) aller Satelliten, die in den Weltraum transportiert werden.<ref>[http://www.oosa.unvienna.org/oosa/en/SORegister/index.html Convention on Registration of Objects Launched into Outer Space] United Nations Office for Outer Space Affairs (abgerufen 26. Dezember 2009)</ref>

Nach Angaben der US-amerikanischen [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]] befanden sich am 31.&nbsp;Mai [[1969]] rund 1.950 [[terrestrisch|künstliche]] Objekte im Weltraum, wovon 1.889 die Erde umrundeten, 17 sich in einer Ellipse um die Erde und 38 auf einer Bahn um die Sonne befanden. Neben ausgebrannten [[Raketenstufe]]n und anderen Objekten waren es am Stichtag 394 [[Erdsatellit]]en und [[Raumsonde]]n, darunter 289 der USA, 83 der Sowjetunion, 5 französische, 3 kanadische, 2 britische und 3 von der [[European Space Research Organisation]].

Im Jahr [[2006]] betrug die Anzahl der bekannten aktiven Satelliten bereits über 800.<ref>[http://www.ucsusa.org/global_security/space_weapons/whats-in-space.html ''What’s in Space? Satellites: Types, orbits, countries, and debris'']. Auf: ''Union of Concerned Scientists'', 17. Mai 2006.</ref> Darüber hinaus befinden sich mehrere tausende weitere künstliche Objekte (ausgediente Satelliten, Teile von Raketen und anderer [[Weltraummüll]]) im Erdumlauf: 1996 sollen es nach ESA-Daten rund 8.500 Stück „Weltraummüll“ (über ~10 cm Größe) gewesen sein.<ref name="tagesschau.de12.2.2009">{{Webarchiv | url=http://www.tagesschau.de:80/ausland/satellitenunfall100.html | wayback=20090213155126 | text=''Russischer und US-Satellit kollidieren. Erster Satellitencrash im All?''}} Auf: [[tagesschau.de]], 12. Februar 2009.</ref> Das ''Joint Space Operations Center'' des [[United States Strategic Command]] weiß 2009 von über 18.500 vom Menschen hergestellten Himmelskörpern.<ref name="tagesschau.de12.2.2009" />

Trotz der großen Anzahl sind Zusammenstöße äußerst selten. Die [[Satellitenkollision am 10. Februar 2009|erste bekannte Kollision]] eines aktiven Satelliten mit einem ausgedienten Objekt fand am 10.&nbsp;Februar 2009 statt: Der russische Satellit ''[[Kosmos (Satellit)|Kosmos 2251]],'' der seit 1993 im All und wohl etwa seit 1999 außer Betrieb war, kollidierte mit dem Kommunikationssatelliten ''Iridium 33'' der US-Firma [[Iridium (Kommunikationssystem)|Iridium Satellite]]. Beide Satelliten wurden vollständig zerstört.<ref name="tagesschau.de12.2.2009" /> Am 22.&nbsp;Januar 2013 wurde der russische Kleinsatellit BLITS (NORAD 35871) durch Kollision mit Bruchstücken des 2007 durch eine chinesische Antisatellitenrakete zerstörten Satelliten [[Fengyun-1C]] unbrauchbar und wurde aus seiner Bahn geworfen.<ref>[http://www.spacesafetymagazine.com/2013/03/09/fengyun-1c-debris-collided-blits-satellite/ Merryl Azriel: ''Fengyun 1C Debris Collided with BLITS Satellite'']</ref> Am 23.&nbsp;Mai 2013 versetzten Trümmerteile einer russischen Rakete den Satelliten [[NEE-01 Pegaso]] in eine unkontrollierte Taumelbewegung, so dass er außer Kontrolle geriet.

=== Die ersten Satelliten nach Staat ===
Die folgende Tabelle gibt die ersten erfolgreich betriebenen Satelliten verschiedener Staaten und der [[European Space Research Organisation|ESRO]] an. Teilweise wurden die Satelliten in Zusammenarbeit mit anderen Staaten gebaut oder gestartet.

{| class="wikitable sortable"
|- class=hintergrundfarbe8
! Start-Datum
! Nation
! Name
! Startplatz
|-
| {{dts|4|10|1957}} || {{SUN-1955}} || [[Sputnik 1]] || [[Baikonur]]
|-
| {{dts|1|2|1958}} || {{USA 48 Stars}} || [[Explorer 1]] || [[Cape Canaveral Air Force Station|Cape Canaveral]]
|-
| {{dts|26|4|1962}} || {{GBR|2=Vereinigtes Königreich}} || [[Ariel (Satellit)|Ariel 1]] || [[Vandenberg Air Force Base|Vandenberg]] (USA)
|-
| {{dts|29|9|1962}} || {{CAN}} || [[Alouette 1]] || [[Vandenberg Air Force Base|Vandenberg]] (USA)
|-
| {{dts|15|12|1964}} || {{ITA}} || [[San Marco 1]] || [[Wallops Flight Facility]] (USA)
|-
| {{dts|26|11|1965}} || {{FRA}} || [[Astérix (Satellit)|Astérix]] || [[Centre interarmées d’essais d’engins spéciaux|Hammaguir]] (Algerien)
|-
| {{dts|29|11|1967}} || {{AUS}} || [[Wresat 1]] || [[Woomera Prohibited Area|Woomera]]
|-
| {{dts|17|5|1968}} || [[European Space Research Organisation|ESRO]] || [[Iris 2]] || [[Vandenberg Air Force Base|Vandenberg]] (USA)
|-
| {{dts|8|11|1969}} || {{DEU|2=Bundesrepublik Deutschland}} || [[Azur (Satellit)|AZUR]] || [[Vandenberg Air Force Base|Vandenberg]] (USA)
|-
| {{dts|11|2|1970}} || {{JPN}} || [[Ōsumi]] || [[Uchinoura Space Center|Kagoshima]]
|-
| {{dts|24|4|1970}} || {{CHN}} || nowrap | [[Dong Fang Hong I]] || [[Kosmodrom Jiuquan|Jiuquan]]
|-
| {{dts|15|11|1974}} || {{ESP}} || [[Intasat]] || [[Vandenberg Air Force Base|Vandenberg]] (USA)
|-
| {{dts|19|4|1975}} || {{IND}} || [[Aryabhata (Satellit)|Aryabhata]] || [[Snamensk (Astrachan)|Kapustin Jar]] (Sowjetunion)
|-
| {{dts|8|7|1976}} || {{IDN}} || [[Palapa A1]] || [[Cape Canaveral Air Force Station|Cape Canaveral]] (USA)
|-
| {{dts|24|10|1978}} || {{CZS}} || [[Magion 1]] || [[Plessezk]] (Sowjetunion)
|-
| {{dts|7|8|1981}} || {{BUL}} || [[Bulgarien-1300]] || [[Plessezk]] (Sowjetunion)
|-
| {{dts|17|6|1985}} || {{MEX}} || [[Morelos 1]] || [[Kennedy Space Center]] (USA)
|-
| {{dts|19|9|1988}} || {{ISR}} || [[Ofeq 1]] || [[Palmachim]]
|-
| {{dts|16|7|1990}} || {{PAK}} || [[Badr-A]] || [[Kosmodrom Xichang|Xichang]] (VR China)
|-
| {{dts|18|8|1990}} || {{NOR}} || [[Thor 1]] || [[Cape Canaveral Air Force Station|Cape Canaveral]] (USA)
|-
| {{dts|10|8|1992}} || {{KOR}} || [[KITSAT 1]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|-
| {{dts|9|2|1993}} || {{BRA}} || [[Satelites de Coleta de Dados|SCD-1]] || [[Cape Canaveral Air Force Station|Cape Canaveral]] (USA)
|-
| {{dts|26|9|1993}} || {{POR}} || [[PoSAT-1]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|-
| {{dts|31|8|1995}} || {{UKR}} || [[Sich-1]] || [[Plessezk]] (Russland)
|-
| {{dts|4|11|1996}} || {{ARG}} || [[SAC-B]] || [[Wallops Flight Facility|Wallops]] (USA)
|-
| {{dts|28|4|1998}} || {{EGY}} || [[Nilesat 101]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|-
| {{dts|23|2|1999}} || {{DNK}} || [[Ørsted (Satellit)|Ørsted]] || [[Vandenberg Air Force Base|Vandenberg]] (USA)
|-
| {{dts|10|12|2001}} || {{MAR}} || [[MAROC-TUBSAT]] || [[Baikonur]] (Russland/Kasachstan)
|-
| {{dts|28|11|2002}} || {{ALG}} || [[AlSat-1]] || [[Plessezk]] (Russland)
|-
| {{dts|28|10|2005}} || {{IRN}} || [[Sinah-1]] || [[Plessezk]] (Russland)
|-
| {{dts|17|6|2006}} || {{KAZ}} || [[KazSat]] || [[Baikonur]] (Russland/Kasachstan)
|-
| {{dts|29|10|2008}} || {{VEN}} || [[Venesat-1]] || [[Kosmodrom Xichang]] (China)
|-
| {{dts|23|9|2009}} || {{CHE}} || [[SwissCube]] || [[Satish Dhawan Space Centre|Sriharikota]] (Indien)
|-
| {{dts|17|8|2011}} || {{TUR}} || [[RASAT]] || [[Kosmodrom Jasny]] (Russland)
|-
| {{dts|17|12|2011}} || {{CHL}} || [[SSOT]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|-
| {{dts|22|7|2012}} || {{BLR}} || [[Belka 2]] || [[Baikonur]] (Russland/Kasachstan)
|-
| {{dts|25|2|2013}} || {{AUT}} || [[TUGSAT-1]] || [[Satish Dhawan Space Centre|Sriharikota]] (Indien)
|-
| {{dts|26|4|2013}} || {{ECU}} || [[NEE-01 Pegaso]] || [[Kosmodrom Jiuquan|Jiuquan]] (China)
|-
| {{dts|7|2|2013}} || {{AZE}} || [[Azerspace]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|-
| {{dts|7|5|2013}} || {{EST}} || [[ESTCube-1]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|-
| {{dts|21|11|2013}} || {{POL}} || [[Lem (Satellit)|Lem]] || [[Kosmodrom Jasny|Jasny]] (Russland)
|-
| {{dts|20|12|2013}} || {{BOL}} || [[Tupac Katari (Satellit)|Tupac Katari]] || [[Kosmodrom Xichang|Xichang]] (VR China)
|-
| {{dts|16|9|2016}} || {{PER}} || [[PeruSat-1]] || [[Centre Spatial Guyanais]] (Französisch-Guyana)
|}

== Aufgaben ==
Je nach Aufgabe des Satelliten unterscheidet man folgende Typen:
* [[Erdbeobachtungssatellit]]en können Bilder und [[Messwert|Messdaten]] für unterschiedliche Zwecke liefern, so die [[Wettersatellit|Wetter-]] und [[Spionagesatellit]]en. Sie arbeiten mit verschiedenen Techniken, zum Beispiel mit Radar ([[Radarsatellit]]en), [[Infrarot]], Scanning-Methoden, [[Sensorik (Technik)|Sensorik]] oder [[Bild (Fotografie)|Fotografie]]. Dabei werden oft verschiedene [[Wellenlänge]]n gleichzeitig aufgezeichnet ([[multispektral]]).
* [[Nachrichtensatellit]]en erfüllen kommerzielle Aufgaben, [[Amateurfunksatellit]]en dienen dagegen privaten Zwecken, siehe auch [[Satellitenkommunikation]].
* [[Rundfunksatellit]]en übertragen Radio- und Fernsehprogramme direkt an die Zuschauer, sodass erdgebundene Sende- und Kabelnetze entfallen können.
* [[Navigationssatellit]]en ermöglichen weltweite [[Positionsbestimmung|Positions]]- und Zeitbestimmung und sogar die automatische Steuerung von Fahrzeugen. 
* [[Geodätischer Satellit|Geodätische Satelliten]] dienen der Vermessung der [[Erdmessung|Erdfigur]] und des [[Erdschwerefeld]]es. Sie erreichen heute Genauigkeiten im mm- bis cm-Bereich.
* [[Astrometriesatellit]]en messen die [[Sternörter|Position]] und Eigenbewegung von Sternen, hauptsächlich für wissenschaftliche Zwecke.
* [[Forschungssatellit]]en dienen rein wissenschaftlichen Zwecken, z.&nbsp;B. [[Mikrogravitation]]s-Experimenten. Viele Astrometrie- und einige Erdbeobachtungssatelliten gehören in diese Kategorie, ebenso die meisten [[Weltraumteleskop]]e.
* [[Raumstation]]en sind ebenfalls Erdsatelliten, die primär wissenschaftlichen Zwecken dienen.
* [[:Kategorie:Militärischer Satellit|Militärische Satelliten]] dienen der Überwachung, Verteidigung und anderen militärischen Zwecken. Besonders zu erwähnen sind hier
** [[Spionagesatellit]]en zum Ausspionieren von Staaten, Heeres- und Schiffsbewegungen sowie zur Überwachung von Rüstungsbegrenzungsabkommen. Sie werden von militärischen Behörden und [[Geheimdienst]]en betrieben. Die Projekte bzw. die ermittelten Daten sind oft streng geheim. 
** [[Killersatellit]]en sind eine militärische Sonderanwendung zur Zerstörung feindlicher Flugkörper.

Welche [[Satellitenbahn]] jeweils am besten geeignet ist, richtet sich nach den Aufgaben. Beobachtungssatelliten sollen möglichst tief fliegen. Bei Spionagesatelliten liegt die Bahn manchmal so niedrig, dass die Reibung in der Atmosphäre die Lebensdauer auf wenige Monate beschränkt.

Im Gegensatz dazu erhalten [[Kommunikationssatellit]]en möglichst hohe Bahnen, damit sie weite Gebiete überdecken. Sollen sie ortsfest über einer Stelle des Erdäquators stehen, müssen sie die Erde in einer [[Geosynchrone Umlaufbahn|geosynchronen Umlaufbahn]] in etwa 36.000 km Höhe in Richtung der Erdrotation umkreisen (Sonderfall: „[[Geostationär#Geostationäre Umlaufbahn|geostationär]]“).

== Aufbau ==
Ein Satellit besteht im Wesentlichen aus der wissenschaftlichen, kommerziellen oder militärischen [[Nutzlast]] sowie dem [[Satellitenbus]], der die zu deren Betrieb notwendigen Strukturen und Subsysteme enthält. Dieser besteht aus der Primärstruktur, in die die weiteren Subsysteme integriert werden. Dazu gehören die [[Energieversorgungssystem (Satellit)|Energieversorgung]] ([[Solarzelle]]n, [[Akkumulator]]en), das [[Thermalkontrolle in der Raumfahrt|Temperaturkontrollsystem]], das [[Raketentriebwerk|Antriebssystem]] für die [[Stabilisation (Raumfahrt)|Lage-]] und [[Bahnregelung|Positionsregelung (Bahnregelung)]] und das [[Bordcomputer (Raumschiff)|Bordrechensystem]] für [[Steuerungstechnik|Steuerung]] und [[Datenmanagement]].

=== Energieversorgungssystem ===
{{Hauptartikel|Energieversorgungssystem (Satellit)}}

Die Versorgung des Satelliten mit [[Elektrischer Strom|elektrischem Strom (Energie)]] erfolgt meist durch [[Solarzellen]] mit Unterstützung durch [[Akkumulator]]en, wenn im erdnahen Raum ausreichende Helligkeit der Sonne vorhanden ist, oder durch Batterien wenn nur kurze Einsatzzeiten geplant sind. Bei Satelliten, die sich von der Sonne weiter entfernen und so das Angebot an [[Strahlungsenergie]] zu gering ist, verwendet man die erheblich kleineren [[Radioisotopengenerator]]en.

== Betrieb ==
Nach dem Start des Satelliten muss dessen weiterer Betrieb gewährleistet werden. Dazu gehören nicht nur bordeigene Steuerungs- und Kontrollsysteme, sondern auch entsprechende [[Bodenstation]]en (z.&nbsp;B. [[Mission Control Center]]) die Bodenkontrolle, Fernsteuerung und Auswertung bzw. Bereitstellung von Daten der Satelliten bzw. deren Nutzlast übernehmen.

Zu diesen Aufgaben gehören:
* [[Hohmannbahn#Transfer auf geostationäre Bahn|Transfer auf geostationäre Bahn]]
* [[Satellitenorbit|Bahnbeschreibung]]
* [[Hillsche Gleichungen|Bahnänderungsmanöver]]
* [[Bahnstörung|Ausgleich von Bahnstörungen]]
* [[Bahnregelung|Bahn- bzw. Positionsregelung]]
* [[Stabilisation (Raumfahrt)|Stabilisation]]
* [[Thermalkontrolle in der Raumfahrt|Thermalkontrolle]]

== Geschwindigkeiten ==
Für eine erdnahe, kreisförmige Umlaufbahn gilt die [[Kosmische Geschwindigkeiten#Erste kosmische Geschwindigkeit oder Kreisbahngeschwindigkeit|Erste kosmische Geschwindigkeit]] von v<sub>1</sub> = 7,9&nbsp;km/s.

Bei einem Start in Ostrichtung trägt die Erddrehung mit einem Anteil von maximal 0,46&nbsp;km/s zur Bahngeschwindigkeit bei. Jedoch kommt es nicht zu einem vollständigen Ausnutzen der Erdrotation, da der Flugkörper aufgrund von sich in andere Richtungen bewegenden Luftteilchen (Winden) abgebremst wird. Für eine Rakete kann somit ein v<sub>1</sub> von 7,44&nbsp;km/s genügen. In Westrichtung wäre der Anteil zusätzlich aufzubringen, deshalb werden fast alle Satelliten in Ostrichtung gestartet. Die Kreisbahngeschwindigkeit polarer Bahnen bleibt von der Erdrotation unbeeinflusst.

Will man das [[Gravitationsfeld]] der Erde verlassen, muss der Satellit auf die Zweite kosmische Geschwindigkeit von etwa 11,2&nbsp;km/s beschleunigt werden. Sie entspricht dem <math>\sqrt{2}</math> fachen der Ersten kosmischen Geschwindigkeit.

== Beobachtung von der Erde aus ==
Zahlreiche größere Erdsatelliten können mit bloßem Auge als über das nächtliche Himmelsgewölbe ziehende Lichtpunkte beobachtet werden. Mit speziell für die [[Sonnenbeobachtung]] ausgerüsteten [[Teleskop]]en ist es auch möglich, die Passage von Satelliten vor der Sonne zu beobachten. Die [[Internationale Raumstation|ISS]], als größtes künstliches Objekt im Erdorbit, kann eine [[scheinbare Helligkeit]] von bis zu −5&nbsp;mag<ref>Calsky [http://www.calsky.com/cs.cgi/Satellites/4? Satellitenbeobachtung von der Erde aus]</ref> erreichen. Die Satelliten des [[Iridium (Kommunikationssystem)|Iridium-Systems]] können mit ihren Antennenflächen das Sonnenlicht gerichtet als [[Iridium-Flare]] reflektieren und erreichen dann kurzzeitig eine scheinbare Helligkeit von bis zu −8&nbsp;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.

Wenn es um die Beobachtung mit bloßem Auge geht, ist diese in der Regel nur kurz nach Sonnenuntergang oder kurz vor Sonnenaufgang möglich. Das kommt daher, dass der Satellit in seiner (nicht zu) hohen Umlaufbahn noch von der Sonne beschienen sein muss, damit man ihn am Boden (wo es schon/noch dunkel ist) vor dem dunklen Himmel überhaupt erkennen kann; mitten in der Nacht fliegt er auch im Schatten und bleibt unsichtbar. Zu hoch darf die Umlaufbahn auch nicht sein, da der Satellit dann wegen der Entfernung zu klein wird, um auch bei Bestrahlung noch sichtbar zu werden.

Erkennbar ist ein Satellit an der hohen Geschwindigkeit, mit der er über den Himmel zieht, er braucht typischerweise nur wenige Minuten für den kompletten Überflug des sichtbaren Himmelsteils.

Ein großes Objekt wie die ISS kann besonders hell sein. Aber auch sie ist in unseren Breiten nur selten zu sehen. Das liegt an mehreren Punkten, die auch für andere Satelliten gelten:
* Das Objekt muss eine zur Äquatorebene genügend schräggestellte Bahn aufweisen, damit es überhaupt auch einmal in unsere Breiten vorstößt; wenn das Objekt immer nur genau über dem Äquator kreist, ist es auch nur dort zu sehen. Die ISS im Speziellen erreicht unsere Breiten nur knapp und damit selten.
* Wie oben ausgeführt, muss die Umlaufbahn das Objekt gerade zu einer passenden Uhrzeit um den Sonnenuntergang bzw. -aufgang herum in unsere Breiten führen. Entsprechend gibt es Webseiten mit Terminvorschauen, wann für welches Objekt die nächsten Sichtungen möglich sein werden.
* Je niedriger die Umlaufbahn des Objekts ist, desto größer erscheint es und desto heller ist es sichtbar, aber es ist auch desto kürzer im sichtbaren Blickfeld und muss die eigene Örtlichkeit präziser treffen.
* Je höher die Umlaufbahn des Objekts ist, desto kleiner und weniger hell erscheint es, dafür ist es aber länger und von einem größeren Gebiet aus sichtbar.

=== Strichspuraufnahmen von Satelliten bzw. Raketenoberstufen ===
<gallery>
Datei:19970808 10l.jpg|[[Mir (Raumstation)|Mir]] ([[Satellite Catalog Number]] 16609 = [[COSPAR-Bezeichnung]] 1986-017A)
Datei:19980621 7l.jpg|[[Iridium (Kommunikationssystem)#Beobachtung|Iridium]]&nbsp;58 (25274 = 1998-019C)
Datei:19960905 21l.jpg|Resurs&nbsp;1-3&nbsp;r (23343 = 1994-074B)
Datei:19960605 23l.jpg|[[Lacrosse (Satellit)|Lacrosse]]&nbsp;1 (19671 = 1988-106B) + [[Kosmos (Rakete)|Cosmos]]&nbsp;2263r (22803 = 1993-059B)
</gallery>

=== Langzeitaufnahmen von geostationären Satelliten ===
Während Sterne sich am Nachthimmel bewegen, befinden sich geostationäre Satelliten dort immer am selben Ort. So erscheinen sie auf Langzeit-Aufnahmen als Punkte:
<gallery>
Datei:PAN satellite 28112010.jpg|Der amerikanische [[Signals Intelligence|SIGINT]]-Satellit [[USA 207]] (2009-047A, ''Palladium at Night'') und zwei zivile, kommerzielle Satelliten (Paksat-1 und HellasSat&nbsp;2)
Datei:USA202 Mentor4.jpg|SIGINT-Satellit [[USA 202]] ''(Mentor 4)''
Datei:USA202 Thuraya2.jpg|''Mentor 4'' mit seinem Nachbarn, dem zivilen Telekommunikations&shy;satelliten [[Thuraya&nbsp;2]]
</gallery>

== Transport und Bahnverlauf ==
Einem Erdsatelliten muss beim Start eine so hohe [[Bahngeschwindigkeit (Astronomie)|Bahngeschwindigkeit]] mitgegeben werden, dass seine [[Zentrifugalkraft]] (oder auch ''Radialkraft'') mindestens gleich der [[Gewichtskraft]] ist.

Für die Zentrifugalkraft gilt:

:<math> F_r =  \frac{m_1 \cdot v^2}{r} </math>

''m''<sub>1</sub>: Masse des Körpers auf der Umlaufbahn

''v'': Geschwindigkeit

''r'': Bahnradius

Die [[Erdanziehung]]skraft ist

:<math> F_G = \gamma \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} </math>

''<math> \gamma </math>'': [[Gravitationskonstante]] = <math> 6{,}673 \cdot 10^{-11}\,\mathrm{\frac{m^3}{kg \cdot s^2}} </math>

''m''<sub>1</sub>, ''m''<sub>2</sub>: Massen der Körper

''r'': Abstand der beiden Massenmittelpunkte

:<math> F_r = F_G </math>

:<math> \frac{m_1 \cdot v^2}{r} = \gamma \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} </math>

''m''<sub>1</sub>: Masse des Körpers auf der Kreisbahn

''m''<sub>2</sub>: Masse der Erde

Nun erkennt man, dass die Masse des Körpers auf der Kreisbahn keine Relevanz hat, da diese in der Gleichung entfällt. Die für eine bestimmte Umlaufbahn nötige Bahngeschwindigkeit hängt also nur von der Bahnhöhe ab.

:<math> v^2 = \frac{\gamma \cdot m_2}{r} </math>

:<math> v = \sqrt[2]{\frac{\gamma \cdot m_2}{r}} </math>

''1. kosmische Geschwindigkeit''

Mit dieser Geschwindigkeit ist es einem Körper auf einer Kreisbahn um die Erde möglich, diese Bahn zu halten.

:<math> v_1 = \sqrt[2]{ \frac{\gamma \cdot m_2}{r} } </math>

:<math> v_1 = \sqrt[2]{\frac{ 6{,}673 \cdot 10^{-11}\,\mathrm{\frac{m^3}{kg\,s^2}} \cdot 5{,}976 \cdot 10^{24}\,\mathrm{kg}}{6{,}378 \cdot 10^6\,\mathrm{m}}}</math>

:<math> v_1 = 7907\,\mathrm{\frac{m}{s}} = 28465,2\,\mathrm{\frac{km}{h}} = 7{,}9\,\mathrm{\frac{km}{s}} </math>

Mit der ''2. kosmischen Geschwindigkeit'' oder [[Kosmische Geschwindigkeiten#Zweite kosmische Geschwindigkeit oder Fluchtgeschwindigkeit|Fluchtgeschwindigkeit]] kann er das [[Erdschwerefeld|Schwerefeld]] der Erde verlassen. Sie liegt bei:

:<math> v_2 = 11{,}2\,\mathrm{\frac{km}{s}}</math>

Der Transport in die [[Umlaufbahn]] erfolgt mit Hilfe von [[Rakete]]n, die aus technisch-energetischen Gründen als [[Stufenrakete]]n ausgeführt sind. Der Satellit ist auf die oberste (meist dritte) Raketenstufe aufgesetzt und aerodynamisch günstig verkleidet. Er wird entweder direkt in die Bahn geschossen oder durch ein anderes [[Raumfahrzeug]] ausgesetzt. Solange die Rakete arbeitet, läuft er auf der so genannten „aktiven Bahn“. Nach [[Brennschluss]] der Raketenmotoren folgt die „Freiflugbahn“ (oder passive Bahn).

=== Satellitenbahnen ===
{{Siehe auch|Satellitenorbit}}

Die antriebslose Bewegung eines Satelliten gehorcht genähert den Gesetzen des [[Zweikörperproblem]]s der [[Himmelsmechanik]] – weitere Kräfte bewirken jedoch [[Bahnstörung]]en. Wäre die Erde eine exakte Kugel ohne [[Erdatmosphäre]] und gäbe es keine anderen [[Himmelskörper]], folgte die Satellitenbahn einer mehr oder weniger [[Exzentrizität (Mathematik)|exzentrischen]] Ellipse um die Erde gemäß den [[Keplersche Gesetze|Keplerschen Gesetzen]]. Die [[Bahnebene]]n der Erdsatelliten gehen durch den Erdmittelpunkt und sind näherungsweise raumfest, also gegenüber den [[Fixstern]]en unverändert, während die Erde darunter rotiert.

Abhängig von ihrer Flughöhe werden Satelliten in verschiedene Typen aufgeteilt:
* GEO (Geostationary Orbit): [[Geostationäre Bahn|geostationäre Satelliten]] mit einer Flughöhe von etwa 35.790&nbsp;km. Hier beträgt die Umlaufzeit genau einen Tag. In Bezug auf die Erdoberfläche sind diese Satelliten ortsfest. Beispiele: [[Astra (Satellit)|Astra]], [[Eutelsat]], [[Inmarsat]], [[Meteosat]] etc.
* MEO (Medium Earth Orbit): Satelliten mit einer Flughöhe von 6.000–36.000&nbsp;km und einer Umlaufdauer von 4–24 Stunden. Beispiele: [[Global Positioning System|GPS]], [[GLONASS]], [[Galileo (Satellitennavigation)|Galileo]] etc.
* LEO (Low Earth Orbit): Satelliten mit einer Flughöhe von 200–1500&nbsp;km und einer Umlaufdauer von 1,5–2 Stunden. Beispiele: [[Iridium (Kommunikationssystem)|Iridium]], [[Globalstar]], [[GLAST]] etc.
* SSO (Sun Synchronous Orbit): [[European Remote Sensing Satellite|ERS]], [[Landsat]], [[Envisat]]

Durch die [[Abplattung]] der Erde sowie die Inhomogenität der [[Erdoberfläche]] und des [[Erdschwerefeld]]es weichen die Satellitenbahnen von der idealen Ellipsenform um einige Kilometer ab. Aus der Beobachtung dieser Abweichungen kann die [[Satellitengeodäsie]] die genaue Erdform bestimmen – das [[Geoid]] weicht vom fiktiven [[Erdellipsoid]] um bis zu 100&nbsp;m ab. Für diese Abweichungen (auf 6357–6378&nbsp;km Erdradius nur 0,001 %) wurden die etwas unglücklichen Begriffe ''Kartoffel- bzw. Birnenform'' geprägt.

Zusätzlich bewirkt die [[Erdatmosphäre]] eine ständige leichte Bremsung der Satelliten, sodass sich Bahnen unter einer Höhe von etwa 1000&nbsp;km spiralförmig der Erde nähern. Die ''[[Lebensdauer (Technik)|Lebensdauer]]'' hängt auch vom Verhältnis Oberfläche/[[Masse (Physik)|Masse]] ab und reicht von einigen Wochen oder Jahren (LEOs) bis zu Jahrtausenden (MEOs). Weitere Bahnstörungen werden von der Gravitation des [[Mond]]es verursacht, vom [[Strahlungsdruck]] der Sonne und von Effekten in der [[Ionosphäre]]. Die Satellitenbahn muss deshalb ständig kontrolliert und gegebenenfalls nachgeregelt werden ([[Attitude Determination and Control System]]). Wenn der Gasvorrat für die Korrekturdüsen aufgebraucht ist, verlässt der Satellit seine Umlaufbahn und wird dadurch meist wertlos.

== Siehe auch ==
* [[Raumfahrt]]
* [[Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen]]
* [[Global Positioning System]]
* [[Globales Navigationssatellitensystem]]
* [[Satellitenteleskop]]
* [[Satellitenbeobachtung]]
* [[Weltraumhaftung]]
* [[Lovesche Zahlen]]

== Literatur ==
* Michel Capderou: ''Satellites – orbits and missions. '' Springer, Paris 2005, ISBN 2-287-21317-1
* Louis J. Ippolito: ''Satellite communications systems engineering – atmospheric effects, satellite link design and system performance.'' Wiley & Sons, Chichester 2008, ISBN 978-0-470-72527-6
* R. Bender: ''Launching and operating satellites – legal issues.'' Nijhoff, Dordrecht 1998, ISBN 90-411-0507-7
* Bruno Pattan: ''Satellite systems – principles and technologies.'' Van Nostrand Reinhold, New York 1993, ISBN 0-442-01357-4
* C. B. Pease: ''Satellite imaging instruments – principles, technologies and operational systems.'' Ellis Horwood, New York 1991, ISBN 0-13-638487-0

== Weblinks ==
* [http://www.heavens-above.com/ Heavens Above] – Berechnung der Sichtbarkeit von Satelliten ''(Englisch und andere Sprachen)''
* [http://de.satellite.tracks.free.fr/ Satelliten Bodenpfad] – Echtzeitdarstellung des Bodenpfads einiger Satelliten, erfordert Java
* [http://www.n2yo.com/ Real Time Satellite Tracking] – Echtzeitverfolgung für etwa 17000 Satelliten, sowie 5-Tages-Vorhersagen ihrer Sichtbarkeit (englisch)
* [http://www.satflare.com/ Satflare] Echtzeitverfolgung 3D (englisch)
* [http://www.mygeo.info/satellitenbilder1.html Satellitenbilder] – Kultur- und Naturlandschaften
* [http://www.stoff.pl/ Orbitron – Satellite Tracking System] – Windows-Software zur Berechnung der Sichtbarkeit von Satelliten
* [http://www.ucsusa.org/nuclear_weapons_and_global_security/space_weapons/technical_issues/ucs-satellite-database.html UCS Satellite Database] – Zusammenstellung aktiver Satelliten im Erdorbit inklusive kurzer Beschreibung (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4136498-3}}

[[Kategorie:Künstlicher Satellit| Satellit]]
[[Kategorie:Raumfahrtphysik]]
[[Kategorie:Weltraumforschung]]