Aha : Warum kreisen Satelliten in der Umlaufbahn?

Hunde und Affen waren die Pioniere der Raumfahrt. 1961 saß der Schimpanse „Ham“ in einer „Mercury“-Kapsel und schoss von Cape Canaveral aus durch die Atmosphäre.

Thomas de Padova

Die Flugbahn glich der einer Kanonenkugel, denn die US-Sonde war zu langsam, um den Schimpansen in eine Erdumlaufbahn zu hieven. Nachdem er 250 Kilometer Höhe erreicht hatte, begann „Ham“ zu fallen und landete wohlbehalten im Meer.

Bereits 1960 waren die Hunde „Belka“ und „Strelka“ gestartet. Mit stärkerem Schub. In einem russischen „Sputnik“-Satelliten hatten sie den Globus 18 Mal umkreist und waren sicher zurückgekehrt.

Der Weg ins All erfordert viel Energie. Nur wenn das Tempo hoch genug ist, erreicht ein Satellit eine Umlaufbahn und kann die Erde umrunden. „Er braucht genügend Fliehkraft, um die Schwerkraft auszugleichen“, sagt Stephan Theil vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Bremen.

Für einen niedrig fliegenden Satelliten liegt die Schwelle bei 28 000 Kilometern pro Stunde, der „ersten kosmischen Geschwindigkeit“. Bei diesem Tempo tritt er in eine kreisförmige Erdumlaufbahn ein. „Bewegt er sich schneller, wird die Bahn elliptisch.“ 40 000 Kilometer pro Stunde sind erforderlich, um das Schwerefeld der Erde für immer zu verlassen.

Ein Satellit auf elliptischem Kurs ist dem Erdboden mal näher, mal weiter weg. Zündet am fernsten Punkt ein weiteres Triebwerk, lässt er sich mit geringem Aufwand in eine höhere Kreisbahn befördern. Auf diese Weise erreichen Satelliten den geostationären Orbit in 36 000 Kilometern Höhe. Dort oben laufen sie synchron mit der Erdumdrehung. Vom Boden aus gesehen stehen sie fest am Himmel und können ein Gebiet dauerhaft mit Fernsehprogrammen versorgen.

Ihre Bahn bleibt über Wochen stabil und wird nur ab und an korrigiert, etwa wegen der Anziehungskräfte von Mond und Sonne. „Dagegen verlieren niedrig fliegende Satelliten durch die Reibung in der Atmosphäre schnell an Höhe“, sagt Theil. Die Internationale Raumstation kreist in 350 Kilometern Höhe. Sie sinkt jeden Tag um 75 Meter und muss mehrmals im Jahr von Raumtransportern angehoben werden.

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