Geostationäre Satelliten

Der englische Schriftsteller Arthur C. war der erste, der 1945 den Vorschlag machte eine geostationäre Umlaufbahn für Satelliten zu nutzen. Es sollte aber noch über zehn Jahre dauern bis sein Vorschlag ernsthaft in Erwägung gezogen wurde und diese Vorstellung technisch zu analysieren begann. Am 13. Februar 1963 war es so weit, der erste geostationäre Satellit, der den Namen SYNCOM 1 trug, wurde gestartet und in seine Umlaufbahn gebracht. Er hatte eine Masse von 36 kg und eine Kapazität von 120 Telefonkanälen.

Das Besondere eines geostationären Satellitens ist, dass er sich in etwa einer Höhe von 35.880 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 3,1 km/s bewegt. Das bedeutet, der Satellit braucht genau 24 Stunden für einen Umkreisung der Erde, damit ist die Bewegung eines geostationären Satelliten mit der Erdrotation synchron. Daher auch der Name erdsynchrone oder geostationäre Satelliten. Der Satellit fliegt immer über dem selben Punkt der Erdoberfläche und scheint, für den Betrachter von der Erde aus, fixiert am Himmel zu sein. Die Satelliten befinden sich auf einer kreisförmigen Umlaufbahn, wo sich Zentriefugalkraft (bei drehender Bewegung nach außen wirkende Kraft) und Erdanziehungskraft gegenseitig aufheben, weil sie in gegengesetzte Richtungen wirken, nur so ist es möglich das der Satellit sich synchron zur Erde bewegt. Die Physik lässt dies mit einem geringen energetischen Aufwand, aber nur in der Äquatorebene, also über dem Äquator zu.
So können die geostationären Satelliten ungefähr ein Drittel der Erdoberfläche beobachten und Daten in diese Gebiete übertragen. Die Satelliten können Daten über 70 Grad nördlicher Breite und unter 70 Grad südlicher Breite nur mangelhaft übermittelt (der Erhebungswinkel zwischen Satellit und Horizont ist nicht groß genug). Daher sind zu jeder Zeit nicht nur geostationäre Satelliten in Betrieb, sondern zum Beispiel auch polarumkreisende Satelliten, die Informationen aus den Polargebieten gewinnen und ergänzen. Ein anderer Nachteil besteht darin, dass die Plazierung der Satelliten im Orbit schwierig und sehr teuer ist. Es treten weiterhin, durch die weite Entfernung der Satelliten von fast 36.000 Kilometern, hohe Dämpfungen der Signale auf, sodass die Antennen in der Erdfunkstelle einen Durchmessser von bis zu 36 Metern haben. Außerdem brauchen die Signale durchschnittlich 280 bis 300 ms für ihren Weg. Trotzdem werden fast alle Kommunikations- und Wettersatelliten geostationär betrieben und auch für Navigation und das Militär sind sie unerlässlich. Der große Vorteil der geostationären Kommunikationssatelliten besteht darin, da sie sich ja stets über festen Gebieten befinden, Sender und Empfänger von Telefonaten oder Fernsehprogrammen fest ausrichten zu können und praktisch nicht nachführen zu müssen. Natürlich werden die Bahnen von Unregelmäßigkeiten im Erdkörper, sowie durch die Anziehung von Sonne und Mond gestört, so dass die Position der Satelliten periodisch von der Bodenstation aus leicht korregiert werden muss. Um der ganzen Welt Nachrichten mitteilen zu können, benötigt man mindestens drei geostationäre Satelliten. Sie sind über dem Atlantischem Ozean, dem Indischen Ozean und über dem Pazifischen Ozean stationiert. Diese Nachrichtensatelliten werden von 119 Staaten genutzt und finanziert (dieser Zusammenschluss nennt sich INTELsat - International Telecommunication Satellite consortium).
Bei den Wettersatelliten ist es besonders wichtig für die Wetterprognose, dass möglichst viele Daten und Bilder von einem Ort geliefert werden können. Die geostationären Satelliten können wegen ihrem festen Standpunkt im Orbit jede halbe Stunde vom gleichen Erdabschnitt Bilder zur Erde schicken. Durch die hohe zeitliche Auflösung ist es so möglich, aus den Bewegungen der Wolken von einem Bild zum nächsten, zum Beispiel Windfelder zu errechnen. Nur durch diesen Satellitenfilm können heutzutage solche genauen Wettervorhersagen getroffen werden, wie wir sie kennen. Auch die Wetterbilder der Tagesschau sind durch geostationäre Satelliten entstanden. Das System der Wettersatelliten ist so aufgebaut, dass jeder Punkt über dem Äquator von einem Satellien ausgeleuchtet wird. Darum sind mindestens immer fünf Wettersatelliten im Einsatz:

Quellen:

Lexikon der Geowissenschaften; Spektrum Akademischer Verlag; Heidelberg/ Berlin

Das Ravensburger Lexikon der Natur & Technik/ Erde und Weltall; Ravesnsburger Buchverlag; Zürich; 1994

http:// www.snakeshome.de/satelliten.htm

http:// www.sfdrs.ch/sendungen/meteo/lexikon/geostati.html

http:// www.interest.de/online/tkglossar/geostation_r.html

http:// www.learnetix.de/learnetix/math/archiv_content/action_arciv/action-raetsel_sat...

http:// www.kauniainen.fi/Comenius/germany/german/SATELLIT/GEO_SAT.HTM