Sie fliegen in Tausenden von Kilometern über unserer Erde und sind aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken: die Rede ist von Satelliten. Ihre Zwecke und Einsatzgebiete sind breit: Von Navigation, Wettervorhersagen und Flugverkehr bis hin zu Finanzmärkten und Telekommunikation. Dabei arbeiten alle nach dem gleichen Prinzip: Sie übertragen Daten und Signale in unglaublicher Geschwindigkeit. Teilweise vom All zur Erde, aber auch als “Spiegel” von Daten; also von einem Punkt der Welt zum Satelliten, um dann die Daten auf einen anderen Punkt widerzuspiegeln.
Von Navigation bis Telekommunikation
Aktuell umkreisen etwa 1.800 aktive Satelliten unsere Erde. Einer der wohl Bekanntesten ist die Internationale Raumstation ISS. In nur 400 Kilometern Flughöhe rast die Raumstation mit 28.000 km/h in nur anderthalb Stunden einmal um die Erde. Diese extrem hohe Geschwindigkeit ist nötig, um die Erdanziehung auszugleichen und nicht abzustürzen.
800 Kilometer über dem Boden fliegen sogenannte Erdbeobachtungssatelliten, die für wissenschaftliche, kommerzielle und militärische Zwecke Aufnahmen von unserer Erde und ihrer Atmosphäre erstellen. Sie machen Verschmutzungen in den Ozeanen sichtbar, die Abholzung des Regenwalds, beobachten den Meeresspiegel oder die Ausdehnung von Ballungszentren. Das Militär vieler Staaten nutzt solche erdnahen Satelliten, um Kontakt zu Einheiten im Ausland herzustellen, Telefon- und Funkverbindungen abzuhören und Foto- und Radaraufnahmen vom Erdboden zu machen.
Um ein Vielfaches höher, auf gut 20.000 Kilometern, fliegen Navigationssatelliten wie das US-amerikanische “Global Positioning System” (GPS), sein europäisches Gegenstück “Galileo”, der russische “GLONASS” oder der chinesische “Beidou”. Sie benötigen etwa 14 Stunden für eine Erdumrundung und helfen nicht nur unseren Autos und Smartphones weltweit bei der genauen Positionsbestimmung. Auch die Luft- und Schifffahrt oder der Schienenverkehr nutzen diese präzisen Positionsangaben. Such- und Rettungsdienste können eingehende Notrufe per GPS-Signal auf fünf Kilometer genau eingrenzen. Mit dem europäischen “Galileo”-System soll die Genauigkeit sogar auf wenige Meter ansteigen.
Geostationäre Satelliten: Schweben in der Umlaufbahn
Auf knapp 36.000 Kilometern Flughöhe bewegen sich sogenannte geostationäre Satelliten. Durch die riesige Distanz zur Erde benötigen sie erheblich weniger Geschwindigkeit als Satelliten in niedrigen Höhen, um ihre Umlaufbahn zu halten. Geostationäre Satelliten fliegen mit nur 3,07 Kilometer pro Sekunde und brauchen 23 Stunden und 56 Minuten, um die Erde einmal ganz zu umrunden. Das ist genauso lange, wie die Erde für eine ganze Umdrehung braucht. Deshalb befinden sich diese Satelliten immer am selben Ort und scheinen von der Erde aus betrachtet stillzustehen.
Unter den geostationären Satelliten sind die meisten TV- und Kommunikationssatelliten zu finden, darunter einige Wettersatelliten und die Satellitenflotte des ASTRA Mutterkonzerns SES, die mehr als 8.200 TV-Sender an über eine Milliarde Menschen überträgt. Nur auf dieser geostationären Umlaufbahn lassen sich diese Satelliten mit unseren fest montierten SAT-Antennen von der Erde aus ansteuern. Wären TV-Satelliten auf einer anderen Bahn unterwegs, müssten ihnen die SAT-Antennen über den Himmel folgen und sich ständig neu ausrichten.