Satellitenbahnen
Je nach Aufgabenstellung des Satelliten oder der Raumsonden werden diese in unterschiedliche Bahnen um die Erde oder zu den Planeten eingeschossen. Dabei wird zwischen niedrigen (LEO), mittleren (HEO) und 24-Stundenbahnen (GEO) sowie Planetenflugbahnen unterschieden. Hinzu kommen noch polare Orbits, die den LEOs zugeordnet sind. Die Raumflugkörper müssen durch die Trägerrakete auf eine bestimmte Fluchtgeschwindigkeit gebracht werden, um das Erdschwerefeld für die jeweils vorgesehene Umlaufbahn zu verlassen. Dabei spielt auch die Bahnneigung eine wichtige Rolle.
LEO: Low Earth Orbits
 |
| ||||
Low Earth Orbits sind Bahnen für künstliche Satelliten, die die Erde in einer Höhe zwischen 200 bis 2000 km umkreisen. Die Umlaufzeit liegt etwa zwischen 100 bis 120. Dies bedeutet, dass ein Punkt auf der Erde den Kontakt zum Satelliten nach bereits 15 Minuten verliert. Beispiele für LEO-Satelliten sind u.a. zivile und militärische Erdbeobachtungssatelliten, meteorologische Satelliten, Forschungssatelliten für materialwissenschaftliche und biologische Forschungen als auch astronomische Forschungssatelliten. Die bemannte Raumfahrt nutzt ebenfalls nur die niedrige Umlaufbahn. Zunehmend werden auch Kommunikationssatelliten in diesen Orbits platziert. Um aber eine permanente Abdeckung eines Punkts auf der Erdoberfläche durch die Satelliten im LEO zu gewährleisten, müssen deshalb 25-75 Satelliten die Erde umkreisen. Man nennt dies dann Konstellationen. Beispiele sind die Globalstar-Flotte und das geplante Galileo-Satellitennavigationssystem.
HEO: High Earth Orbits
High Earth Orbits (auch als MEO – Medium Earth Orbit bezeichnet) sind Bahnen, deren Entfernung von der Erde zwischen 5000 und 20 000 km betragen. Dabei sind die Bahnen nahezu kreisförmig. Typische Vertreter dieser Umlaufbahnen sind Navigationssatelliten.
GEO: Geostationary Earth Orbits
Geostationary Earth Orbits sind Umlaufbahnen, in denen die Satelliten in etwa 36 000 km Höhe über dem Äquator stationiert sind. Ein geostationärer Satellit umkreist die Erde mit der selben Richtung und Winkelgeschwindigkeit wie die Erdoberfläche selbst, wodurch er relativ zu dieser feststeht und ständig über dem gleichen Punkt der Erde sich mitdreht. Diese Umlaufbahnen werden zum großen Teil von Kommunikations- und Fernsehsatelliten als auch von Wettersatelliten genutzt wie die deutsch-französischen direkt sendenden Satelliten DSF-Kopernikus und TDF-1 sowie die Wettersatelliten der Meteosat-Familie.
PO: Polar Orbit
Polarer Orbit ist eine Umlaufbahn, die über die Pole der Erde führt. Die Bahnhöhe liegt etwa zwischen 400 und 1000 Kilometer. Der Satellit überfliegt auf einer polaren Umlaufbahn den Äquator immer zur selben Ortszeit und wird deshalb auch sonnensynchrone Umlaufbahn genannt. Beispielsweise verläuft die Umlaufbahn der meisten polar umlaufenden Wettersatelliten oder auch vieler Erdbeobachtungssatelliten in Höhen von ca. 850 km über der Erde. Die Umlaufdauer beträgt dann ca. 100 Minuten. Während des Fluges von Pol zu Pol dreht sich die Erde unter dem Satelliten hinweg, es werden stets nur Streifen der Erdoberfläche beobachtet. Diese Streifen werden dann aneinandergefügt und ergeben ein komplettes Bild der Oberfläche. Im Gegensatz zu den geostationären Satelliten ist der Vorteil der polar umlaufenden Satelliten, dass mit einem Satelliten alle Teile der Erde beobachtet werden können. Die bekanntesten Satelliten für diese Bahn sind die ERS-Satelliten und Envisat.
Swing by-Manöver
Bei dieser Technik handelt es sich um ein Flugführungsverfahren, um einen Raumflugkörper auf seiner Bahn so an einem Planeten vorbeizuführen, damit er entweder durch das Gravitationsfeld beschleunigt oder abgebremst wird. So lässt sich beispielsweise für eine Mission zu den äußeren die Sonde dermaßen beschleunigen, dass die Reisezeit wesentlich verkürzt wird. Ein Beispiel für ein derartiges „Planetenbillard“ ist das Schwung holen der Kometensonde Rosetta zum Kometen Tschurjumow-Gerasimenko an der Erde und an der Venus. Dieses Swing by-Manöver kann auch zum Richtungswechsel der Bahnebene genutzt werden, wie es mit der europäischen Raumsonde Ulysses am Jupiter gemacht wurde, um eine Bahn um die Pole der Sonne zu erreichen.
