Satelliten Satelliten sind (oft künstliche) „Himmelskörper“, die einen anderen Himmelskörper umkreisen. Der für die Erde wichtigste natürliche Satellit ist der Mond. Künstliche Satelliten werden mit Raketen in den Weltraum oberhalb der Atmosphäre gebracht und umkreisen die Erde. Sie dienen kommerziellen, wissenschaftlichen oder militärischen Zwecken und sind ein selbstverständlicher und wichtiger Bereich unseres Alltags. Wettersatelliten fotografieren die Erdoberfläche mit den Wolken im sichtbaren Bereich des Sonnenlichts und messen die Temperatur der Erde mittels deren Wärmestrahlung. Die Beobachtungsdaten dieser Satelliten haben zusammen mit zahlreichen Messstationen und der Wettermodellierung die Qualität der Wettervorhersage erheblich verbessert! Nachrichtensatelliten ermöglichen den Empfang von Fernseh- und Radioprogrammen auch dort, wo eine Verlegung von Kabeln nicht möglich ist. Satelliten stellen Telefonverbindungen zwischen Kontinenten her. Navigationssatelliten (GPS) helfen uns, mit GPS-Empfängern unseren Standort zu bestimmen. Erdbeobachtungssatelliten senden uns genaue Bilder von der Erdoberfläche. Sie sind auch für die Erfassung von Katastrophen, wie Überschwemmungen und Waldbränden, wichtig. Darüber hinaus geben uns die Daten Auskunft über den Zustand unserer Atmosphäre und der Meere. Messungen von Satelliten sind damit ein wichtiges Instrument, um Änderungen des Klimas festzustellen. Spionagesatelliten spielen, wie wir etwa derzeit (2023) sehen, eine wichtige Rolle im Krieg. Sie zeigen in hoher Bildqualität, wo Kämpfe stattfinden und Truppen bewegt werden. Die Bilder der Spionagesatelliten sind so scharf, dass man Autokennzeichen lesen kann. Astronomische Satelliten dienen rein wissenschaftlichen Zwecken. Sie messen die Position und Bewegung von Sternen und Galaxien und helfen, die Strukturen von Galaxien und ihrer Verteilung im Weltall zu erforschen. Indem Satelliten Planeten unseres Sonnensystems bzw. deren Monde, und auch Asteroiden, besuchen, lernen wir mehr über die Entstehung des Sonnensystems und über die Bedingungen, die für die Entstehung von Leben notwendig sind. Die Bilder, die wir von den Weltraumteleskopen Hubble und James Webb erhalten, erweitern unser Wissen vom Aufbau und von der Entstehung des Universums. Je nach Aufgabenbereich bewegen sich Satelliten in unterschiedlicher Entfernung von der Erde. Die Bahnen von Spionagesatelliten liegen sehr nahe an der Atmosphäre, Kommunikationssatelliten befinden sich in großer Höhe. Geostationäre Satelliten bewegen sich auf einer Kreisbahn in einer Höhe von 35 786 km über dem Äquator. Aus den Newton’schen Gesetzen folgt, dass ihre Umlaufzeit 24 Stunden beträgt und der Satellit im Idealfall immer über demselben Punkt des Äquators steht. Als Wettersatelliten überblicken sie stets den selben Teil der Erdoberfläche, als TV- und Kommunikationssatelliten ermöglichen sie einen stabilen Empfang am Boden. Die Energie für die Beobachtungsaufgaben und Datenübertragung wird mit Solarpanelen gewonnen. Ionentriebwerke ermöglichen Bahnkorrekturen. Satelliten, die sich um die Erde bewegen, „leben“ nicht ewig. Sie werden von Trümmern ausgedienter Satelliten bzw. von Meteoriten getroffen und beschädigt, oder ihre Energieversorgung ist erschöpft. Obwohl in 500 km Höhe der Luftdruck weniger als ein Milliardstel des normalen Luftdrucks beträgt, bremst der Luftwiderstand und die Objekte geraten in dichtere Schichten der Erdatmosphäre, wo sie verglühen. Dabei können Teile auf die Erde fallen. Aktuell befinden sich Tausende Satelliten in der Erdumlaufbahn. Ihre Anzahl wächst täglich. Untersuche, überlege, forsche: Weltraumschrott 62.1 S1 Recherchiere im Internet zum Thema „Weltraumschrott“ und diskutiere mit deinen Mitschülerinnen und Mitschülern, wie man die Müllproblematik im Weltall in den Griff bekommen könnte. 62.1 Raumschiffe dienen der Fortbewegung von Menschen im Weltraum. 62.2 Die ISS ist die größte und langlebigste Raumstation der Menschheit und das größte von Menschen gemachte Objekt im All (Spannweite 109 m!). Sie ist seit 2000 dauerhaft bewohnt. 62.3 An Planung und Bau des Weltraumteleskops James Webb wurde 25 Jahre lang gearbeitet, bis es im Dezember 2021 in den Orbit transportiert wurde. Erst dort konnte der Hauptspiegel entfaltet werden. Er hat einen Durchmesser von 6,5 Meter und besteht aus 18 sechseckigen Segmenten. Das Teleskop vervielfacht unser Wissen über das Universum. 62.4 Im GRACE-Projekt fliegen zwei Satelliten im gegenseitigen Abstand von 200 km um die Erde. Mittels Laser messen sie ihren Abstand auf einen Atomdurchmesser genau. Aus den Abstandsänderungen wird das Schwerefeld der Erde berechnet, wodurch beispielsweise Aussagen über die Höhe der Meeresspiegel und fallende Grundwasserspiegel möglich werden. Blaue Farben über der Landmasse zeigen in der Abbildung überdurchschnittliche Wassermengen (z. B. Eis, Schnee, Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser) an und über den Ozeanen einen überdurchschnittlichen Bodendruck (Summe aus Wasserdruck und Luftdruck über dem Meeresboden). Die roten Farben über der Landmasse zeigen unterdurchschnittliche Wassermengen an und über den Ozeanen einen unterdurchschnittlichen Bodendruck. 62 Mechanik I 4 Spezielle Bewegungsformen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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