Woche 7

Brauchen Satelliten ständig einen Raketenantrieb?

Hat ein Satellit seine Umlaufbahn um die Erde erreicht, dann bewegt er sich mit so hoher Geschwindigkeit, dass die durch seine Bewegung verursachte Fliehkraft und die Anziehungskraft der Erde gleich stark sind. Existierten keine störenden Einflüsse, dann würde sich der Satellit unendliche Zeit auf seiner Bahn weiter bewegen.
Die künstlerische Darstellung zeigt den Satelliten GOCE (Gravity field and steady-state ocean circulation explorer), der das Schwerefeld der Erde vermessen soll. Seine Umlaufbahn wird mit 260 Kilometern Höhe relativ niedrig sein.

Die künstlerische Darstellung zeigt den Satelliten GOCE (Gravity field and steady-state ocean circulation explorer), der das Schwerefeld der Erde vermessen soll. Seine Umlaufbahn wird mit 260 Kilometern Höhe relativ niedrig sein.

Allerdings gibt es kleine Störkräfte, die den Satelliten abbremsen und seine Umlaufbahn verändern. So kann etwa der Lichtdruck der Sonnenstrahlung den Bahnverlauf beeinflussen. Wird ein Satellit mit großer Oberfläche von entsprechend vielen Photonen beziehungsweise "Lichtteilchen" der Sonnenstrahlung getroffen, dann wird so viel Energie übertragen, dass sich die Bewegung des Satelliten ändert.

Besonders störend sind Reste der Erdatmosphäre, die es auch noch mehrere hundert Kilometer über dem Erdboden gibt. Die Reibung mit Gasmolekülen der Restatmosphäre bremst jeden Körper in einer Erdumlaufbahn ab und lässt ihn allmählich auf eine erdnähere Bahn sinken. Dieses Problem wird besonders der Satellit GOCE haben, der noch in diesem Jahr starten soll. Seine Umlaufbahn wird mit 260 Kilometern Höhe relativ niedrig sein. Deshalb hat GOCE eine aero- dynamische Form und ist mit einem speziellen Ionen-Triebwerk ausgestattet. Dieses beschleunigt den Satelliten und bringt ihn wieder auf eine höhere Umlaufbahn beziehungsweise hält ihn auf seiner vorgesehenen Bahn - das ist die so genannte Bahnregelung.

Außerdem brauchen Satelliten Raketenantriebe, um sich in eine bestimmte Richtung zu drehen, also die Lageregelung vorzunehmen. Die ist notwendig, damit die Bordkamera zur Erde schaut oder die Solarkollektoren immer zur Sonne ausgerichtet sind. Hierfür sind an den Außenkanten eines Satelliten zahlreiche kleine Triebwerke angebracht. Sie werden bei Bedarf kurz gezündet und versetzen den Satelliten in eine leichte Drehbewegung. Hat sich der Satellit in die gewünschte Position gedreht, werden Triebwerke gezündet, die in entgegengesetzter Richtung feuern, um die Drehung wieder zu stoppen.

DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
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