Warum befindet sich die ISS in 400 km Entfernung?

Die Internationale Raumstation (ISS) – ein Symbol für internationale Zusammenarbeit im Weltraum – umkreist die Erde in einer Höhe von etwa 400 Kilometern. Diese scheinbar konstante Distanz ist jedoch kein statischer Wert, sondern das Ergebnis eines komplexen Gleichgewichts zwischen mehreren physikalischen Kräften. Die Höhe von 400 km ist kein Zufall, sondern ein Kompromiss aus verschiedenen Faktoren, die die optimale Funktion und Lebensdauer der Station gewährleisten.

Der Orbit in 400 km Höhe stellt einen Kompromiss dar zwischen der benötigten Geschwindigkeit, um die Erde im Kreis zu umkreisen, und dem Einfluss der Erdatmosphäre. Die Erde besitzt eine Atmosphäre, die, obwohl verdünnt in dieser Höhe, dennoch einen geringen Luftwiderstand auf die ISS ausübt. Dieser Luftwiderstand ist zwar gering, aber kontinuierlich und führt zu einem allmählichen Abbremsen der Raumstation. Täglich verliert die ISS durch diesen Effekt etwa 100 Meter an Höhe.

Warum genau 400 km? Die Höhe von 400 km liegt in einem Bereich, der eine ausreichende Geschwindigkeit ermöglicht, um die Erdanziehungskraft zu überwinden und einen stabilen Orbit zu halten. Ein höherer Orbit erfordert weniger häufiges Korrigieren der Bahn durch Triebwerkszündungen, da die Abbremsung durch die Atmosphäre geringer ausfällt. Jedoch wird die nötige Geschwindigkeit, um im Orbit zu bleiben, kleiner, was wiederum zu einer längeren Umläufezeit führt. Dies stellt einen Kompromiss da, denn eine längere Umlaufzeit und damit weniger häufig benötigte Bahnkorrekturen stehen der Notwendigkeit einer größeren Energiemenge zum Erreichen und Halten des Orbits gegenüber. Diese Balance findet sich in der Höhe von 400 km.

Die Triebwerkszündungen, die für die Bahnkorrekturen benötigt werden, dienen nicht nur der Höhenhaltung, sondern auch der Erhaltung der Präzision des Orbits. Die präzise Bahnebene und die gleichmäßige Geschwindigkeit sind entscheidend für die zuverlässige Funktion der ISS, inklusive der Experimente und der Missionen der Besatzung. Eine Abweichung von dieser präzisen Bahn würde die Ergebnisse von Experimenten verfälschen und die Operationen der Besatzung behindern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Höhe von 400 km ein Ergebnis aus einem ausgewogenen Verhältnis zwischen der notwendigen Geschwindigkeit für einen stabilen Orbit, dem Einfluss der Erdatmosphäre und der notwendigen Genauigkeit der Bahn ist. Die kontinuierlichen Bahnkorrekturen gewährleisten die langfristige Funktionalität und die wissenschaftliche Produktivität der ISS, indem sie die Station in einem optimalen Bereich für ihre Operationen halten.