Wie bleiben Satelliten am Himmel?

Wie bleiben Satelliten am Himmel?

Satelliten kreisen nicht einfach “am Himmel”, sondern um die Erde. Die scheinbare “Schwebe” ist das Ergebnis eines komplizierten Gleichgewichts zwischen zwei fundamentalen Kräften: der Erdanziehung und der Zentrifugalkraft, die durch die Bewegung des Satelliten entsteht.

Die Erdanziehung ist die dominante Kraft. Sie zieht den Satelliten ständig zur Erde. Dieser Zug allein würde jedoch den Satelliten in eine steile Flugbahn bis zur Erdoberfläche zwingen. Die entscheidende Komponente ist die Zentrifugalkraft. Sie entsteht durch die Bewegung des Satelliten. Je schneller sich der Satellit bewegt, desto größer ist die Zentrifugalkraft, die nach außen wirkt.

Das faszinierende an diesem System ist das dynamische Gleichgewicht zwischen diesen beiden Kräften. Stellt man sich den Satelliten als einen Stein vor, der an einer Schnur befestigt ist und im Kreis herumgeschleudert wird, so ist die Schnur die Erdanziehung. Die Geschwindigkeit des Steins (und damit der Satelliten) muss genau richtig sein, damit die nach außen wirkende Zentrifugalkraft der anziehenden Kraft der Schnur (der Erdanziehung) entspricht. Befindet sich der Satellit in der richtigen Bahn und Geschwindigkeit, folgt er einer Kreisbahn um die Erde.

Diese Balance ist jedoch nicht perfekt statisch. Atmosphärische Widerstände, wie winzige Luftmoleküle in der oberen Atmosphäre, vermindern die Geschwindigkeit des Satelliten langsam. Kleine Schwankungen in der Erdanziehungskraft (z.B. durch Mond oder Sonne) und die Unregelmässigkeiten in der Erdform führen zu geringfügigen Abweichungen. Um diese Abweichungen zu kompensieren und die Satellitenbahnen langfristig stabil zu halten, müssen regelmäßige Kurskorrekturen vorgenommen werden. Diese Korrekturen sind meist minimal, aber notwendig, um den Satelliten auf seiner festgelegten Bahn zu erhalten.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Höhe des Orbits. Satelliten in niedrigeren Bahnen erleben einen stärkeren atmosphärischen Widerstand und benötigen daher häufigere Kurskorrekturen. Satelliten in höheren Bahnen haben zwar weniger Widerstand, aber der Einfluss anderer Himmelskörper wie der Sonne oder des Mondes ist stärker.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Satelliten nicht “schweben” sondern in einer dynamischen Balance zwischen Erdanziehung und Zentrifugalkraft gehalten werden. Die kontinuierliche Anpassung durch Kurskorrekturen ist essentiell, um die lange Lebensdauer und die Präzision der Satellitenbahnen sicherzustellen. Ohne diese Korrekturen würden Satelliten ihre Bahnen allmählich verändern und schließlich in die Erdatmosphäre abstürzen.