Wie lange braucht ein geostationärer Satellit um die Erde?

Der scheinbar stillstehende Begleiter: Wie lange braucht ein geostationärer Satellit für einen Erdumlauf?

Ein geostationärer Satellit ist ein faszinierendes Beispiel für die Anwendung der Himmelsmechanik. Im Gegensatz zu anderen Satelliten, die den Planeten in kürzerer Zeit umkreisen und am Himmel über den Beobachter hinwegziehen, scheint dieser sich unbeweglich über einem festen Punkt auf dem Äquator zu befinden. Diese scheinbare Stationarität ist kein Zufall, sondern Ergebnis einer präzise berechneten Umlaufbahn und Geschwindigkeit.

Die entscheidende Frage lautet: Wie lange braucht ein solcher Satellit für einen vollständigen Erdumlauf? Die Antwort ist denkbar einfach: exakt 24 Stunden.

Diese 24-Stunden-Periode ist kein zufälliges Ergebnis, sondern ein fundamentaler Aspekt seiner Konstruktion. Die Erdrotation benötigt ebenfalls 24 Stunden (genauer gesagt, einen siderischen Tag von ca. 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden). Um geostationär zu bleiben, muss der Satellit seine Umlaufzeit exakt mit der Erdrotation synchronisieren. Er „umrundet“ die Erde also mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sich die Erde selbst dreht.

Diese Synchronisation ist jedoch nur auf einer bestimmten Höhe über dem Äquator möglich. Die Gravitationskraft der Erde nimmt mit zunehmender Höhe ab. Nur in einer Höhe von ungefähr 35.786 Kilometern über dem Meeresspiegel findet sich die perfekte Balance zwischen der Erdanziehung und der Zentrifugalkraft, die durch die Bewegung des Satelliten entsteht. In dieser Höhe ist die Bahngeschwindigkeit des Satelliten genau richtig, um die 24-Stunden-Periode zu gewährleisten.

Geringste Abweichungen von dieser idealen Höhe oder Geschwindigkeit würden zu einer Drift des Satelliten führen, und er würde nicht mehr über einem festen Punkt verharren. Daher benötigen geostationäre Satelliten fortwährende, wenn auch minimale, Bahnkorrekturen durch eingebaute Triebwerke, um ihre Position zu halten und die wertvolle scheinbare Stationarität aufrechtzuerhalten. Diese Korrekturen kompensieren die gravitativen Einflüsse von Sonne und Mond sowie den geringen Luftwiderstand in der hohen Erdatmosphäre.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Ein geostationärer Satellit benötigt exakt 24 Stunden für einen Erdumlauf. Diese präzise Synchronisation mit der Erdrotation ist die Grundlage seiner scheinbaren Unbeweglichkeit und macht ihn zu einem unverzichtbaren Werkzeug für globale Kommunikation und Erdbeobachtung.