Satelliten im Weltraum
Ein Satellit ist ein Objekt, das sich auf einer Umlaufbahn um ein anderes Objekt befindet. Ein Beispiel für einen solchen Satelliten ist etwa der Mond, der die Erde umkreist. Die Erde ist ein Satellit der Sonne. Doch meist verwenden wir das Wort »Satellit« für Objekte, die von Menschen konstruiert und mit einer Rakete in den Weltraum geschickt wurden. In der Umlaufbahn sollen sie bestimmte Aufgaben erfüllen, etwa für die Navigation, die Wetterbeobachtung oder die Kommunikation.
Raketen wurden in China um das Jahr 1000 herum erfunden. Viele Jahrhunderte später, am 4. Oktober 1957, begann das Weltraumzeitalter, als die Russen mit einer Rakete den ersten Satelliten in eine Erdumlaufbahn schickten. Sputnik, eine kleine Kugel, die ein schwaches Radiosignal zurück zur Erde schicken konnte, wurde zur Sensation.
Damals nannte man Sputnik den »Roten Mond« und Menschen überall auf der Erde stellten ihre Radiogeräte auf sein Signal ein. Das Mark-I-Teleskop in Jodrell Bank in Großbritannien war das erste große Radioteleskop, das den Kurs des Satelliten verfolgte. Auf Sputnik folgte bald Sputnik 2 - in der US-Presse auch »Pupnik« (von »pup« = junger Hund) genannt, weil ein Passagier an Bord war! Laika, ein russischer Hund, war das erste Lebewesen von der Erde, das in den Weltraum reiste.
Wusstest du das?
Der erste Mensch, der die mathematischen Grundlagen für künstliche Satelliten veröffentlichte, war Sir Isaac Newton. Der Text »Newtons Kanonenkugel« wurde 1687 im dritten Buch seines Werks »Principia Naturalis« (»Mathematische Prinzipien der Naturlehre«) veröffentlicht. Für Newton war es damals nichts als ein Gedankenexperiment.
Die USA versuchten am 6. Dezember 1957, ihren eigenen Satelliten zu starten, aber die Rakete hob nur 1,2 Meter vom Boden ab und explodierte dann. Am 1. Februar 1958 war Explorer I erfolgreicher. Damit begann ein
Wettlauf der beiden damaligen Supermächte auf der Erde - der UdSSR und der USA - darum, wessen Weltraummissionen am größten und erfolgreichsten waren. Da zu jener Zeit großes Misstrauen zwischen ihnen herrschte, erkannten UdSSR und USA bald, dass Satelliten gut zur Spionage zu gebrauchen waren. Mit Fotografien aus großen Höhen hofften die beiden Supermächte, mehr über die Aktivitäten im jeweils anderen Land zu erfahren. Die Satellitenrevolution hatte begonnen.
Die Satellitentechnik wurde ursprünglich für militärische und geheimdienstliche Zwecke entwickelt. In den 1970er-Jahren starteten die USA 24 Satelliten, die Zeitsignale und Daten über die Umlaufbahn aussandten. Dies führte zum ersten Satellitennavigationssystem, dem GPS (Global Positioning System). Diese Technik, mit der Armeen nachts Wüsten durchqueren und Langstreckenraketen ihre Ziele genau treffen können, wird heute von Millionen Menschen genutzt, um sich nicht zu verirren. Satellitennavigationsgeräte - kurz »Navis« genannt - helfen auch Rettungswägen, um Verletzte schnell zu erreichen, und unterstützen die Such- und Rettungsmissionen von Küstenwache, Seenotrettung und Bergwacht.
Andere Satellitenanwendungen
Die weltweite Kommunikation wurde durch Satelliten völlig verändert. 1962 startete eine US-Telefonfirma den Satelliten Telstar, der zum ersten Mal live eine Fernsehsendung aus den USA nach Großbritannien und Frankreich übertragen konnte. Die Briten sahen nur ein paar Minuten verschwommene Bilder, aber die Franzosen erhielten ein klares Bild mit Ton. Sie schafften es sogar, eine eigene Übertragung zurückzuschicken, in der Yves Montand »Sous le ciel de Paris« (»Unter dem Himmel von Paris«) sang! Bevor es Satelliten gab, musste man die Veranstaltung filmen und die Filmrollen mit dem Flugzeug transportieren, um sie in anderen Ländern im Fernsehen zeigen zu können. Nach Telstar konnten wichtige Ereignisse - etwa die Bestattung des US-Präsidenten John F. Kennedy 1963 oder die Fußball-Weltmeisterschaft 1966 - erstmals live um den ganzen Erdball gesendet werden. Mobiltelefone und das Internet sind zwei weitere Anwendungen, bei denen heute meist Satelliten genutzt werden.
Satellitenbilder werden nicht nur von Spionen verwendet! Der Blick auf die Erde vom Weltraum aus ermöglicht uns, Muster zu sehen - sowohl auf der Erde als auch in der Atmosphäre. Wir können die Landnutzung beobachten und sehen, wie sich Städte ausbreiten und wie Wüsten oder Wälder ihre Form verändern. Bauern können mit Satellitenbildern ihre Pflanzen überwachen und entscheiden, welche Felder gedüngt werden müssen.
Satelliten haben auch unser Verständnis des Wetters transformiert. Sie haben die Wettervorhersage genauer gemacht, weil sie zeigen, wie Wettermuster entstehen und sich bewegen. Satelliten können das Wetter nicht verändern, aber sie können Hurrikane, Tornados und Tiefdruckgebiete verfolgen, sodass wir rechtzeitig Unwetterwarnungen herausgeben können.
In den späten I99oer-Jahren lieferte der NASA-Satellit TOPEX/Poseidon, der die Ozeane kartierte, genügend Informationen, damit Wetterexperten das El-Nino-Phänomen früh erkennen konnten. Und eine neue Reihe von NASA-Satelliten, die alle Jason heißen, wurde in unserem Jahrhundert gestartet, um Daten über die Rolle der Meere für das Klima der Erde zu sammeln. Damit wiederum können wir den Klimawandel besser verstehen und erhalten detaillierte Bilder der schmelzenden polaren Eiskappen, der austrocknenden Binnenseen und des steigenden Meeresspiegels - Informationen, die wir heute dringend brauchen!
Indem Satelliten zur Erde zurückblicken, haben sie also die Erkenntnisse der Menschen über den eigenen Planeten befördert. Doch auch unsere Wahrnehmung des Universums wurde durch Satelliten verändert. Das Hubble-Weltraumteleskop war das erste größere Observatorium im Weltraum. Aus der Umlaufbahn um die Erde heraus hat Hubble Astronomen dabei geholfen, das Alter des Universums zu berechnen, und gezeigt, dass dieses sich immer schneller ausdehnt.
Heute gibt es etwa 5000 Satelliten in Erdumlaufbahnen, die jeden Quadratzentimeter des Planeten beobachten können. Da oben wird es ziemlich eng - und das kann gefährlich sein. Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn sind sehr schnell - etwa 29000 Stundenkilometer. Kollisionen sind sehr selten, aber wenn sie vorkommen, dann kracht es wirklich! Selbst ein Stückchen abgeblätterte Farbe kann erheblichen Schaden anrichten, wenn es mit dieser Geschwindigkeit ein Raumschiff trifft. Es könnte eine Million Teile Weltraumschrott im Umlauf um die Erde geben, aber nur etwa 9000 sind größer als ein Tennisball. Inzwischen überlegen sich Wissenschaftler Wege, den Weltraumschrott einzusammeln und loszuwerden.
