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Satelliten bewegen sich auf einer elliptischen Bahn um die Erde. Viele Erdumkreisungen von Satelliten finden in niedrigen Bahnen (einige 100 km) um die Erde statt (z.B. Space-Shuttle-Missionen).
Der Satellit GOES in der Erdumlaufbahn
Quelle: NASA
Entgegengesetzte Forderungen werden an Beobachtungssatelliten wie einige Wettersatelliten oder Spionagesatelliten gestellt. Diese sollen nach Möglichkeit die gesamte Erdoberfläche beobachten können. Deshalb wird hier ein niedriger polarer Orbit gewählt, d.h. der Satellit fliegt ungefähr über die Pole der Erde. Durch diese Bahn können alle Breitengrade erfasst werden, und da sich die Erde unter der Bahnebene durch dreht, kann so nach und nach die gesamte Erdoberfläche untersucht werden. Durch die niedrigere Flughöhe können ausserdem mehr Details der Erdoberfläche erfasst werden. Der Nachteil liegt allerdings darin, dass ein bestimmter Punkt der Erde nicht bei jedem Umlauf erfasst wird, sodass keine kontinuierliche Beobachtung möglich ist.
Folgende Arten von Erdorbits sind für Erdbeobachtungssatelliten von besonderer Bedeutung:
Low Earth Orbit (LEO)- Höhe: 200 - 1000km
- Besonderheiten: Energieärmste Bahnen und damit am leichtesten zu erreichen. Raumfahrzeuge bewegen sich mit etwa 7 km/s mindestens 10x schneller um die Erde, als diese sich dreht.
- Wird genutzt für:
- Raumstation ISS
- Spionagesatelliten
- Erderkundungssatelliten
- Kommunikationssatelliten
Sonnensynchroner Orbit (SSO)
- Höhe: 700-1000 km
- Besonderheiten: Durch die Abweichung der Erde von der Kugelform wirkt auf jede Satellitenbahn, die nicht genau im Äquator oder senkrecht dazu liegt, ein Drehmoment, das eine Präzessionsbewegung der Bahnebene um die Erdachse zur Folge hat. Bei Satellitenbahnen, die in die gleiche Richtung wie die Erdrotation verlaufen, wirkt die Präzessionsbewegung entgegengesetzt zur Erdrotation. Bei Bahnen entgegen der Erdrotation wirkt die Präzession in die gleiche Richtung wie die Erdrotation.
Bei einer bestimmten Inklination zwischen ca. 96° und 99° (auch abhängig von der Höhe des Orbits) beträgt die Präzession für Satelliten im LEO genau eine Umdrehung pro Jahr, so dass die Orientierung der Bahn gegenüber der Sonne immer gleich bleibt. Der Satellit passiert einen Punkt auf der Oberfläche immer zur selben Ortszeit, wodurch Vergleiche der gewonnenen Daten erleichtert werden. Wenn der Satellit zusätzlich die Erde so umkreist, dass er den Erdschatten nicht passiert, kann er ständig von Solarzellen mit Energie versorgt werden und benötigt keine Batterien.
- Wird genutzt für:
- Erderkundungssatelliten wie Landsat, ERS usw.
- Metereologische Satelliten wie NOAA
- Spionagesatelliten
Geostationärer Orbit (GEO)
- Höhe: 35786 km auf einer Kreisbahn über dem Äquator
- Besonderheiten: Ein Satellit im GEO umrundet die Erde genauso schnell wie diese sich dreht - befindet sich also bezüglich eines Punktes auf der Erdoberfläche immer an derselben Position. Filme von Wettersatelliten (aktuell: MSG), wie man sie z.B. aus den Fernsehnachrichten kennt, stammen ausschliesslich von diesen geostationären Satelliten.
- Wird genutzt für:
- Kommunikationssatelliten
- Satelliten für TV-Übertragung wie Astra oder Eutelsat
- Wettersatelliten wie METEOSAT/MSG