Wie bewegen sich Satelliten am Himmel?

Der scheinbar tanzende Satellit: Bewegung am Himmel erklärt

Satelliten, unsere ständigen Begleiter im All, scheinen von der Erde aus je nach ihrer Umlaufbahn unterschiedlich am Himmel zu wandern. Die Vorstellung, sie würden still über einem Punkt hängen, trifft nur auf einen speziellen Typ zu: geostationäre Satelliten. Andere Satelliten hingegen zeigen eine deutlich sichtbare Bewegung, die von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Dieser Artikel beleuchtet die Dynamik hinter der scheinbaren Bewegung von Satelliten am Himmel, wobei wir uns insbesondere auf die oft missverstandene Bewegung geosynchroner Satelliten konzentrieren.

Die Aussage, geosynchrone Satelliten bewegten sich auf einer elliptischen Bahn über den Äquator und die Pole, ist vereinfacht und teilweise irreführend. Während einige geosynchrone Satelliten tatsächlich leicht elliptische Bahnen haben können, ist die geostationäre Bahn – ein Spezialfall der geosynchronen Bahn – kreisförmig und liegt exakt über dem Äquator. Die scheinbare Bewegung am Himmel entsteht hier nicht durch die elliptische Form der Bahn.

Die scheinbare Bewegung geosynchroner Satelliten, die nicht geostationär sind, resultiert aus zwei Hauptfaktoren:

1. Inklination: Die Inklination beschreibt den Winkel zwischen der Bahnebene des Satelliten und der Äquatorebene. Eine Inklination von 0° bedeutet, der Satellit umkreist die Erde exakt über dem Äquator (geostationär). Je größer die Inklination, desto ausgeprägter ist die scheinbare Nord-Süd-Bewegung des Satelliten am Himmel, da er täglich über den Äquator “schaukelt”. Diese Bewegung ähnelt einer Acht, die sich langsam über Stunden und Tage verändert.

2. Exzentrizität: Die Exzentrizität beschreibt die Abweichung der Bahn von einem perfekten Kreis. Eine hohe Exzentrizität führt zu einer elliptischen Bahn. In diesem Fall verändert sich die Geschwindigkeit des Satelliten im Laufe seiner Umlaufbahn. Er ist schneller in Erdnähe und langsamer in größerer Entfernung. Dies resultiert in einer scheinbaren Geschwindigkeitsänderung am Himmel, wodurch sich seine Position nicht gleichmäßig verändert.

Bei anderen Satelliten, die in niedrigeren Umlaufbahnen kreisen (z.B. LEO-Satelliten), ist die Bewegung am Himmel deutlich schneller und stärker ausgeprägt. Sie erscheinen als schnell wandernde Lichtpunkte, deren Bahn durch die Erdrotation zusätzlich beeinflusst wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die scheinbare Bewegung von Satelliten am Himmel eine komplexe Interaktion zwischen der Bahngeometrie (Inklination und Exzentrizität) und der Erdrotation darstellt. Nur geostationäre Satelliten erscheinen stillstehend, während alle anderen eine mehr oder weniger ausgeprägte Bewegung zeigen, die sich durch präzise Bahnparameter berechnen lässt. Die oft vereinfachende Darstellung ihrer Bewegung sollte daher kritisch betrachtet werden.