Wie hoch ist die Bahngeschwindigkeit eines Satelliten?

Die kosmische Geschwindigkeit: Wie schnell umkreisen Satelliten die Erde?

Satelliten, unsere ständigen Begleiter im Weltraum, bewegen sich mit Geschwindigkeiten, die unsere Vorstellungskraft herausfordern. Doch die Geschwindigkeit eines Satelliten ist keine fixe Größe, sondern hängt entscheidend von seiner Flughöhe und damit von der Stärke der Erdanziehung ab. Ein vereinfachtes, aber dennoch anschauliches Modell hilft, das Prinzip zu verstehen: Ein Satellit befindet sich in einem permanenten Fall um die Erde. Die enorme Geschwindigkeit sorgt dafür, dass er dem Erdboden “entkommt” und stattdessen in einer Umlaufbahn verbleibt.

Die Geschwindigkeit lässt sich grob in verschiedene Kategorien einteilen, die jeweils mit typischen Höhenbereichen korrelieren:

Niedrige Erdumlaufbahnen (LEO): In Höhen von ca. 200 bis 2000 Kilometern bewegen sich Satelliten mit Geschwindigkeiten von etwa 7 bis 8 Kilometern pro Sekunde. Das entspricht beeindruckenden 25.200 bis 28.800 Kilometern pro Stunde. Diese Geschwindigkeit ist notwendig, um der starken Erdanziehung in geringer Höhe entgegenzuwirken. In LEO befinden sich zahlreiche Erdbeobachtungssatelliten, Kommunikationssatelliten und die Internationale Raumstation (ISS). Die höhere Geschwindigkeit in LEO resultiert aus der stärkeren Gravitationskraft in geringerer Distanz zur Erde.

Mittlere Erdumlaufbahnen (MEO): Zwischen ca. 2000 und 35.786 Kilometern Höhe sinkt die Bahngeschwindigkeit der Satelliten. In diesem Bereich bewegen sie sich mit Geschwindigkeiten zwischen etwa 3 und 5 Kilometern pro Sekunde. Beispiele für Satelliten in MEO sind Navigationssatelliten wie die Galileo-Satelliten oder die GPS-Satelliten. Die geringere Geschwindigkeit im Vergleich zu LEO erklärt sich durch die abnehmende Erdanziehungskraft mit zunehmender Höhe.

Geostationäre Erdumlaufbahnen (GEO): In einer Höhe von exakt 35.786 Kilometern über dem Äquator erreicht ein Satellit eine besondere Geschwindigkeit: Er umkreist die Erde mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Erde selbst rotiert. Dadurch erscheint er von der Erde aus an einem festen Punkt am Himmel zu stehen. Diese geostationären Satelliten benötigen eine Geschwindigkeit von etwa 3 Kilometern pro Sekunde. Diese Geschwindigkeit ist ein Ergebnis des perfekten Gleichgewichts zwischen Zentrifugalkraft und Erdanziehungskraft. Viele Fernseh- und Kommunikationssatelliten befinden sich in GEO-Bahnen.

Einflussfaktoren: Die oben genannten Geschwindigkeiten sind nur Näherungswerte. Die tatsächliche Bahngeschwindigkeit eines Satelliten wird durch diverse Faktoren beeinflusst, darunter:

• Erdform: Die Erde ist kein perfekter Kreis, sondern ein abgeplattetes Sphäroid. Dies beeinflusst die Gravitationskraft und damit die Bahngeschwindigkeit.
• Sonnen- und Mondanziehung: Die Gravitationskräfte von Sonne und Mond wirken sich auf die Bahn des Satelliten aus und verursachen geringfügige Schwankungen der Geschwindigkeit.
• Luftwiderstand: In niedrigen Erdumlaufbahnen spielt der Luftwiderstand eine Rolle, der die Geschwindigkeit des Satelliten allmählich reduziert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bahngeschwindigkeit eines Satelliten eine komplexe Größe ist, die von verschiedenen Faktoren abhängt. Die hier genannten Werte bieten jedoch einen guten Überblick über die typischen Geschwindigkeiten in den verschiedenen Bahnhöhen.

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