Wie lange braucht ein Satellit, um die Erde einmal zu umkreisen?

Kosmische Uhrwerke: Wie lange braucht ein Satellit für eine Erdumkreisung?

Die Erde als kosmische Bowlingkugel, umkreist von unzähligen Satelliten – ein Bild, das unsere technologische Vernetzung eindrucksvoll illustriert. Doch wie lange dauert ein solcher Orbit tatsächlich? Die Antwort ist: Es kommt ganz darauf an! Es gibt keine einheitliche Umlaufzeit, sondern eine enorme Bandbreite, die von wenigen Minuten bis zu einem ganzen Tag reicht. Der entscheidende Faktor ist die Höhe und damit die Entfernung des Satelliten von der Erde.

Die Bahnhöhe bestimmt maßgeblich die Geschwindigkeit und folglich die Umlaufzeit. Dies lässt sich mit dem Gravitationsgesetz von Newton erklären: Je näher sich ein Satellit an der Erde befindet, desto stärker ist die Anziehungskraft und desto schneller muss er sich bewegen, um nicht auf die Erde zu stürzen. Ein Satellit in geringer Höhe, wie beispielsweise die Internationale Raumstation (ISS) in etwa 400 Kilometern Höhe, rast mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 28.000 Kilometern pro Stunde um unseren Planeten. Er benötigt für einen vollständigen Orbit lediglich etwa 90 Minuten.

Im Gegensatz dazu befinden sich geostationäre Satelliten in einer Höhe von etwa 36.000 Kilometern. Diese spezielle Höhe ermöglicht es ihnen, sich mit der Erdrotation zu synchronisieren. Sie scheinen aus der Perspektive der Erde unbeweglich am Himmel zu stehen, was sie für Fernseh- und Kommunikationssatelliten ideal macht. Ihre Umlaufzeit beträgt exakt 24 Stunden, die gleiche Zeit, die die Erde für eine vollständige Rotation benötigt.

Zwischen diesen beiden Extremen existiert eine Vielzahl von Satellitenbahnen mit unterschiedlichen Umlaufzeiten. Polare Orbits, die über die Pole verlaufen, können beispielsweise kürzere Umlaufzeiten haben als geostationäre Orbits in gleicher Höhe, da sie nicht der Erdrotation folgen. Sonnensynchrone Orbits sind so gestaltet, dass der Satellit immer zur gleichen lokalen Sonnenzeit über denselben Punkt auf der Erde fliegt, was für Erdbeobachtungssatelliten von Vorteil ist. Ihre Umlaufzeiten sind ebenfalls abhängig von der gewählten Bahnhöhe.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Umlaufzeit eines Satelliten ist keine feste Größe, sondern eine Funktion seiner Bahnhöhe und der damit verbundenen Orbitalgeschwindigkeit. Von rasanten 90-Minuten-Umrundungen der ISS bis hin zur scheinbar stillstehenden Position geostationärer Satelliten – die Vielfalt der Satellitenbahnen spiegelt die Komplexität und die Vielseitigkeit ihrer Anwendungen wider. Die präzise Berechnung der Umlaufzeit erfordert die Berücksichtigung weiterer Faktoren wie der Erdabplattung und der Gravitationswirkung der Sonne und des Mondes, jedoch bildet die Bahnhöhe die wichtigste Grundlage für die Bestimmung der Orbitalperiode.

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