Satellitenbeobachtung

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Die Beobachtung künstlicher Erdsatelliten dient vor allem der genauen Bestimmung ihrer Bahnen um die Erde. Diese Bahnbestimmung ist die Voraussetzung für die Nutzung der Satelliten in Wissensgebieten wie Erdbeobachtung (Fernerkundung), Geografie und Biologie, Satelliten-Navigation und Satellitengeodäsie, Materialkunde und vielen anderen. Die Beobachtung erfolgt überwiegend durch terrestrische Satellitenstationen, aber auf sehr unterschiedliche Weise.

Als Satellitenbeobachtung werden bisweilen auch Messungen an Bord von Satelliten bezeichnet, welche der Fernerkundung der Erdoberfläche oder astronomischen Messungen von Himmelskörpern dienen.

Beobachtungsmethoden nach Prinzip

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Die Messungen können durch geometrische oder physikalische Verfahren erfolgen:

Methoden nach beobachteter Wellenlänge

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Oft werden die Beobachtungsmethoden auch nach der Wellenlänge des gemessenen Signals eingeteilt.

Beobachtung im Bereich optischer Wellenlängen

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Überwiegend erfolgt sie im sichtbaren Licht, was auch der Reihenfolge der technischen Entwicklung entspricht. Nur vereinzelt wird im nahen UV bzw. Infrarot gemessen, wofür die optischen Satellitenteleskope ebenfalls geeignet sind.

Beobachtung mittels Funkwellen

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Auch hier sind die Messmethoden vielfältig. Die älteste ist die Funkpeilung, mit der vor allem die vorläufigen Bahnen der ersten Erdsatelliten – möglichst rasch nach dem Satellitenstart – bestimmt wurden. Genauere Verfahren sind:

  • Richtungsmessung mittels Funkwellen-Interferometrie, etwa beim Minitrack-Netz der USA (inzwischen stillgelegt)
  • Richtungsmessung mittels rasch drehbarer Radioteleskope. Diese haben Antennen in Form von metallischen Parabolspiegeln, wodurch sie eine nutzbare Richtcharakteristik besitzen. Die Messgenauigkeit ist allerdings wesentlich geringer als bei den optischen Methoden (siehe oben). Außerdem sind Radioteleskope nur zur Einmessung höherer (langsamerer) Flugkörper geeignet, aber von großer Bedeutung zur Bahnbestimmung von Raumsonden zu anderen Planeten oder zu Kometen.
Vereinzelt wird auch mit zylindrischen Spiegeln gearbeitet, die den in der Flugsicherung verwendeten Radarantennen ähnlich sind. Die Radioteleskope beider Arten können nicht größer als etwa 50 Meter sein, weil sie wegen der hohen Winkelgeschwindigkeit der Satelliten (bis etwa 2° pro Sekunde) rasch beweglich sein müssen. Im Allgemeinen können sie neben der Richtung auch die genaue Distanz zur Raumsonde messen:

Beobachtung mit weiteren Methoden

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Dazu zählen vor allem

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