Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

2.4. TYPISCHE BAHNEN VON ERDGEBUNDENEN SATELLITEN 47
2.4.3 Einschub: Sonnensynchrone Bahnen
Abbildung 2.16: Polare
und sonnensynchrone
Bahn [49]
Abbildung 2.17: Beispiele
für sonnensynchrone
Bahnen mit unterschiedlicher
Lokalzeit [134]
§ 147 Die sonnensynchrone Bahn ist ein Beispiel für die Stabilisierung der Bahnebene durch
geschickte Ausnutzung einer Bahnstörung. Bei der sonnensynchronen Bahn ist die Bahnebene
des Satelliten so ausgerichtet, dass sie stets in einem festen Winkel, meist senkrecht,
zur Erde–Sonne-Achse steht. Dazu muss eine feste Beziehung zwischen großer Halbachse a,
Exzentrizität ε und Inklination i erfüllt sein, siehe (2.22) und Zwischenrechnung 5.
§ 148 Abbildung 2.16 zeigt ein Beispiel für eine sonnensynchrone Bahn. Im linken Teil der
Abbildung ist eine normale polare Bahn dargestellt: da der Bahndrehimpulsvektor und damit
die Bahnebene raumfest sind, ändert sich ihre Orientierung im Bezug auf die Achse Sonne–
Erde während der Rotation der Erde um die Sonne. Bei einer sonnensynchronen Bahn dagegen
driftet der Bahndrehimpulsvektor und damit die Bahnebene derart, dass sie stets in
einem festen Winkel zur Erde–Sonne-Achse steht.
§ 149 Abbildung 2.17 zeigt die Lage zweier sonnensynchroner Bahnen mit unterschiedlichen
Lokalzeiten. Beide Beispiele sind für Erdfernerkundungssatelliten relativ gebräuchlich, da die
Orbits nahezu senkrecht zur Mittag–Nacht-Achse (Äquator wird am lokalen Abend bzw.
Morgen gekreuzt) bei beiden Überflügen keine optimalen Beleuchtungsverhältnisse bieten.
In den gezeigten Konfigurationen dagegen ist ein Überflug für die im sichtbaren Bereich des
elektromagnetischen Spektrums arbeitenden Instrumente optimal; der andere Überflug kann
im Halbschlaf verbracht werden oder man sieht sich die Welt mal im thermischen Infrarot bzw.
mit Radar an. Die Solarzellen liefern ohnehin nicht allzu viel Power; häufig wird außerdem
auf der Tagseite eine größere Datenmenge erzeugt als eigentlich übertragen werden kann –
diese Daten können jetzt gedumpt werden.
Zwischenrechnung 7 Ist die Power auf der Nachtseite eigentlich ein so großes Problem?
Schätzen Sie jeweils den Anteil des Orbits ab, in dem ein Satellit in einer Flughöhe von
250 km, 500 km, 1000 km und 2000 km im Schatten bleibt und auf die Versorgung aus
Batterien angewiesen ist.
§ 150 Der Vorteil der sonnensynchronen Bahn liegt bei Erdfernerkundungssatelliten in den
gleichbleibenden Beleuchtungsverhältnissen. Dies ist nicht nur für die Klassifikation von Bildelementen
(vgl. Abschn. 7.3) wichtig, da ein Blatt dem Auge bzw. der Kamera anders erscheint,
je nachdem, ob es von schräg oben oder senkrecht angestrahlt wird, sondern auch für
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008