Satelliten hinter den Pinnacles

Das Bild zeigt die als Pinnacles bekannten Felsspitzen in Australien. Hinter den Türmen ist ein Himmel voller Satellitenspuren, viele stammen von der Starlink-Satellitenkonstellation im erdnahen Orbit.

Bildcredit und Bildrechte: Joshua Rozells

Was sind diese Streifen im Hintergrund? Es sind Spuren von Satelliten. Im Vordergrund seht ihr malerische Felsnadeln, die als Pinnacles bekannt sind. Diese mannshohen Gebilde befinden sich im Nambung-Nationalpark in Westaustralien. Sie entstanden durch unbekannte Prozesse aus urzeitlichen Muschelschalen (Kalkstein).

Noch auffälliger ist jedoch der Himmel dahinter. All diese Streifen wurden von Satelliten in einem niedrigen Erdorbit gezogen, die Sonnenlicht reflektieren. Sie wurden in weniger als zwei Stunden fotografiert und digital zu diesem Einzelbild kombiniert. Der Vordergrund entstand danach mit derselben Kamera und am selben Ort. Die meisten der Streifen stammen von der wachsenden Starlink-Flotte an Kommunikationssatelliten, aber nicht alle.

Diese Spuren sind ein allgemeines Zeichen für die zunehmende Zahl an Satelliten, die fast ständig nach Sonnenuntergang bis zur Morgendämmerung über der Erde sichtbar sind. Das Verstehen und Entfernen der Satellitenspuren auf Bildern von erdgebundenen Kameras und Teleskopen ist wichtig, nicht nur für stilvolle Astrofotografie, sondern auch für das wissenschaftliche Verständnis der Menschheit des fernen Universums.

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Äquinoktium auf einer rotierenden Erde


Bildcredit: Meteosat 9, NASA, earthobservatory, Robert Simmon

Beschreibung: Wann wird die Grenze zwischen Nacht und Tag senkrecht? Heute. Auf dem Planeten Erde ist heute Tagundnachtgleiche, Tag und Nacht sind somit fast gleich lang. Zum Äquinoktium verläuft der Terminator der Erde – die Trennlinie zwischen Tag und Nacht – senkrecht und verbindet Nord– und Südpol.

Ihr seht das auf diesem Zeitraffervideo, das ein ganzes Jahr auf dem Planeten Erde in zwölf Sekunden zeigt. Der Satellit Meteosat 9 im geosynchronen Orbit nimmt täglich zur selben Ortszeit solche Infrarotbilder der Erde auf.

Das Video beginnt mit dem Äquinoktium im September 2010, als die Terminatorlinie senkrecht verlief. Während die Erde um die Sonne kreiste, kippte der Terminator, daher gelangte weniger Sonnenlicht zur Nordhalbkugel, was zum Winter im Norden führte. Im Laufe des Jahres und nach der Hälfte des Videos trat die Tagundnachtgleiche im März 2011 ein. Danach neigte sich die Schattenlinie in die andere Richtung, was zum Winter auf der Südhalbkugel führte – und zum Sommer im Norden.

Das aufgezeichnete Jahr endet mit der nächsten September-Tagundnachtgleiche am Ende einer von vielen Milliarden Reisen der Erde um die Sonne, die bereits stattfanden – und der noch viele weitere folgen werden.

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Ein Seil im Weltraum

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Bildcredit: TSS-1, STS-46-Besatzung, NASA

Beschreibung: Eine der interessantesten unerfüllten Weltraumsagen ist das Weltraumseil. Weltraumseile – lange Materialstränge – versprechen Satelliten zu stabilisieren, Elektrizität zu generieren und erlauben einfache Transporte. Die vielleicht ambitionierte Vision eines Weltraumseiles ist der Weltraumlift, den Arthur C. Clarke bekannt machte, bei dem ein Seil konstruiert wird, das den Boden mit dem geosynchronen Orbit verbindet. Ein Problem ist die Stärke – es ist schwierig, ein lange einsetzbares Seil zu konstruieren, das nicht reißt.Hier ist der Einsatz des Tethered Satellite System 1 (TSS-1) 1992 mit der Raumfähre Atlantis zu sehen. Wie auch andere getestete Weltraumseile wurde TSS-1 seinen Erwartungen nicht gerecht, lieferte aber viele wertvolle Erkenntnisse.

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GOES-16: Mond über dem Planeten Erde

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Bildcredit: NOAA, NASA

Beschreibung: Der Satellit, der nun als GOES-16 bekannt ist, wurde am 19. des letzten Novembers an der Cape Canaveral Air Force Station gestartet und beobachtet nun den Planeten Erde aus einem geostationären Orbit etwa 35.800 km über dem Äquator. Sein Advanced Baseline Imager fotografierte am 15. Januar diese gegensätzliche Ansicht von Erde und Dreiviertelmond.

Der kahle, luftlose Mond ist jedoch nicht im Fokus von GOES-16. Die Instrumente dieses Satelliten einer neuen Generation können alle 15 Minuten ein hoch aufgelöstes Bild der ganzen Erde in 16 Spektralkanälen liefern. Die Instrumente können schärfere, detailreichere Ansichten der dynamischen Wettersysteme der Erde liefern und ermöglichen so eine genauere Wettervorhersage. Wie schon frühere GOES-Wettersatelliten wird GOES-16 den Mond über unserem hübschen Planeten zur Kalibrierung nützen.

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Geostationäre Fernstraße durch Orion


Bildcredit und Bildrechte: James A. DeYoung

Beschreibung: Wenn man einen Satelliten auf einer kreisförmigen Bahn etwa 42.000 Kilometer vom Erdmittelpunkt entfernt platziert, umkreist er in 24 Stunden einmal die Erde. Weil das der Erdrotation entspricht, wird diese Bahn als geosynchroner Orbit bezeichnet. Wenn diese Bahn außerdem in der Ebene des Äquators liegt, hängt der Satellit am Himmel im geostationären Orbit immer über einem bestimmten Ort auf der Erde.

Der Visionär Arthur C. Clarke vermutete bereits in den 1940er Jahren, dass geosynchrone Umlaufbahnen einst von Kommunikations- und Wettersatelliten genützt würden. Dieses Szenario kennen Astrofotografen gut. Detailbilder des Nachthimmels, bei denen Teleskope den Sternen folgen, können auch geostationäre Satelliten aufgabeln, die im Sonnenlicht schimmern, das hoch über der Erdoberfläche noch leuchtet. Weil sich die Satelliten zusammen mit der Erdrotation vor dem Hintergrund der Sterne bewegen, hinterlassen sie Spuren, die scheinbar einer Fernstraße in der Himmelslandschaft folgen.

Das Phänomen wurde letzten Monat auf diesem Video festgehalten. Man sieht, wie mehrere Satelliten im geosynchronen Orbit den berühmten Orionnebel kreuzen.

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Geostationäre Autobahn

Mitten im Bild ist der Orionnebel, darüber die drei Gürtelsterne. Im Hintergrund sind viele Sterne verteilt. Quer über dem Orionnebel verlaufen mehrere Lichtspuren von geostationären Satelliten.

Bildcredit und Bildrechte: Babak Tafreshi (TWAN)

Beschreibung: Setzt man einen Satelliten in eine etwa 42.000 Kilometer vom Erdmittelpunkt entfernte kreisförmige Umlaufbahn (zirka 36.000 Kilometer über der Oberfläche), umrundet er die Erde einmal in 24 Stunden. Das der Rotationsperiode der Erde, daher wird diese Bahn als geosynchroner Orbit bezeichnet. Wenn dieser Orbit auch noch in der Ebene des Äquators liegt, steht der Satellit am Himmel über einer festen Erdposition in einem geostationären Orbit.

Wie in den 1940er Jahren von dem Visionär Arthur C. Clark vorhergesagt, werden geostationäre Umlaufbahnen kommerziell für Kommunikations- und Wettersatelliten genützt – ein inzwischen gut bekanntes Szenario für Astrofotografen. Langzeitbelichtungen des Nachthimmels, die mit Teleskopen aufgenommen werden und den Sternen folgen, erfassen auch geostationäre Satelliten weit über der Erdoberfläche, die im Sonnenlicht blinken, das hoch über der Erde noch leuchtet. Weil alles zusammen mit der Erdrotation vor dem Hintergrund der Sterne wandert, hinterlassen die Satelliten Spuren, die scheinbar auf einer Bahn über die himmlische Landschaft ziehen.

Diese Weitwinkelansicht der Orion-Region, die sich am Himmelsäquator befindet, wurde mit Einzelbildern ergänzt, um eine 10 Minuten lange Belichtungszeit zu erhalten. Sie zeigt Orions Gürtelsterne und bekannte Nebel zusammen mit vielen 2,5 Grad langen Spuren geostationärer Satelliten. Die Einzelbilder stammen von einem Film, welcher der geostationären Satellitenautobahn folgt.

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