Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.
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Big Brother im All
Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete
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Begriffe
• Satellit: künstlicher Raumflugkörper, der einen Himmelskörper umkreist
• Erdsatellit: Satellit, der die Erde umkreist
• Raumsonde: künstlicher Raumflug-körper, der das Schwerefeld der Erde verlässt
• Weltraum: ab 100 km über der Erdoberfläche
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Erde-Weltraum-Grenze in ca. 100 km Höhe
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Erde fotografiert 1990 von der Raumsonde Voyager 1 aus 6,4 Mrd. km („entferntestes“ Foto der Erde)
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Meilensteine der Weltraumfahrt
• 1957: erster künstlicher Erdsatellit (Sputnik 1, Sowjetunion, 200 - 900 km Höhe)
• 1961: Juri Gagarin umkreist als erster Mensch im Weltall die Erde (Sowjetunion)
• 1969: erste bemannte Mondlandung (Apollo 11, USA)
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1957 – 1. künstlicher Erdsatellit Sputnik 1 (Sowjetunion)
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1961 – Juri Gagarin (Sowjetunion) als 1. Mensch im Weltall
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Die Erde - der blaue Planet
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1968 – 1. Foto vom „Erdaufgang“ (Apollo 8, 1968)
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Erde und Mond fotografiert aus einer Marsumlaufbahn
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1969 – 1. bemannte Mondlandung (Apollo 11, USA)
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1969 – 1. bemannte Mondlandung (Apollo 11, USA)
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1969 – 1. bemannte Mondlandung (Apollo 11, USA)
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Satellitenumlaufbahnen = Orbits
1. geostationärer Orbit, Flughöhe 36.000 km über dem Äquator, Umlaufzeit 1Tag. In Bezug auf die Erdoberfläche ortsfest. Z.B.: Meteosat, Astra ..
2. sonnensynchroner Orbit = polare Umlaufbahn, bei der der Satellit immer zur selben Zeit über dem selben Ort ist, z.B. Landsat, Envisat, …
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geostationäre Umlaufbahn
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geostationäre Umlaufbahn
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geostationäre und polare Umlaufbahnen
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Satellitenarten
1. Erdbeobachtungssatelliten
2. Navigationssatelliten
3. Kommunikationssatelliten
4. Raumstationen
5. Astrometriesatelliten
6. Killersatelliten
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1. Erdbeobachtungssatelliten
• Einsatzgebiete: Meteorologie, Umweltbeobachtung, Kartierung, Geologie, Spionage, …
• Beispiele: Landsat, Envisat, Meteosat, MetOp, NOAA, GOES, SPOT, ERS
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Landsat
• Serie von 7 zivilen Erdbeobachtungssatelliten der NASA zur Kartierung der Erde und ihrer natürlichen Ressourcen
• Hauptlieferant der Satellitenbilder für Google Maps, Google Earth, Microsoft Bing Maps, usw.
• Polarer, sonnensynchroner Orbit in 700 - 900 km Höhe. Ein Umlauf um die Erde dauert ca. 100 Minuten, also 14 Umläufe pro Tag
• Der beobachtete Streifen Land hat eine Breite von 185 km. Alle 16 - 18 Tage wird das gleiche Gebiet beobachtet. Die Auflösung beträgt 30m
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Landsat 7, polarer sonnensynchroner Orbit, 700km, 99 min
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Landsat - sonnensynchrone polare Umlaufbahn, Scannen der Erdoberfläche in Streifen, Gesamtaufnahme in 18 TagenAnimation
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Landsat: wolkenfreies Satellitenbildmosaik der Erde
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Landsat-Bilder - Grundlage für Google Maps und Google Earth
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Landsat-Bilder - Grundlage für Microsoft Bing Maps
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Envisat (Environmental Satellite)
• Umweltsatellit der Europäischen Weltraumorgani-sation (ESA) seit 2002
• Aufgaben: Überwachung des Klimas, der Ozeane, der Landfläche bzw. allgemein des Ökosystems der Erde
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Meteosat (Meteorological satellite)
• Serie von 9 geostationären Wettersatelliten von ESA und EUMETSAT, 1977 - 2005, US-Gegenstück: GOES-Satelliten
• Meteosat 9 steht bei 0° geographischer Länge und ist deshalb für die Wetterbeobachtung über Afrika, dem östlichen Atlantik und Südeuropa optimal
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Meteosat 1 - 5, 1977 - 2005, geostationär, Esa / Eumetsat
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MetOp (Meteorological Operational Satellite)
• Serie von Wettersatelliten mit erdnaher polarer Umlaufbahn von EUMETSAT und ESA, seit 2006, US-Gegenstück: NOAA-Satelliten
• geringere Höhe als Meteosat höhere Auflösung Wetterpro-gnoseverlängerung von 3 auf 5 Tage
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MetOp A, polarer sonnensynchroner Orbit, 820km, Esa / Eumetsat, Scannen der Erdoberfläche in Streifen
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Meteosat 9, Infrarotbild transparent auf topografischem Hintergrund
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Weltsatellitenbild, Infrarotbild transparent auf topografischem Hintergrund
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Weltwetter Link zur Onlineversion
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Satellitenbild Europa Link zur Onlineversion
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Wetterkarte Europa Link zur Onlineversion
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Hurrican Katrina, August 2005
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Waldbrände in Griechenland 2007
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Brandrodung im Amazonasurwald / Brasilien
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Erde bei Nacht
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New York 9/11/2001 - Terroranschlag a. d. World Trade Center
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Satellitenarten
1. Erdbeobachtungssatelliten
2. Navigationssatelliten
3. Kommunikationssatelliten
4. Raumstationen
5. Astrometriesatelliten
6. Killersatelliten
![Page 43: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/43.jpg)
2. Navigationssatelliten
• sind Satelliten, die zur Positions-bestimmung am Land, zu Wasser und in der Luft dienen
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2. Funktionsweise von Navigationssatellten (1)
• 24 - 30 Satelliten umkreisen in ca. 24.000 km Höhe die Erde
• Jeder der Satelliten sendet ständig seine Nummer, seine Position und die Uhrzeit
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2. Funktionsweise von Navigationssatellten (2)
• Ein Empfangsgerät auf der Erde empfängt von mindestens 4 Satelliten gleichzeitig diese Signale
• Aus der Laufzeit der Signale berechnet das Empfangsgerät die Position und die Höhe des eigenen Standpunktes
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![Page 47: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/47.jpg)
2. Einsatzgebiete d. Satellitennavigation (1)
• Verkehr am Land, zu Wasser und in der Luft (Auto, LKW, Bahn, Schifffahrt, Flugverkehr)
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2. Einsatzgebiete d. Satellitennavigation (2)
• Freizeit: Wandern, Mountainbiken, Paragleiten, Geocaching (= „Schatz“-Suche mit Satellitennavigation)
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2. Einsatzgebiete d. Satellitennavigation (3)
• Vermessung
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2. Einsatzgebiete d. Satellitennavigation (4)
• Landwirtschaft: Automatische Steuerung von Feldbearbeitungsmaschinen
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2. Einsatzgebiete d. Satellitennavigation (5)
• Geo-Imaging (= Foto-Verortung: Koordinaten, Richtung und Neigung) durch neue Digitalkameras z.B. zur Verwendung in Google Earth, Panoramio
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2. Beispiele für Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS)
• GPS = Global Positioning System, genauer: NAV-Star GPS (USA)
• Galileo (EU) derzeit im Aufbau• GLONASS (Russland)• COMPASS (China)
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GPS = Global Positioning System (USA)
• 1970 vom US-Verteidigungsministerium entwickelt
• Seit 1993 voll funktionsfähig, mit künstlicher Signalverschlechterung
• 1. Mai 2000: Abschaltung der Selective Availability, Genauigkeit unter 10 Meter
• Militärische Einsatzgenauigkeit wird auf zivile Anwendungen übertragen
• Weltweit wichtigstes Ortungssystem
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Satellitenarten
1. Erdbeobachtungssatelliten
2. Navigationssatelliten
3. Kommunikationssatelliten
4. Raumstationen
5. Astrometriesatelliten
6. Killersatelliten
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3. Kommunikationssatelliten
• heißen auch Nachrichten- oder Fernmeldesatelliten
• sind meist auf geostationären Orbits • übertragen Telefongespräche,
Rundfunk- und TV-Programme, Internetdaten, Satellitenkommunikation,
• Beispiele: Astra, Eutelsat, …
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Kommunikationssatelliten in geostationärer Umlaufbahn
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Astra-Satellit: geostationär, 36.000km Höhe, 11.000km/h, 3t
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Bodenstation – Kommunikationssatellit - Empfangsstation
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Bodenstation
![Page 60: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/60.jpg)
Alle Empfangsantennen sind auf den gleichen Satelliten ausgerichtet
![Page 61: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/61.jpg)
Empfangsbereiche und -qualitäten
![Page 62: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/62.jpg)
Eutelsat-Satelliten - Standorte
![Page 63: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/63.jpg)
Satellitenarten
1. Erdbeobachtungssatelliten
2. Navigationssatelliten
3. Kommunikationssatelliten
4. Raumstationen
5. Astrometriesatelliten
6. Killersatelliten
![Page 64: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/64.jpg)
4. Raumstationen
• sind Satelliten mit Labor, Wohnmodul, Luftschleuse, Energieversorgung
• Beispiel: Internationale Raumstation ISS (International Space Station)
• Transportsystem für Material und Personen: Space Shuttle
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Internationale Raumstation ISS: 1998 – 2020, 110x100x30m
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Raumtransporter Space Shuttle - Start
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Space Shuttle - 5 Modelle
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Space Shuttle - Flug in die Erdumlaufbahn
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Space Shuttle – Öffnen des Laderaumes
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Space Shuttle – Andocken an ISS
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Space Shuttle – Aussetzen eines Satelliten
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Space Shuttle - Hubble-Reparatur
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Space Shuttle – Landeanflug auf die Erde
![Page 74: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/74.jpg)
Space Shuttle – Landung mit Bremsfallschirm
![Page 75: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/75.jpg)
Space Shuttle - Huckepack-Transport zurück zum Startplatz
![Page 76: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/76.jpg)
Satellitenarten
1. Erdbeobachtungssatelliten
2. Navigationssatelliten
3. Kommunikationssatelliten
4. Raumstationen
5. Astrometriesatelliten
6. Killersatelliten
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5. Astrometriesatelliten
• Satelliten, die nicht die Erde, sondern Objekte im Weltall beobachten
• Vorteil gegenüber Teleskopen auf der Erde: kein störender Einfluss der Erdatmosphäre
• Beispiele: • Hubble-Weltraumteleskop: Blick zurück bis 800
Mio. J. nach dem Urknall vor 13,7 Mrd. J.• James Webb Space Telescope: ab 2013• Solar Dynamics Observatory: seit 2010
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Hubble-Weltraumteleskop: seit 1990, 5 Wartungsmissionen
![Page 79: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/79.jpg)
Hubble-Blick ins Weltall bis 800 Mio. Jahre nach dem Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren
![Page 80: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/80.jpg)
James Webb Space Telescope, ab 2013, NASA+ESA+Kanada
![Page 81: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/81.jpg)
James Webb Space Telescope, Blick ins Weltall bis 200 Mio. Jahre nach dem Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren
![Page 82: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/82.jpg)
Solar Dynamics Observatory, seit 2010, NASA
![Page 83: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/83.jpg)
Solar Dynamics Observatory, seit 2010, NASA
![Page 84: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/84.jpg)
100.000 km hohe Gasschleife (Protuberanz) Solar Dynamics Observatory, seit 2010, NASA Onlinevideo
![Page 85: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/85.jpg)
Satellitenarten
1. Erdbeobachtungssatelliten
2. Navigationssatelliten
3. Kommunikationssatelliten
4. Raumstationen
5. Astrometriesatelliten
6. Killersatelliten
![Page 86: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/86.jpg)
6. Killersatelliten
• sind Satelliten, die feindliche Satelliten, Raketen oder Bodenziele zerstören
• Schon jetzt sind Satelliten in Kriegen für Aufklärung, Kommunikation und Navigation unerlässlich
• Weil Satelliten kriegsentscheidend sind, werden sie selbst zu Kriegszielen
• Die USA und Russland verfügen längst über die Fähigkeit, Satelliten zu stören oder sogar zu zerstören, China arbeitet daran
![Page 87: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/87.jpg)
Killersatellit zum Zerstören feindlicher Satelliten
![Page 88: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/88.jpg)
Killersatellit zum Zerstören von Bodenzielen
![Page 89: Big Brother im All Satelliten für Erdbeobachtung und andere Einsatzgebiete.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062318/55204d6949795902118bf3a8/html5/thumbnails/89.jpg)
Organisationen1. ESA = Europäische Weltraumorganisation
(European Space Agency), www.esa.int 2. EUMETSAT = Europäische Organisation für die
Nutzung meteorologischer Satelliten (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites), www.eumetsat.int
3. NASA = Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde der USA (National Aeronautics and Space Administration), www.nasa.gov
4. NOAA = Nationale Wetter- und Ozeanografie-behörde der USA (National Oceanic and Atmospheric Administration), www.noaa.gov
5. Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG, Österreich), www.zamg.ac.at
6. Deutscher Wetterdienst, www.dwd.de
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