Kurs 1 – Empfangsamateur · Kapitel E2
E2 – Satellitenbahnen und Überflüge
Das kannst du am Ende
- Ich kann Kreis- und Ellipsenbahn, LEO, MEO, GEO und HEO unterscheiden und die Umlaufzeit abschätzen.
- Ich kann Keplerelemente und einen TLE-Datensatz lesen.
- Ich kann AOS, TCA, LOS, Azimut und Elevation eines Überflugs interpretieren.
- Ich kann einen Überflug für meinen Standort vorhersagen und beurteilen, ob er hörbar ist.
- Ich weiss, warum Vorhersagen ungenau werden und warum frische Keplerelemente nötig sind.
Hilfsmittel
- Orbit- und Linkbudget-Simulator Schritte 1 und 2.
- Formelblatt Unten auf dieser Seite.
- Glossar Fachbegriffe nachschlagen.
- TaschenrechnerMit Wurzel- und Potenzfunktion.
Lektionen
- E2.1 Kreisbahn und Ellipsenbahn K1 · ca. 30 Min. Warum fällt ein Satellit nicht herunter? Gravitation, Kreisbahn, Ellipse, Perigäum und Apogäum, Geschwindigkeit.
- E2.2 LEO, MEO, GEO, HEO K1–K2 · ca. 35 Min. Bahntypen mit Höhe, Umlaufzeit, Sichtfenster und Footprint. Inklination, sonnensynchrone und Molnija-Bahn. Mit Simulator-Aufgabe.
- E2.3 Keplerelemente und TLE K1–K2 · ca. 40 Min. Die sieben Bahnelemente, ein TLE Feld für Feld lesen und aus der Mean Motion die Bahnhöhe berechnen (Beispiel Koreasat-5A).
- E2.4 AOS, TCA, LOS, Azimut, Elevation K2 · ca. 45 Min. Einen Überflug beschreiben und beurteilen: Horizont, Eklipse, Dauer. Mit Simulator-Aufgabe für deinen Standort.
- E2.5 Wie genau sind Vorhersagen? K1–K2 · ca. 35 Min. Luftreibung, Erdabplattung, Mond und Sonne. Warum du frische Keplerelemente brauchst. Mit Simulator-Aufgabe.
- E2.6 Tracking-Programme und Webseiten K2 · ca. 35 Min. Online- und Offline-Werkzeuge, SGP4, einen Überflug-Ausdruck lesen. Mit Praxisaufgabe Überflugplan.
Praxisaufgabe
Dein Überflugplan
Erstelle für deinen eigenen Standort einen Überflugplan mit drei brauchbaren Überflügen eines Satelliten deiner Wahl.
Die Aufgabe steht am Ende von E2.6 Tracking-Programme und Webseiten.
Formelblatt für dieses Kapitel
Formelblatt E2
| Grösse | Formel | Einheit / Hinweis |
|---|---|---|
| Standard-Gravitationsparameter | μ = 398 600,4 | km³/s² |
| Kreisbahn | r³ · ω² = μ; ω = 2π/T | ω in rad/s |
| Umlaufzeit | T = 2π · √(a³/μ) | a in km, T in s |
| Mean Motion | MM = 86 400 s / T | Umläufe pro Tag |
| Halbachse aus Mean Motion | a = (μ/n²)^(1/3), n = MM · 2π / 86 400 | n in rad/s |
| Apogäum, Perigäum | ra = a(1+e); rp = a(1−e) | Höhe über Grund = Radius − 6378 km |
| Exzentrizität | e = (ra − rp) / (ra + rp) | 0 = Kreis |
| Footprint-Winkelradius (Elevation 0°) | λ = arccos(6378 / (6378 + h)) | h in km |
| Reibungsbeitrag zur Position | ΔM = (ndot/2) · t² | Umläufe; ndot/2 in Umläufe/Tag² |
| Bahnebenendrehung (J₂) | dΩ/dt = −(3/2) J₂ (RE/p)² n cos i | p = a(1−e²) |
| Perigäumdrehung (J₂) | dω/dt = (3/4) J₂ (RE/p)² n (5cos²i − 1) | null bei i ≈ 63,4° |
Erdradius: 6378 km. Geostationär: r = 42 164 km, Höhe 35 786 km, MM = 1,002739.