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Spionage, Navigation, Wissenschaft: Satelliten: die Multitalente im All

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Mit "Sputnik 1" fing alles an. Als die gut 80 Kilogramm schwere Kugel mit ihren knapp 60 Zentimetern Durchmesser ... (Foto: ASSOCIATED PRESS)

Mit "Sputnik 1" fing alles an. Als die gut 80 Kilogramm schwere Kugel mit ihren knapp 60 Zentimetern Durchmesser ...

Mit "Sputnik 1" fing alles an. Als die gut 80 Kilogramm schwere Kugel mit ihren knapp 60 Zentimetern Durchmesser ...

... am 4. Oktober 1957 ins All geschossen wurde, ...

... brachte die Sowjetunion damit den ersten künstlichen Erdsatelliten in die Umlaufbahn und eröffnete gleichzeitig das Zeitalter der Raumfahrt.

"Sputnik 1" war mit zwei Antennenpaaren und zwei Funksendern ausgestattet.

Der Satellit - hier ein Blick in sein Inneres - diente wissenschaftlichen Zwecken. Er sollte Informationen über die oberen Atmosphärenschichten zusammentragen. Doch hintergründig war er militärische Propaganda.

Denn Sputnik stellte - ganz im Zeichen des Kalten Krieges - den technologischen Überlegenheitsanspruch des Westens deutlich in Frage. Und nicht nur das. Nach dem Sputnik-Start war klar, dass die Sowjetunion mit ihren Raketen nicht nur den Weltraum, sondern jeden Punkt auf der Erde erreichen würde. Das Selbstverständnis der USA wurde stark erschüttert. Man sprach vom "Sputnik-Schock".

Wenige Monate später, am 1. Februar 1958, zogen die USA mit dem Satelliten "Explorer 1" nach.

In den folgenden 50 Jahren wurden mithilfe von Raketen mehr als 6000 Satelliten im Weltraum ausgesetzt.

Zunächst zeigte vor allem das Militär Interesse an den künstlichen Erdbegleitern. Ausgerüstet mit hochauflösenden Kameras, ...

... liefern Spionagesatelliten detaillierte Bilder von Truppenstärken und -bewegungen sowie strategisch bedeutsamen Gebieten. Hier eine Aufnahme des Pentagons von 1967, ...

... hier der syrische Euphrat-Staudamm, aufgenommen von einem israelischen Spionagesatelliten im Jahr 2006. Selbst Objekte, die nur 70 Zentimeter voneinander entfernt sind, sind gut erkennbar, ebenso Personen und Autos.

Auch der erste Nachrichtensatellit, "SCORE", entstand 1958 in militärischem Umfeld.

Der erste kommerzielle Nachrichtensatellit fand 1965 seinen Weg ins All. Sein offizieller Name war "Intelsat 1", doch er wurde schnell in "Early Bird" umgetauft. Als nicht mal 60 Zentimeter großer und rund 40 Kilogramm leichter Zylinder übertrug er Telefongespräche, Fernsehsendungen ...

... und die ersten Worte vom Mond. Nach der Apollo 11-Mission im Juli 1969 wurde "Early Bird" abgeschaltet.

Zahlreiche andere Satelliten sorgen seither für die Übermittlung von Fernseh- und Rundfunkprogrammen rund um den Globus. Inzwischen wiegen sie einiges mehr als ihr früher Vorgänger.

Ka-Sat etwa bringt es auf 5,8 Tonnen. Das Hightech-Gerät soll den Internetzugang per Satellit salonfähig machen.

Neben den Kommunikations- sind auch die Wettersatelliten stets präsent in unserem Alltag.

Sie liefern die täglichen Wetterbilder und versorgen Meteorologen mit Informationen über heraufziehende Unwetter. Auch Frühwarnungen bei Gewittern und Hochwassern werden durch Satelliten ermöglicht.

Und was wäre eine Autofahrt heute ohne Navigationsgerät? Die Positionsbestimmung zu Lande, zu Wasser und in der Luft ...

... erfolgt ebenfalls aus dem All. Navigationssatelliten geben via Funk permanent ihre aktuelle Position mit genauer Uhrzeit bekannt. Daraus berechnen entsprechende Empfänger dann die eigene Position und Geschwindigkeit.

Die meisten Satelliten umkreisen die Erde, ...

... doch auch anderen Himmelskörpern nähert sich der Mensch per Satellit.

Der "Venus-Express" der Europäischen Raumfahrtagentur ESA ...

... machte 2006 erste Bilder vom lebensfeindlichen Nachbarplaneten und ...

... und lieferte Daten für eine Temperaturkarte des Erdzwillings.

Von der Sonne funkt das "Solar Dynamics Observatory" der NASA beeindruckende Aufnahmen zur Erde. Mit dem Satelliten ist es möglich, die gesamte Sonnenscheibe einschließlich Atmosphäre, Oberfläche und einem Teil des Sterninneren zugleich zu beobachten.

Dieses Extrem-Ultraviolettfoto der Sonne zum Beispiel erfasst Strahlen verschiedener Wellenlängenbereiche. Die einzelnen Farben weisen dabei auf unterschiedliche Temperaturen hin.

Bahnbrechende Erkenntnisse zum Verständnis des Urknalls erhoffen sich Wissenschaftler vom europäischen Satelliten "Planck". Seit 2009 im All, ...

... vermisst "Planck" das Echo des Urknalls - mittlerweile rund 13,7 Milliarden Jahre her - so exakt wie nie zuvor. "Planck" ist rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt stationiert. Mit den von ihm gelieferten Daten konnte bereits ein Katalog von 15.000 Himmelsobjekten wie Galaxienhaufen und galaktischen Staubwolken erarbeitet werden.

In anderer Mission ist "Corot" unterwegs: Das französische Weltraumteleskop spürt Exoplaneten auf, Planeten also, die nicht zu unserem Sonnensystem gehören. Hier im Bild: Planet Corot-9b, der im Sternbild Schlange um eine Sonne kreist. 1500 Lichtjahre trennen ihn von der Erde.

Doch auch nah der Erde sind Satelliten im Dienst der Wissenschaft unterwegs. "Goce" etwa errechnete das Schwerefeld des blauen Planeten in bisher unerreichter Genauigkeit. Das Ergebnis: Die Erde ist nur annähernd eine Kugel.

Bildhaft gesprochen, ähnelt sie eher einer Kartoffel. Die Höhe des Meeresspiegels, das hat die Auswertung der "Goce"-Daten ergeben, variiert weltweit um bis zu 100 Meter.

Der dreidimensionalen Vermessung der Welt widmet sich "Tandem X".

Der Radarsatellit des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt blickt aus 500 Kilometern Höhe auf die Erde. Hier im Bild: Stauseen, Felder und ein fahrender Zug in der Ukraine.

ESA-Satellit "SMOS" misst beim Flug über die Erde Bodenfeuchtigkeit und Salzgehalt - wichtige Größen für die Verbesserung globaler Klimamodelle. Aus 763 Kilometern Höhe ist es dem Satelliten möglich, eine Prise Salz auf der Erdoberfläche auszumachen.

Umweltsatelliten stehen hoch im Kurs. "CryoSat-2" ermittelt seit 2010 die Dicke des arktischen Land- und Meereises - auf den Zentimeter genau. Seine Mission ist auf drei Jahre angelegt.

Der Alleskönner unter den Umweltsatelliten, "Envisat", ist bereits seit 2002 im Einsatz. Acht Tonnen wiegt die Messstation der ESA.

"Envisat" überwacht das Klima und sammelt Daten über Ozeane und Landflächen ...

... sowie über allgemeine ökologische Entwicklungen auf der Erde. Hier im Bild zum Beispiel eine riesige, 136.000 Quadratkilometer große Planktonblüte vor Europas Norden im September 2009.

"Envisat", der mit 2,3 Milliarden Euro bislang teuerste Satellit der ESA, sollte ursprünglich nur fünf Jahre im Einsatz bleiben. Doch aufgrund der zuverlässigen und wertvollen Daten wurde seine Mission bis 2013 verlängert (hier eine Aufnahme von Waldbränden in Russland im August 2010).

Hat "Envisat" ausgedient, wird er abgebremst und gesenkt. Einige Jahre später wird er vollständig in der Erdatmosphäre verglühen. Damit ist er vorbildlich entsorgt.

Einen solch würdevollen Abgang findet bei Weitem nicht jeder Satellit. Mittlerweile hat sich eine beachtliche Menge Schrott im Weltraum angesammelt. Nach Berechnungen der ESA befinden sich mehr als 600.000 Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 1 Zentimeter in Umlaufbahnen um die Erde. Nur etwa 13.000 davon können von der Erde aus beobachtet werden.

Stillgelegte Satelliten ohne Treibstoff und einzelne Bruchstücke rasen neben ausgebrannten Raketenoberstufen mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilometern pro Sekunde um den Globus.

Auch ein nicht mehr funktionstüchtiger Ammoniak-Tank der Internationalen Raumstation ISS war mal dabei. Der 630-Kilo-Koloss näherte sich der Erdatmosphäre, bis er schließlich verglühte. Das geschieht häufig mit Weltraumschrott, doch der Rest betreibt quasi Zellteilung. Denn kollidiert ein Trümmerteil mit einem anderen, werden dabei weitere Teile abgesprengt, die dann ebenfalls wie Geschosse durchs All rasen.

Sie gefährden nicht nur intakte Satelliten, sondern natürlich auch die Raumfahrt. Größeren Objekten hat die ISS bereits mehrmals ausweichen müssen. Vor einigen Monaten musste die Raumstation wegen einer akuten Bedrohung durch ein Wrackteil sogar evakuiert werden.

Trümmer, die irgendwann abstürzen, verglühen nicht unbedingt vollständig, sondern erreichen regelmäßig auch die Erdoberfläche.

Dann nämlich, wenn sie hitzebeständig sind.

So stürzten Ende September 2011 um die 26 Teile des ausrangierten Forschungssatelliten "UARS" in den Südpazifik - zum Glück weit entfernt von jeder Landmasse. Jährlich treten etwa 60 bis 80 Tonnen Weltraumtrümmer in die Erdatmosphäre ein.

Auch der deutsche Röntgensatellit "Rosat" wird in wenigen Wochen unkontrolliert auf die Erde stürzen. Experten zufolge erreichen dann etwa 30 Fragmente die Erdoberfläche, insgesamt 1600 Kilogramm schwer. Wann und wo genau sie mit einer Geschwindigkeit von bis zu 450 Kilometern je Stunde auftreffen, ist noch nicht vorherzusagen. Doch eines ist klar: Vermeiden lässt sich der Wiedereintritt nicht.

Die Wahrscheinlichkeit, dass dabei irgendwo auf der Welt ein Mensch zu Schaden kommt, liegt laut Angaben des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt bei 1:2000. Zum Vergleich: Die Chance auf sechs Richtige im Lotto beträgt 1:14 Millionen - und "Rosat" wird nicht die letzte Bedrohung aus dem All sein.

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