Derzeit sind mehr als 5.500 aktive Satelliten im Weltraum im Einsatz, und jeder dieser Satelliten benötigt eine bestimmte und vorgegebene Umlaufbahn. In diesem Artikel werden die verschiedenen Umlaufbahnen, „Orbits“, der Erde näher betrachtet und erklärt.

Einfach ausgedrückt: Als Umlaufbahn oder Orbit wird der Weg ausgedrückt, den ein Objekt um einen bestimmten Punkt im Weltraum nimmt, zum Beispiel der Weg des Mondes um die Erde. Die Anziehungskraft des Zentrums bestimmt den Weg, daher sind Umlaufbahnen oft Ellipsen, also etwas eiförmig.

In den Orbits um die Erde befinden sich unter anderem verschiedene Satelliten und der Mond. Außerdem plant das Reiseunternehmen Virgin Galactic, 400 Touristenflüge pro Jahr in den Orbit zu bringen.

Es gibt verschiedene Orbit-Typen, die wir euch im Folgenden genauer erklären.

Wie der Name schon sagt, ist LEO die niedrigste der Erdumlaufbahnen. Von einem Low Earth Orbit spricht man, wenn sich der Satellit in einer Höhe von etwa 200 bis 2.000 Kilometern befindet. Es könnten sogar nur bis zu 160 Kilometer über der Erde sein. Das mag im Vergleich zu anderen Umlaufbahnen niedrig klingen, ist aber immer noch sehr weit über der Erdoberfläche. Im Vergleich dazu fliegen die meisten Flugzeuge in Höhen von nicht mehr als etwa 14 Kilometern.

LEO-Satelliten müssen nicht einem bestimmten Weg um die Erde folgen; das bedeutet, dass es viele verfügbare Routen für Satelliten in LEO gibt, was einer der Gründe ist, warum es sich um einen sehr häufig genutzten Orbit handelt.

Laut Astra werden LEO-Orbits hauptsächlich für folgende Zwecke eingesetzt:

• Raumfahrt
• Wettersatelliten
• Forschung und Technologie
• Globale Kommunikation

Objekte in GEO befinden sich direkt über dem Äquator der Erde in einer Höhe von etwa 36.000 Kilometern. Die Geschwindigkeit der Objekte in GEO entspricht der Rotationsgeschwindigkeit der Erde, wodurch zum Beispiel ein Satellit in dieser Umlaufbahn einem Beobachter auf der Erde geostationär erscheint.

Satelliten im geosynchronen Orbit (GSO) sind nicht über dem Äquator positioniert, daher scheinen sie sich über den Himmel zu bewegen. Objekte in GSO führen alle 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden eine einzelne Drehung durch.

Nach Angaben der Esa wird GEO zum Beispiel für folgende Satelliten verwendet:

• Meteorologische Satelliten
• Kommunikationssatelliten
• Satelliten für die TV-Übertragung

Zwischen LEO und GEO gibt es eine Vielzahl mittlerer Erdumlaufbahnen (MEO), insbesondere in Höhen zwischen 2.000 und 35.786 Kilometern, aber am typischsten zwischen 20.200 und 20.650 Kilometern.

Laut Esa wird MEO sehr häufig für Navigationssatelliten (GPS) verwendet.

Ein Highly Elliptical Orbit (HEO) ist eine elliptische Umlaufbahn mit hoher Exzentrizität, die sich normalerweise auf eine Umlaufbahn um die Erde bezieht. Satelliten auf HEO bewegen sich mit einem großem Verhältnis von Perigäum und Apogäum. Typische Werte sind 200 bis 15.000 Kilometer über der Erde oder 50.000 bis 400.000 Kilometer.

Highly Elliptical Orbits werden beispielsweise für Telekommunikation, Forschung sowie militärische Anwendungen eingesetzt.

Satelliten in polaren Orbits umkreisen die Erde typischerweise von Nord nach Süd, ungefähr über die Erdpole. Laut Esa müssen Satelliten in einer polaren Umlaufbahn den Nord- und Südpol nicht genau überfliegen; selbst eine Abweichung innerhalb von 20 bis 30 Grad wird immer noch als polare Umlaufbahn eingestuft. Polare Umlaufbahnen sind eine Art LEO, da sie sich in niedrigen Höhen zwischen 200 und 1.000 km befinden.

Die sonnensynchrone Umlaufbahn (SSO) ist eine Art polarer Orbit. Satelliten in SSO, die über die Polarregionen reisen, sind synchron mit der Sonne. Das heißt, sie befinden sich immer auf der gleiche Position relativ zur Sonne – der Satellit besucht immer den gleichen Ort zur gleichen Ortszeit.

Transferbahnen sind eine Art von Orbit, die verwendet wird, um von einer Umlaufbahn in eine andere zu gelangen. Wenn Satelliten von der Erde in den Weltraum getragen werden, werden sie nicht immer direkt auf ihre endgültige Umlaufbahn gebracht. Häufig werden die Satelliten stattdessen auf eine sogenannte Transferbahn gebracht: eine Umlaufbahn, in der sich der Satellit oder das Raumfahrzeug unter Verwendung von relativ wenig Energie von eingebauten Motoren von einer Umlaufbahn in eine andere bewegen kann.

Friedhofsorbits sind die Umlaufbahnen, in die Satelliten oder andere Objekte am Ende ihrer Nutzungsdauer manövriert werden. Während Raumfahrzeuge in LEO entsorgt werden, indem die Flugbahn in der Atmosphäre abgesenkt wird, ist der Abschuss in die Friedhofsbahn die einzige Option für geostationäre Satelliten (GEO), da sie sich so viel höher befinden.

Wenn sich ein Raumfahrzeug beim Start in die Umlaufbahn zu nahe an der Erde befindet, kann dies laut Esa seine Mission stören. Beispielsweise ist für weltraumgestützte Observatorien und Teleskope, die mit der Fotografie des tiefen, dunklen Weltraums beauftragt sind, die Nähe zur Erde äußerst nachteilig, da die Erde sichtbares Licht aussendet.

Aus diesem Grund wird das Raumschiff manchmal zu einem von zwei Lagrange-Punkten geschickt – Orten im Weltraum, an denen die Gravitationsfelder von Erde und Sonne zusammenwirken, um ein Objekt stabil und in einer festen Position relativ zur Erde zu halten. Technisch gesehen sind dies Sonnenumlaufbahnen. Lagrange-Punkte ermöglichen viel weiter von der Erde entfernte Umlaufbahnen, sogar über eine Million Kilometer, die die Erde nicht direkt umkreisen.

Die Erde dreht sich um die Sonne und der Mond dreht sich um die Erde, aber auch der Mond wird von verschiedenen Objekten umkreist: Der Mond hat also ebenfalls seine eigenen Orbits. Eine Mondumlaufbahn, genannt Lunar Orbit, ist die Umlaufbahn eines Objekts um den Mond.

Die Nasa und ihre Partner planen den Bau einer Raumstation namens Gateway in einer der Mondumlaufbahnen.