Niedrige Erdumlaufbahn
Die niedrige Erdumlaufbahn ist der Bereich rund 200 bis 2.000 Kilometer über der Erdoberfläche, in dem sich die meisten Satelliten bewegen. Dort umrundet ein Satellit die Erde in etwa 90 Minuten – das macht die Bahn günstig für Internetdienste und Erdbeobachtung, aber auch anfällig für Weltraumschrott.
Alles, was um die Erde kreist, tut das in einer bestimmten Höhe. Die niedrige Erdumlaufbahn ist der erdnächste dieser Bereiche. Sie beginnt bei ungefähr 200 Kilometern Höhe und endet bei etwa 2.000 Kilometern. Zum Vergleich: Ein Passagierflugzeug fliegt nur rund 11 Kilometer hoch. Objekte in dieser Höhe fallen nicht herunter, weil sie sich sehr schnell seitwärts bewegen – rund 28.000 Kilometer pro Stunde. Dadurch umrunden sie die Erde einmal in etwa anderthalb Stunden.
Warum fast alle Satelliten dort oben sind
Der wichtigste Grund ist die Nähe. Ein Funksignal braucht von einem Satelliten in 550 Kilometern Höhe nur wenige Millisekunden zur Erde. Bei einem Satelliten in 36.000 Kilometern Höhe dauert derselbe Weg deutlich länger. Diese Verzögerung nennt man Latenz. Für Videoanrufe oder Online-Spiele ist geringe Latenz entscheidend.
Der zweite Grund ist der Preis. Eine Rakete muss weniger Energie aufbringen, um eine niedrige Bahn zu erreichen. Deshalb kann sie mehr Nutzlast transportieren, und der Start pro Kilogramm wird billiger. Firmen wie SpaceX starten deshalb Dutzende Satelliten gleichzeitig mit einer einzigen Rakete.
Drittens sieht man aus der Nähe mehr Details. Erdbeobachtungssatelliten fotografieren Waldbrände, Ernteflächen oder Truppenbewegungen aus dieser Höhe. Auch die Internationale Raumstation ISS kreist in etwa 400 Kilometern Höhe, also mitten in diesem Bereich.
Das Kräftespiel aus Tempo und Schwerkraft
Eine Umlaufbahn ist im Grunde ein endloser Fall. Die Schwerkraft zieht den Satelliten ständig nach unten. Gleichzeitig bewegt er sich so schnell zur Seite, dass er an der Erde vorbeifällt. Die Erdoberfläche krümmt sich unter ihm genau so schnell weg, wie er sinkt. Das Ergebnis ist ein stabiler Kreis.
Je näher an der Erde, desto schneller muss ein Satellit dafür fliegen. Ein Nachteil folgt daraus direkt: Weil ein einzelner Satellit die Erde ständig überholt, steht er nie über demselben Ort. Er ist von einem bestimmten Punkt aus nur wenige Minuten sichtbar. Für durchgehenden Empfang braucht man deshalb sehr viele Satelliten, die sich abwechseln. Solche Verbünde heißen Konstellationen.
Auch in dieser Höhe gibt es noch minimale Reste von Luft. Diese Restatmosphäre bremst Satelliten langsam ab. Ohne gelegentliches Nachbeschleunigen sinken sie nach einigen Jahren und verglühen. Das ist einerseits praktisch, weil ausgediente Technik von selbst verschwindet. Andererseits verursacht es laufende Treibstoffkosten im Betrieb.
Starlink, Satellitenbilder und der Müll da oben
Am bekanntesten ist derzeit Starlink von SpaceX mit mehreren tausend Satelliten. Der Dienst liefert Internet in Regionen ohne Kabelnetz. Konkurrenzprojekte wie Amazons Kuiper oder das europäische IRIS² verfolgen dasselbe Ziel. In Wirtschaftsnachrichten taucht der Begriff deshalb oft im Zusammenhang mit Milliardeninvestitionen auf.
Auch Karten-Apps und Wetterberichte hängen an dieser Umlaufbahn. Viele Satellitenbilder, die man in Nachrichten über Kriege oder Naturkatastrophen sieht, stammen von Firmen wie Planet Labs oder Maxar. Deren Kameras arbeiten aus einigen hundert Kilometern Höhe. Ein verbreiteter Irrtum ist übrigens, dass GPS-Satelliten dort kreisen – sie fliegen viel höher, in etwa 20.000 Kilometern.
Das größte Problem ist Weltraumschrott. Alte Raketenstufen und kaputte Satelliten rasen mit gleicher Geschwindigkeit durch denselben Raum. Schon ein zentimetergroßes Teil kann einen Satelliten zerstören. Fachleute warnen vor dem Kessler-Syndrom: einer Kettenreaktion aus Zusammenstößen, die die Umlaufbahn unbrauchbar machen würde. Deshalb streiten Behörden weltweit darüber, wie viele Satelliten dort überhaupt erlaubt sein sollen.