Ein überflüssiges System

Ich dachte eigentlich gestern würde Michael K. den dritten Teil seiner E-Zigaretettenserie veröffentlichen, doch das scheint noch auf sich warten zu lassen. Also was von mir, vielleicht nutzt er die Gelegenheit den Leuten zu sagen was 3-Methoxy-4-Hydroxybenzaldehyde wirklich ist….

Das US-Militär hat wohl Trotz Einsparungen zu viel Geld. Anders kann ich dieses neue Satellitensystem nicht interpretieren. Es soll nach dem Artikel zwei Funktionen haben, die Überwachung des GEO Orbits allgemein auf Objekte und speziell Satelliten überwachen und untersuchen.

Fangen wir mal an, wie es aufgebaut sein könnte. Für die Überwachung von Objekten nimmt man normalerweise RADAR. Das ist empfindlicher als die Beobachtung mit Teleskopen, liefert zugleich auch Daten über Entfernung und Geschwindigkeit, damit ist der Orbit errechenbar. Ein RADAR nahe des GEO Orbits macht nur wenig Sinn. RADAR ist nicht anfällig für Wetter und man kann große Antennen auf der Erde bauen. Ein Satellit mit RADAR würde im Orbit nur im Nahbereich, einige Hundert bis Tausend Kilometer bessere Daten liefern. Dafür bräuchte man also viele Satelliten oder man müsste den GTO-Orbit periodisch durchlaufen, also alle Positionen über einem Breitengrad der Erde regelmäßig besuchen.

Das zweite, worauf der Bezug auf Wetter anspielt ist die optische Überwachung. Nun benötigt man dafür recht große Teleskope oder muss relativ nahe heran. Es ergibt sich also das gleiche Problem.

Sicher von Nutzen ist eine nahe Position im Geo Orbit wenn man nicht nach Space Debris sucht, sondern andere Satelliten fotografiert. Doch muss man dann wenn man gute Fotos machen will, schon nahe ran. Nehmen wir 1 cm Auflösung, dann würde ein Satellit mit ausgebreiteten Solarpaneelen von 10 m Spannweite gerade mal 1000 Pixel groß sein.

Mit einem Teleskop von 20 cm Öffnung muss man aver bis auf 3,3 km an den Satelliten herankommen. So kommen zwei mögliche Szenarien in Frage. Das eine ist ein System, das nahe dem GEO Orbit die Erde umkreist und etwas langsamer oder schneller als die Satelliten im GEO ist. So fällt der Satellit gegenüber den GEO Satelliten zurück oder überholt sie und kann in einer vorgegebenen Zeit einmal alle Breitengrade durchlaufen. lässt man sich 1 Jahr für eine komplette Überprüfung des Gürtels Zeit, so muss in 35790 km Höhe (42168 km vom Erdmittelpunkt entfernt) etwa 8,4 m/s langsamer oder schneller als die Satelliten sein. Das wäre bei einer Beobachtung aus der Entfernung eine Relativgeschwindigkeit von 30,2 km/h. Also durchaus keine Geschwindigkeit wo man Verwackler bei den Fotos bekommt. Bei einer Bahn innerhalb des GEO wäre das in 35568 km Höhe der Fall. Das ist aber immerhin eine Distanz von 222 km. Außerhalb des GTO ist es der Fall in 36020 km Entfernung, dass sind dann 230 km Entfernung.

Die Entfernung ist in jedem Falle zu groß um mit selbst mit großen Teleskopen mehr zu erkennen als die grobe Form eines Satelliten, die für die genaue Abschätzung der Funktion und des Nutzens eher nicht so hilfreich ist. Aber ob ein Objekt dort ist kann man so entdecken. zudem kann man wegen der geringen Relativgeschwindigkeit lange belichten und so leicht Bruchstücke als Strichspur identifizieren, die sonst zu leuchtschwach wären.

Während dies ein Bahnregime ist, das durchführbar ist mit geringem Treibstoffaufwand ist die Inspektion vor Ort, das fotografieren jeden Satelliten wird deutlich aufwendiger. Um von einem Satelliten zum anderen zu kommen muss man erst eine höhere oder niedrigere Umlaufbahn einschlagen. Hier gilt das gleiche wie bei der Dauerbeobachtung nur muss man erst die Differenzgeschwindigkeit aufbringen und dann vernichten. Wenn ein Satellit maximal 180 Längengrade von dem Beobachtungssatelliten entfernt ist und man sich 3 Monate Zeit lässt, dann sind dies jeweils 17 m/s, zusammen also 34 m/s. Man würde dann eine Zielbahn anstreben die den Orbit des Satelliten kreuzt. so passiert man ihn von beiden Seiten und kann zumindest eine hälfte dreidimensional abbilden. Wenn man ihn danach leicht anpasst auch noch die andere Seite die vorher im Schatten lag. So kommt man aber leicht bei vier Passagen pro Jahr auf einen Geschwindigkeitsaufwand von 80 m/s. Das summiert sich über eine mehrjährige Einsatzzeit und wenn man mehr als vier Satelliten pro Jahr erfassen will wird es leicht mehr. Hier gäbe es tatsächlich mal ein System wo Ionentriebwerke von Vorteil wären. Bei einem im Orbit 2 t schweren Satelliten und 4,5 kW Leistung für Ionentriebwerke könnte man pro Jahre die Geschwindigkeit um mehr als 2000 m/s verändern. Das würde es erlauben praktisch jeden zweiten Tag einen Satelliten zu besuchen – zumindest vom Energieaufwand her.

Der tiefere Nutzen erschließt sich mir allerdings nicht. Ich glaube nicht das das US-Militär viel von den Bildern russischer Satelliten hat. Man kann sicher aus Antennengrößen und Solarpanelabmessungen leicht ableiten wie vieel Leistung der Satellit hat oder welche Gebiete er auf der erde mit Signalen versorgen kann. Eventuell kann man auch Teleskope mit ihren Aperturen identifizieren, aber ob diese Informationen so viel Wert sind, als dass man dafür ein System aufbaut?