Wie in der Musteraufgabe zu den Wettersatelliten bereits erklärt wurde, muss der Mittelpunkt einer Satellitenbahn (Kreis oder Ellipse) stets mit dem Erdmittelpunkt zusammenfallen.
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Zwischen den Extremen der Äquatorbahn (Inklinationswinkel ϑ = 0°) und der Polarbahn (Inklinationswinkel ϑ = 90°) sind vielfältige Bahnlagen denkbar (vgl. Abbildung). Bei geostationären Satelliten ist es wichtig, dass der Inklinationswinkel 0° beträgt, die Bahn also genau über dem Äquator verläuft. Wäre dies nicht der Fall, so würde sich der Satellit von der Erde aus abwechselnd nach Norden oder Süden bewegen. Die auf den Satelliten ausgerichteten Antennen auf der Erde müssten ständig nachgeführt werden. Es kann gezeigt werden, dass der kleinstmögliche Inklinationswinkel beim Raketenstart gleich dem Breitengrad des Startortes ist. In der Tabelle sind die Breitengrade der bekanntesten Abschussbasen dargestellt:
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Um einen geostationären Orbit (GSO) zur erreichen, sind also bei einem Ariane-Start von Kourou aus am wenigsten energieaufwändige Flugmanöver notwendig. Der Abschuss in der Nähe des Äquators hat auch noch den Vorteil (wenn die Rakete in Ost-Richtung abgeschossen wird), dass die relativ hohe Rotationsgeschwindigkeit der Erde und die daraus sich ergebende kinetische Energie ausgenutzt wird ("Mitnahmeeffekt").
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Aufgabe: Mitnahmeeffekt Berechne die Bahngeschwindigkeiten der Erdoberfläche auf Grund der Erddrehung in München (geographische Breite 48°) und einem Ort am Äquator. |
