Spiegel am Himmel
Iridium Flares
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Aufnahme eines Iridium Flares von 22 Sekunden Dauer. © R. Brodbeck. (Bild klicken für grosse Version).
Besonders spektakulär zu beobachten sind die sogenannten Iridium Flares. Flare heisst auf Englisch rasch ansteigende und wieder abklingende Leuchterscheinung und Iridium steht für das im Jahr 2000 Konkurs gegangene Unternehmen, das Satellitentelefone anbot. Die Firma wurde von Iridium Satellite LLC übernommen und dank Verträgen mit dem amerikanischen Militär ist das Angebot nun über einige Jahre gesichert.
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Handy für die Kommunikation mit Telefon über Iridium Satelliten
Die Iridium-Satellitentelefone funken das Gespräch zu einem der 66 in 780 km über dem Erdboden kreisenden Satelliten (siehe Abbildung) oder erhielten von dort den Anruf. Der Vorteil der tiefen Umlaufbahn der Iridium-Satelliten gegenüber den im geostationären Orbit positionierten Telekommunikationssatelliten ist der, dass die Entfernung zwischen Satellit und dem Empfänger klein genug ist, um kleine Telefone zu ermöglichen. Diese sind nicht nur portabel, sondern wirklich mobile. Die Abbildung zeigt ein Beispiel, dass nur gerade 375g wiegt. Die Flotte von Iridium-Satelliten arbeitet wie die Funktürme eines modernen Mobiltelefonnetzes: Die Signale können auch direkt von Satellit zu Satellit gesendet werden, ohne das eine aufwändige Bodeninfrastruktur verfügbar sein muss.
Das Besondere an diesen Satelliten sind die drei Übertragungspanels (Antennen), die wie Spiegel wirken. Sie reflektieren das Sonnenlicht auf die Erde, wodurch ein über 100 km breiter Lichtfleck mit der Geschwindigkeit des Satelliten von knapp 30'000 km/h über den Erdboden zieht. Wenn in der Dämmerung mehr oder weniger die Mitte dieses Lichtflecks über einem hinweg scheift, sieht man etwa folgenden Verlauf:
Das Beobachten des Aufflammens
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Windrose mit Unterteilung in 16 Himmelsrichtungen
Sie blicken mindestens 30-60 Sekunden vor dem berechneten Zeitpunkt gespannt in die vorhergesagte Richtung. Berechnungen von astro!nfo/CalSKY zeigen die Himmelsrichtung in Azimut und Höhe über Horizont an, so dass Sie sich relativ zum Tageslauf der Sonne und dem Polarstern rasch orientieren können (die Sonne geht im Osten auf, steht am Mittag im Süden, und geht im Westen unter. Der Polarstern steht genau im Norden, in einer Höhe über Horizont, die gerade Ihrer geografischen Breite entspricht). Plötzlich fällt Ihnen ein kleines Sternchen auf. Versuchen Sie bei diesem Sternchen eine Helligkeitzunahme und eine Bewegung festzustellen - bewegt sich der Stern wirklich und nimmt seine Helligkeit langsam zu, dann sehen Sie jetzt den Iridium-Satelliten!
Iridium Satellit
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Im Laufe der nächsten Sekunden wird es zunächst zögerlich, dann immer rascher heller, bis es für einen Moment fast blendet. Danach nimmt die Helligkeit wieder rasch ab (siehe Foto mit der Langzeitbelichtung des Phänomens). Nach rund 20 Sekunden oder auch weniger ist die spektakuläre Satellitenerscheinung vorbei.
Die Helligkeit
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Animation eines Iridium-Flares. © A. Barmettler.
Die rund Esstisch-grossen Antennenflächen wirken als sehr gute Spiegel. Für einen kurzen Moment lenken Sie das Sonnenlicht zurück auf die Erde. Die Helligkeit der Reflektion ist davon abhängig, wie nahe sich ein Beobachter an der gespiegelten Achse Sonne - Iridiumantenne befindet. Entlang der Zentrallinie kann die Helligkeit -8mag erreichen, das ist immer noch rund 25mal heller als Venus (der hellste Planet am Himmel) und fast 400mal heller als der hellste Fixstern Sirius. Der Halbmond hat etwa die selbe Helligkeit, und deshalb erstaunt es nicht, dass Iridium-Flares Schatten auf den Boden werfen.
Bereits 2-10 km weit von der Zentrallinie weg wird dieser Helligkeitwert nicht mehr erreicht und bei etwa 25 km wird noch die Helligkeit der Venus erreicht. Diese quantitativen Abweichungen sind aber stark von der Geometrie zwischen Sonne - Satellit - Beobachter abhängig, so dass dies grobe Richtwerte sind. Generell dauern Flares in 20° Höhe über Horizont lange (30 Sekunden oder sogar mehr) und können entlang von einem Band von mehreren hundert Kilometern Breite gesehen werden, während Flares nahe des Zenits nur kurz aufleuchten, dafür umso heller, und nur auf einem etwa 30 km breiten Streifen.
Ein Stück der Sonne
Die Berechnungen von CalSKY liefern Ihnen die Winkeldistanz Ihres Beobachtungsortes zur Zentrallinie des Flares. Schöne Flares finden bei einer Winkeldistanz von kleiner als 0.2° statt, dann sehen Sie nämlich via dem Iridium-Spiegel direkt auf die Sonnenoberfläche. Falls Sie den Flares nachjagen wollen, bietet Ihnen die Berechnung von CalSKY die Distanz und das Azimut zu Ihrem Beobachtungsort nächstgelegenen Punkt auf der Zentrallinie.
Wann und Wo
Werden Sie selbst Zeuge eines solchen Iridium Flares! CalSKY von astro!nfo berechnet Ihnen, wann an Ihrem Wohnort ein Flare günstig zu sehen ist. Die Erscheinung ist relativ stark abhängig vom Beobachtungsort. Falls Sie mehrere Kilometer entfernt von einer automatisch aus der Datenbank extrahierten Ortschaft beobachten, sollten Sie die Koordinaten aus einer Karte ablesen und unter "Site" links oben direkt eingeben, bzw. Ihren Beobachtungsort mit Hilfe der umfangreichen Datenbank suchen. CalSKY gibt Ihnen dann das Azimut (von Norden 0 Grad, Osten 90 Grad, Süden 180 Grad und Westen 270 Grad gezählt) und die Höhe über dem Horizont (0 Grad bedeutet am Horizont, 90 Grad senkrecht über Ihnen) aus. Die maximale Helligkeit wird in astronomischen Grössenklassen ausgegeben. Je negativer der Wert, desto heller die Erscheinung. CalSKY ist auch in der Lage, den voraussichtlichen Flare in eine Sternkarte einzuzeichnen - dort sehen Sie eindrücklich den Helligkeitsverlauf.
CalSKY steht eine automatisch mehrmals täglich aktualisierte Datenbank von gegen 9000 Satelliten und Trümmern zur Verfügung, deren scheinbare Bahnen in Sternkarten eingezeichnet werden können, die nächsten Transitzeiten berechnet, oder sogar deren Absturzzeiten extrapoliert werden können. Ebenfalls können Sie für fast sämtliche dieser künstlichen Objekte eine Grafik der zeitlichen Entwicklung der Satellitenbahn beziehen.
Die Iridium-Satelliten
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Das Weltraumsegment
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| Satelliten | 66 (plus 6 Reserve-Satelliten im Orbit) |
| Orbitebenen | 6 |
| Orbithöhen | 780 km |
| Neigung der Orbits | 86.4° |
| Erdumlaufszeit | 100 Minuten 28 Sekunden |
| Satellitengewicht | 689 kg |
| Spot-Strahlen | 48 pro Satellite mit je 50 km Spotdurchmesser |
| Lebenserwartung der Satelliten | 7-9 Jahre |
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Frequenzbänder
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| Telefon und Nachrichten | 1616-1626.5 MHz, L-Band |
| Intersatelliten Kommunikation | 23.18-23.38 GHz, Ka-Band |
| Satellit-Bodenstation (Downlink) | 19.4-19.6 GHz, Ka-Band |
| Bodenstation-Satellit (Uplink) | 29.1-29.3 GHz, Ka-Band |
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Iridium-Telefon
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| Übertragungsrate | 2.4 Kilobits pro Sekunde |
| Signalart | Frequenzunterteilung / Zeitunterteilung (FDMA/TDMA) |
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Raketenstarts
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| Delta II (Boeing Space Systems) | 5 Iridium Satelliten pro Raketenstart |
| Proton (Khrunichev) | 7 Iridium Satelliten pro Raketenstart |
| Long March 2C (China Great Wall) | 2 Iridium Satelliten pro Raketenstart |
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Das Ende - Taumelnde Iridium-Satelliten
Nach Erreichen der Lebensdauer, bzw. bei Problemen bei der Kontrolle der Satelliten kann es vorkommen, dass die Iridium-Satelliten steuerlos um die Erde kreisen und im Laufe der Jahre der Erde immer näher kommen und schliesslich in der Erdatmosphäre verglühen. Ohne Lagesteuerung und -Korrektur läuft die Satellitenachse rasch aus der stabilisierten Zenit-Richtung weg, und der Satellit beginnt zu taumeln. In diesem Fall können die Flare-Ereignisse natürlich nicht mehr sekundengenau berechnet werden. Hingegen kann die Periode der Rotation bestimmt werden und die Bahn des Satelliten über den Nachthimmel lässt sich ebenfalls exakt berechnen. Während einem solchen Überflug streift das vom Spiegel erleuchtete Band rasch über die Erdoberfläche und kann für den Beobachter auf der Erde in periodischen oder auch unregelmässigen, teilweise raschen Abständen zu hellen Blitzen führen, ähnlich einem Stroboskop - ein faszinierendes Schauspiel!
» CalSKY berechnet Ihnen natürlich auch diese Ereignisse der Tumbling Iridium (Iridium ausser Kontrolle).
