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Satellit (Raumfahrt)

Satellit (Raumfahrt)

Ein Satellit ist in der Raumfahrt ein künstlicher Flugkörper, der ein anderes Objekt, wie Planeten oder Monde, auf einer elliptischen oder kreisförmigen Umlaufbahn zur Erfüllung wissenschaftlicher, kommerzieller oder militärischer Zwecke umrundet.

Unterscheidung

Umlaufbahn

Nach Art der Umlaufbahn unterscheidet man bei Erdsatelliten zwischen
- Low-Earth-Orbit-Satelliten,
- Medium-Earth-Orbit-Satelliten,
- Highly-Elliptical-Orbit-Satelliten,
- geostationären Satelliten und
- sonnensynchronen Satelliten.

Aufgaben

Satelliten können unterschiedlichste Aufgaben wahrnehmen:
- Erdbeobachtungssatelliten können Bilder für unterschiedliche Zwecke liefern, so die Wetter- und Spionagesatelliten. Diese Bilder können mit verschiedenen Techniken erstellt werden, zum Beispiel von Röntgensatelliten.
- Nachrichtensatelliten erfüllen kommerzielle Aufgaben, während Amateurfunksatelliten privaten Zwecken dienen, siehe auch Satellitenkommunikation.
- Astrometriesatelliten beobachten das Weltall, hauptsächlich für wissenschaftliche Zwecke.
- Raumstationen können aufgrund ihrer orbitalen Laufbahn ebenfalls zu den Satelliten gezählt werden.

Betrieb

- Bahnbeschreibung
- Bahnänderungsmanöver
- Antriebssysteme
- Bahnstörungen eines Satelliten
- Bahnregelung
- Lageregelung
- Thermalkontrolle
- Funkdienst
- Energieversorgung.

Abgrenzung

Man bezeichnet Flugkörper nur dann als Satelliten, wenn sie die Erde im Weltraum umkreisen. Alle Flugkörper, die den Erdorbit mit Fluchtgeschwindigkeit verlassen, werden Raumsonden genannt, unabhängig davon, ob sie in den Orbit eines anderen Planeten eintreten oder nicht.

Beobachtung von der Erde

Zahlreiche größere Erdsatelliten können mit bloßem Auge als langsam über das nächtliche Himmelsgewölbe wandernde Lichtpunkte beobachtet werden. Mit speziellen Instrumenten ist es auch möglich, den Vorüberzug von Satelliten vor der Sonne zu beobachten. Manche Satelliten, wie die ISS, können eine scheinbare Helligkeit von −1^m erreichen. Die Satelliten des Iridium-Systems erreichen unter bestimmten Umständen kurzzeitig eine scheinbare Helligkeit von bis zu −9^m. Im Unterschied zu einem Flugzeug hat ein Satellit keine blinkenden, farbigen Lichter.

Beispiele

Einige künstliche Satelliten: :Sputnik – Telstar – Hubble-Weltraumteleskop – Landsat – Astra – Eutelsat – Intelsat (Early Bird) – Envisat – Astérix - TUBSAT - BIRD

Siehe auch

- Raumfahrt
- Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen
- 100 Wörter des 20. Jahrhunderts
- Erdbeobachtungssatellit
- Erdsatellit
- Geostationärer Satellit
- Liste der Erdsatelliten nach Ländern geordnet
- Nachrichtensatellit
- Satellitenfernsehen
- Satellitennavigation

Weblinks

- [http://www.heavens-above.com/ Heavens Above:] Berechnung der Sichtbarkeit von Satelliten (englisch)
- [http://science.nasa.gov/Realtime/JTrack/3D/JTrack3D.html J-Track 3D:] Echtzeitdarstellung von Satellitenpositionen, Java ist erforderlich (englisch)
- [http://128.250.125.178/wwp.html Satellitenbilder der Erde,] Flash ist erforderlich (englisch)
- [http://www.mygeo.info/satellitenbilder1.html Satellitenbilder:] Kultur- und Naturlandschaften
- [http://www.erdsicht.de/ Thematische Sammlung von Satellitenbildern weltweit]
- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249294.html Satelliten an der Leine:] Beitrag bei wissenschaft.de über die Idee, Satelliten mithilfe eines Seils in den Erdorbit zu bringen Kategorie:Künstlicher Satellit ja:人工衛星 ko:인공 위성

Mond (Trabant)

Ein natürlicher Satellit (meistens allerdings Mond genannt oder auch Trabant) ist ein Himmelskörper, der einen Planeten oder einen Planetoiden in einem Sonnensystem umkreist. Der Planet oder Planetoid umkreist gemeinsam mit seinem Mond, bzw. seinen Monden, das Zentralgestirn des Sonnensystems. Es ist kein Fall bekannt, wo ein Mond seinerseits wieder einen natürlichen Satelliten hätte. In unserem Sonnensystem haben sieben Planeten einen oder mehrere Monde:
- Erde - Erdmond
- Mars - Phobos und Deimos
- Jupiter - Ganymed (größter des Sonnensystems), Io, Europa, Kallisto und weitere 59 bekannte Monde
- Saturn - Titan (einziger Mond des Sonnensytems mit einer dichten Atmosphäre), Rhea, Enceladus, Dione, Tethys, Hyperion, Iapetus und weitere 24 bekannte Monde.
- Uranus - Titania, Oberon, Ariel, Miranda und weitere 21 bekannte Monde
- Neptun - Triton und weitere 12 bekannte Monde
- Pluto - Charon, S/2005 P1, S/2005 P2 Auch Planetoiden (Asteroiden) haben Monde. Die Sonde Galileo fotografierte erstmals 1993 Dactyl als Mond des Asteroiden Ida (243). 1999 konnte erstmals für Asteroid Eugenia (45) mit einem erdgestützten Teleskop ein Mond nachgewiesen werden. Der Artikel Liste der natürlichen Satelliten enthält eine Liste aller derzeit bekannten natürlichen Satelliten.

Weblinks

- [http://www.astro.univie.ac.at/~wuchterl/Kuffner/im_brennp/archiv2003/was_ist_ein_mond.html Was ist ein Mond?] Kategorie:Planetologie als:Satellit (Astronomie) th:ดาวบริวาร

Wissenschaft

Wissenschaftliche Wissensbildung besteht im Kern darin, auf methodisch kontrollierte Weise "Wissen zu schaffen", das von jedem hinreichend Sachkundigem in prinzipiell allen Einzelheiten nachvollziehbar und überprüfbar ist. Sie zielt somit über gewöhnliches Alltagswissen hinaus, das auf mehr oder weniger begrenzter persönlicher Erfahrung und Intuition basiert und deswegen auf Meinungen und Überzeugungen beruht, die in ihrer Gültigkeit subjektiv beschränkt sind.

Gültigkeit

Für Kenntnisse und Erkenntnisse, die auf methodisch kontrollierte Weise erarbeitet wurden und deswegen als wissenschaftlich ausgezeichnet werden können, wird allgemeine Gültigkeit beansprucht und weithin auch akzeptiert, insbesondere dann, wenn sie aus ihrer sprachlichen Formulierung in traditionell Theorien genannten Gesamtdarstellungen logisch Handlungsanweisungen ableitbar sind, deren praktische Anwendung oder Umsetzung "in die Tat" regelmäßig zu Ergebnissen führt, die ebenfalls aus diesem Wissen logisch ableitbar sind und deswegen "vorausgesagt" oder prognostiziert werden können. Aufgrund ihrer allgemeinen Bedeutung und vor allem wegen ihrer praktischen Relevanz ist Wissenschaft mittlerweile zu einem nahezu alle Bereiche des gesellschaftlichen Lebens erfassenden, organisierten und vielfach vernetzten "wissenschaftlich-industriellen Komplex" geworden. Der heutige Wissenschaftsbetrieb gilt
- dem Erwerb von Wissen durch Forschung mit Methoden, die normativ als wissenschaftlich ausgezeichnet und allgemein als solche akzeptiert sind,
- der durchgehenden und damit nachvollziehbaren Dokumentation dieses Wissens in wissenschaftlichen Arbeiten aller Art bis hin zu ganzen Wissensgebieten in Handbüchern und Enzyklopädien sowie
- der organisierten und systematischen Weitergabe dieses Wissens in Form geeigneter Unterrichtung und Lehrbücher.

Definition des Bundesverfassungsgerichtes

Im Hochschulurteil des Bundesverfassungsgerichtes der Bundesrepublik Deutschland zur Freiheit der Wissenschaft (Artikel 5 Abs. 3 des Grundgesetzes) wird der Begriff Wissenschaft wie folgt charakterisiert: Der gemeinsame Oberbegriff "Wissenschaft" bringt den engen Bezug von Forschung und Lehre zum Ausdruck. Forschung als "die geistige Tätigkeit mit dem Ziele, in methodischer, systematischer und nachprüfbarer Weise neue Erkenntnisse zu gewinnen" (Bundesbericht Forschung III BTDrucks. V/4335 S. 4) bewirkt angesichts immer neuer Fragestellungen den Fortschritt der Wissenschaft; zugleich ist sie die notwendige Voraussetzung, um den Charakter der Lehre als der wissenschaftlich fundierten Übermittlung der durch die Forschung gewonnenen Erkenntnisse zu gewährleisten. Andererseits befruchtet das in der Lehre stattfindende wissenschaftliche Gespräch wiederum die Forschungsarbeit. Gemäß Bundesverfassungsgericht ist folglich als wissenschaftlich anzusehen und damit geschützt: [...] jede wissenschaftliche Tätigkeit, d. h. auf alles, was nach Inhalt und Form als ernsthafter planmäßiger Versuch zur Ermittlung der Wahrheit anzusehen ist. Dies folgt unmittelbar aus der prinzipiellen Unabgeschlossenheit jeglicher wissenschaftlichen Erkenntnis. (BVerfGE 35, 79 - Hochschul-Urteil) [http://www.oefre.unibe.ch/law/dfr/bv035079.html] Hinweis: In diese Definition fallen nicht Arbeiten von Journalisten oder Kriminologen.

Wissenschaftliches Arbeiten in der Gesellschaft

Wissenschaftliches Arbeiten dient der Vermittlung von Kulturgut, das sich über Jahrtausende entwickelt hat, der Grundlagenforschung, der Weiterentwicklung bestehender Ergebnisse, der Gewinnung neuer Erkenntnisse und auch der Suche nach neuen Technologien. Inhalte, Methoden und Ziele der Wissenschaft werden stets auch von außerwissenschaftlichen Faktoren beeinflusst. Die Kommunikation der Wissenschaftler untereinander und mit der Gesellschaft gewährt Inspiration und Kritik, bis hin zum Vorwurf, dass berufsmäßige Wissenschaftler für ihren Lebensunterhalt auf Finanzen der Gesellschaft, der Wirtschaft oder spezieller Gruppierungen angewiesen sind. Für die interdisziplinäre Forschung wurden in den letzten Jahrzehnten eine Reihe von (Forschungs-)Instituten geschaffen, in denen industrielle und universitäre Forschung zusammenwirken. Zum Teil verfügen Unternehmen aber auch über eigene Forschungseinrichtungen, in denen Grundlagenforschung betrieben wird. Die Arbeit der Wissenschaft ist essentielle Voraussetzung für produktive Forschung, kann aber auch in gemeinsamem Irrtum bestärken; nicht zuletzt deshalb werden wichtige Ergebnisse zuweilen von wissenschaftlichen Außenseitern erzielt. Gemeinsame Begeisterung für aktuelle Themen kann sogar die Form einer wissenschaftlichen Mode annehmen. Die Weitergabe wissenschaftlicher Erkenntnisse kann propädeutisch erfolgen.

Wissenschaftliche Einrichtungen

Ein großer Teil wissenschaftlicher Arbeit findet traditionell an Universitäten statt. Doch auch Akademien, privat finanzierte Forschungsinstitute und die Industrie finanzieren die Tätigkeit vieler Wissenschafter. Mit staatlicher Förderung stellen auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) oder anderer Träger den Max-Planck-Instituten, der ESA, dem CERN und anderen Groß-Forschungsprojekten die notwendigen Ressourcen zur Verfügung. In Österreich entsprechen der DFG die Forschungsfonds FWF und FFF in der Schweiz und Frankreich die Nationalen Forschungsfonds. Andere Fonds werden z.B. von Großindustrien oder dem Europäischen Patentamt dotiert. Der für Wissenschafter so zentrale Austausch mit anderen Forschern erfolgt durch Wissenschaftliche Veröffentlichungen und bei Fachkonferenzen, bei Kongressen der internationalen Dachverbände und scientific Unions (z.B. IUGG, COSPAR, IUPsyS, ISWA, SSRN) oder der UNO-Organisation. Auch Einladungen zu Seminaren, Institutsbesuchen, Arbeitsgruppen oder Gastprofessuren spielen eine Rolle. Von großer Bedeutung sind auch Auslandaufenthalte und internationale Forschungsprojekte.

Wissenschaftliche Methode

Wissenschaft ist eine Methode zum Wissenserwerb. Ziel der wissenschaftlichen Methode ist es, ausgehend von einer oder mehreren Hypothesen eine tragfähige Theorie zu entwickeln.

Kriterien für wissenschaftliches Arbeiten

Wissenschaftliche Arbeit muss besondere Kriterien erfüllen: #Wissenschaft ist nicht dogmatisch. Wissenschaft unterscheidet sich von Religion, indem sie keinen Anspruch auf die absolute Wahrheit erhebt. Wissenschaftliche Erkenntnisse sind falsifizierbar, d.h. sie können überprüft werden und sich als falsch herausstellen. Die Zuverlässigkeit religiöser Aussagen lässt sich hingegen nicht überprüfen. #Wissenschaftliche Ergebnisse werden ausführlich dokumentiert. Dafür gibt es Standards, die die Nachvollziehbarkeit aller Teilschritte der Schlussfolgerungen sicherstellen sollen. Wichtig ist dabei auch eine ausführliche Dokumentation verwendeter Quellen und die Berücksichtigung des aktuellen Standes der Forschung auf einem Gebiet. Dadurch werden Forschungsergebnisse vergleichbar und ein inhaltlicher Fortschritt in einem Fachgebiet erst möglich. Forschungsarbeiten beziehen sich aufeinander. Sie stützen, widerlegen oder verfeinern vorhandene Theorien. #Ein wichtiges Prinzip jeder ernsthaften Wissenschaft ist die Skepsis im Sinne einer kritischen Haltung gegenüber eigenen wie fremden Ergebnissen und Thesen. Wissenschaftliches Wissen unterscheidet sich von doktrinärem Wissen dadurch, dass beim doktrinären Wissen offene oder subtile Machtmittel zur Durchsetzung von Behauptungen benutzt werden und Hinterfragung durch einzelne unerwünscht ist, während wissenschaftliches Wissen zumindest prinzipiell von jedem durch den Gebrauch des eigenen Verstandes und eigener Erfahrung eigenständig überprüft werden kann. Auf die gleiche Weise kann wissenschaftliches Wissen auch von Offenbarungswissen abgegrenzt werden. Offenbarungswissen, welches etwa durch innere Erkenntnis einzelner zustandekommt, kann durch andere nicht eigenständig überprüft werden und ist somit nicht wissenschaftlich.

Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnis

Wissenschaftliche Erkenntnis wird idealtypisch in folgenden Schritten gewonnen (in manchen Wissenschaften ist nur ein Teil der aufgezählten Schritte durchführbar und oft werden Erkenntnisse auch ganz anders gewonnen, einschließlich der Hilfe des Zufalls):

# Beobachtung und Messung von Phänomenen # Sammeln und Ordnen von Material # Aufstellen von Hypothesen und Modellen, Vorhersagen, Festlegung des Signifikanzniveaus # Prüfung der Hypothesen des Modells durch Experimente, Tests, Versuche # Bestätigung oder Widerlegung der Hypothesen # Veröffentlichung der Ergebnisse, um sie von anderen überprüfen zu lassen # Veränderung, Erweiterung oder Verwerfen des Modells, je nach Ergebnis der Tests und der Kritik # Im Falle der Bestätigung Entwicklung einer fundierten Theorie, die gewisse Kriterien erfüllen muss :: Solange die Theorie nicht falsifiziert wird, kann sie als wissenschaftliche Erkenntnis gelten.

Diese Darstellung gilt dabei nur für diejenigen Wissenschaftszweige, die analytisch arbeiten. Für die historisch-hermeneutischen Wissenschaften gelten andere Prinzipien der Gewinnung von Wissen.

Anforderungen an eine wissenschaftliche Theorie

- Zirkelfreiheit, d.h. der Verzicht auf Aussagen, die sich (teilw.) auf sich selbst als Voraussetzung beziehen.
- innere Konsistenz (Widerspruchsfreiheit)
- äußere Konsistenz - Widerspruchsfreiheit in Bezug auf andere anerkannte Theorien
- Erklärungswert - bislang ungeklärte Sachverhalte können durch die Theorie erklärt werden
- Empirische Überprüfbarkeit
- sparsame Erklärung
- Falsifizierbarkeit: Eine Theorie muss so formuliert werden, dass sie Voraussagen trifft, die prinzipiell durch ein Experiment widerlegt werden könnten. Nicht falsifizierbare, also experimentell nicht widerlegbare Theorien gelten nach diesem Kriterium als unwissenschaftlich.

Kriterien eines wissenschaftlichen Experiments

- Objektivität (Intersubjektive Überprüfbarkeit): Ein Experiment ist objektiv, wenn verschiedene Forscher unter den selben Bedingungen die selben (End-)Ergebnisse erzielen.
- Reliabilität (Zuverlässigkeit): Ein Experiment ist reliabel, wenn es bei wiederholter Anwendung unter gleichen Bedingungen gleiche Ergebnisse liefert, die Ergebnisse also reproduzierbar sind.
- Validität (Gültigkeit): Ein Experiment ist valide, wenn die Versuchsanordnung tatsächlich das misst, was sie zu messen vorgibt. Hierzu muss sichergestellt sein, dass andere, nicht beobachtete Eigenschaften keinen Einfluss auf das Ergebnis haben. Allerdings erfordert dies sehr weit reichende Standardisierung der Versuchsbedingungen. Dies wiederum kann die Gültigkeit negativ beeinflussen. Wenn beispielsweise in streng kontrollierten Tierversuch Verhaltensauffälligkeiten durch Behandlung A erfasst werden sollen, kann es sein, dass sich die Verhaltensauffälligkeit nicht durch die Behandlung, sondern durch die Umstände (kleiner, langweiliger Käfig etc.) hervorgerufen werden.
- Standardisierung und Vergleichbarkeit: Ergebnisse eines Experiments sind nur dann vergleichbar, wenn sie bestimmten, vorher festgelegten Standards genügen. Um die Wiederholbarkeit und Überprüfung eines Versuchs zu gewährleisten, gehörte es somit zu den wissenschaftlichen Tugenden, die Versuchsanordnung so einfach wie möglich zu halten.

Wissenschaftstheorie

Als Begründer der modernen wissenschaftlichen Methode gilt Francis Bacon. Im 20. Jahrhundert hat sich unter Anderen Karl Popper als Begründer des kritischen Rationalismus in der Wissenschaftstheorie einen Namen gemacht; das Kriterium der Falsifizierbarkeit, ursprünglich von Popper formuliert, hat sich als Qualitätsmerkmal seriöser Wissenschaft weitgehend durchgesetzt, es dient der Unterscheidung von Wissenschaft und Pseudowissenschaft bzw. Glaubenslehren. Insbesondere die Kritik T.S. Kuhns an der von Popper dargelegten Wissenschaftsentwicklung führte allerdings zu diversen Weiterentwicklungen des Falsifikationsbegriffes in der neueren wissenschaftheoretischen Entwicklung. Zu nennen wären hier etwa die von Imre Lakatos entwickelte Sichtweise der Wissenschaft als das Verfolgen komplexer Forschungsprogramme oder der - neben anderen - von Joseph D. Sneed entwickelte wissenschaftstheoretische Strukturalismus. Philosophisch steht dahinter ursprünglich der kritische Rationalismus, der eine Theorie nur dann als wissenschaftlich anerkennt, wenn sie falsifizierbar (das heißt prinzipiell widerlegbar, siehe oben) ist. Abgesehen davon, dass komplexe Theorien im allgemeinen nicht verifizierbar sind, würde Verifizierbarkeit allein - ohne gleichzeitge Falsifizierbarkeit - nicht ausreichen, um eine Theorie als wissenschaftlich einzustufen. Erst die Falsifizierbarkeit garantiert, dass eine Theorie Einschränkungen über mögliche Beobachtungsdaten macht, und damit überhaupt eigentliche Information über die uns empirisch zugängliche Welt enthält. Der kritische Rationalismus wurde und wird von seinen Gegnern zuweilen auch als "Falsifikationismus" bezeichnet und wird insbesondere unter dieser Bezeichnung im Gegensatz zu anderen philosophischen Denkrichtungen gesehen (siehe unten). Es waren die bereits oben erwähnten Wissenschaftstheoretiker Thomas Kuhn sowie Paul Feyerabend, die mit wissenschaftshistorischen und wissenschaftssoziologischen Untersuchungen aufzuzeigen suchten, dass wissenschaftliche Forschung in der Praxis anders ablaufe als der Kritische Rationalismus von Popper es behauptet, oder - wie die Verteidiger Poppers entgegnen - seine Gegner es ihm unterstellen. Wissenschaftler trachten demnach in den gewöhnlichen Phasen ihrer Forschung kaum danach die Grundannahmen ihrer Theorien zu hinterfragen, sondern bewegen sich im Rahmen eines unhinterfragten Paradigmas bzw. Forschungsprogramms, das ihnen Wege zur Lösung jener Rätsel aufzeigt, welche das Paradigma aufwirft. Das Paradigma bzw. Forschungsprogramm steht im Zuge dieser gewöhnlichen Phase der Forschung nicht zur Disposition, besteht also aus Vorannahmen, deren Falsifizierbarkeit meist gar nicht möglich sei. Gemäß Imre Lakatos sei dies auch nicht nötig, da ihre Hauptfunktion mehr darin bestehe die "Struktur" einer Theorie zu bestimmen und es nur nötig sei, diese Vorannahmen durch falsifizierbaren Zusatzannahmen zu einer kompletten, falsifizierbaren Theorie erweitern zu können. Kuhns Struktur wissenschaftlicher Revolutionen, Lakatos Methodologie wissenschaftlicher Forschungsprogramme und Feyerabend anarchistische Erkenntnistheorie sind zudem Wegbereiter der modernen Wissenschaftsforschung (Karin Knorr-Cetina, Bruno Latour), die bestrebt ist, das reale Forschungsverhalten der Wissenschaftler im Labor und im Feld zu untersuchen. Die dabei zu Tage geförderten Daten widersprächen sehr stark den klassisch-wissenschaftstheoretischen Annahmen Poppers oder des Wiener Kreises über das Wesen wissenschaftlicher Forschung. Der Konstruktivismus geht in seiner Ablehnung noch weiter und lehnt die These des Falsifikationismus ab, dass laufende Veränderung von falsifizierten Thesen eine asymptotische Annäherung an die Wirklichkeit brächten. Der Relativismus sieht wissenschaftliche Paradigmen sogar als Sache des Glaubens an, die jeweils nur innerhalb einer bestimmten Wissenschafts-Kultur als wahr oder falsch gelten könnten. Darüber hinaus hat sich - ausgehend von den USA - in den letzten beiden Jahrzehnten eine sich dezidiert parteiisch gebende Forschung etabliert, bei der einer Wissenschaft nicht nur eine beobachtende und beschreibende, sondern auch eine politisch verändernde Funktion zugewiesen wird. Dazu gehören z.B. als pointiert feministisch ausgewiesene Forschungsbereiche. Der klassische, der weltanschaulichen Neutralität verpflichtete Wissenschaftsbegriff wird hier abgelehnt und als androzentrisch diskreditiert: Es wird dargestellt, inwieweit jede Wissenschaft von Menschen und ihren Werten&Zielen geprägt wird.

Ethik wissenschaftlichen Handelns

siehe Hauptartikel Wissenschaftsethik

Kritik und Konflikte

"Elfenbeinturm"

Eine Form der Wissenschaftskritik richtet sich gegen den Rückzug der Wissenschaft in ihren sprichwörtlichen Elfenbeinturm. Die Kritiker nehmen die Wissenschaft als schwer nachzuvollziehendes Gedankengebäude wahr, das nur noch Eingeweihten verständlich ist. Bei den Naturwissenschaften verstellt Mathematik den Zugang, bei den Geisteswissenschaften eine unverständliche Fachsprache. Obwohl sich viele Menschen für wissenschaftliche Fragestellungen und populärwissenschaftlich aufgearbeitete Ergebnisse interessieren, wird die eigentliche wissenschaftliche Arbeit als unverständlich wahrgenommen. Die Kritiker erleben Wissenschaftler entweder als Rationalisten, die ohne Bezug zur sinnlichen Erfahrung (Empirie) komplizierte Modelle entwickeln, als übertrieben skeptische Wissenschaftsgläubige, als Bürokraten eines unüberschaubaren akademischen Apparats oder als Diener der Wirtschaft oder des Staates.

Wissenschaftsgläubigkeit und Betrug

Eine andere Form der Kritik richtet sich gegen die Verwendung von Wissenschaft als "Ersatzreligion" (Szientismus), ein Kennzeichen ist der Glaube an Naturgesetze. Wissenschaftliche Theorien, die nach dem modernen Wissenschaftsbegriff falsizierbar (widerlegbar) sind, würden als unanfechtbare Gewissheiten angesehen. Es wird kritisiert, manche Wissenschaftler sähen die Welt ausschließlich durch die Brille ihrer bevorzugten wissenschaftlichen Theorien. Beobachtungen, die mit ihnen nicht vereinbar schienen, würden ausgeblendet; im Extremfall führe das zur Fälschung von Experimenten, um eigene Theorien zu schützen. In der gemäßigten Form erkläre diese Neigung, am eigenen Weltbild festzuhalten, manche Verzögerung, mit der sich neue Paradigmen in der Wissenschaft durchsetzen könnten. Auch wird kritisiert, Wissenschaftsgläubige würden den Aufwand eigener sorgfältiger wissenschaftlicher Arbeit scheuen und sich an Autoritäten orientieren.

Wissenschaft und Religion

Heftige Kritik an der Gültigkeit wissenschaftlicher Theorien entzündete sich in manchen Zeitepochen an Widersprüchen zu religiösen Überlieferungen und Dogmen. In den Naturwissenschaften ist das wohl facettenreichste Beispiel die Kreationismus-Debatte um eine Vereinbarkeit von biblischer Schöpfungsgeschichte mit Theorien der Kosmologie oder der Evolutionsbiologie. Ein älteres Beispiel ist der Umgang der katholischen Kirche mit Galileo Galileis öffentlichem Abrücken vom geozentrischen Weltbild. In den Geisteswissenschaften stoßen manche historisch-kritische Analysen von Bibel und anderen heiligen Büchern auf Kritik. Insbesondere, wenn die aufgrund neuerer Quellenlage oder früherer Übertragungsfehler überarbeiteten Glaubenstexte im Widerspruch zur dogmatisch akzeptierten Version des Glaubenstextes stehen. Da für den Gläubigen das Dogma per definitionem wahr ist, wird mancher einseitige Kritiker die wissenschaftliche Theorie abtun und den dogmatischen Lehrsatz unreflektiert aufrechterhalten. Im Fundamentalismus (z.B. des Islam) haben wörtliche Auslegungen heiliger Texte eine hohe Priorität.
Eine differenziertere Form der Kritik akzeptiert die wissenschaftliche Methode weitgehend und übernimmt ihre Fachbegriffe. Bisweilen werden im philosophisch-religiösen Bereich Ausnahmen von wissenschaftlichen Kernprinzipien wie Reproduzierbarkeit oder Falsifizierbarkeit eingefordert oder Kernbegriffe anders definiert. Meistens lösen sich aber Widersprüche zwischen naturwissenschaftlich und religiös begründeten Aussagen dadurch, dass sie verschiedene Ebenen betreffen. So thematisiert die Schöpfungsgeschichte der Bibel das Verhältnis zwischen Gott, Welt und Mensch, aber nicht die Wissenschaft von der sichtbaren Natur (siehe auch biblische Exegese und Hermeneutik).

Einteilung der Wissenschaften

Eine allgemeingültige Einteilung der Wissenschaften existiert nicht; die Einteilung der Wissenschaften hängt von vielen Vorentscheidungen ab und hat häufig auch willkürliche Aspekte. Es existieren deshalb verschiedene Systematiken (siehe zum Beispiel die Dewey Decimal Classification). Frühere Autoren sprachen von einem Baum der Wissenschaft sowie der Unterteilung in Einzelwissenschaften und Universalwissenschaft. Viele Disziplinen stellen eine Mischung verschiedener Fachgebiete dar und entziehen sich deshalb einer eindeutigen Zuordnung. Als Beispiel sei hier die Wirtschaftsinformatik genannt, die neben einem Kern eigener Inhalte unter anderem auch Teile aus Informatik, Mathematik, Wirtschaftswissenschaften und Kommunikationswissenschaften enthält.

Auflistung

Literatur

- Max Weber: Wissenschaft als Beruf 1919. ISBN 3150093880 ([http://www.textlog.de/weber_wissen_beruf.html Onlinetext])
- Helmut Seiffert: Einführung in die Wissenschaftstheorie. München (Beck). 4 Bände; div. Auflagen.
- Karl R. Popper: Logik der Forschung, Tübingen (Mohr-Siebeck) 2002. ISBN 3161478371
- Thomas Kuhn: Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen. Frankfurt/Main (Suhrkamp). Original 1962.
- Ludwik Fleck: Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. Frankfurt/M. (Suhrkamp) 2002. ISBN 3518279122 (Original auf deutsch 1935)
- Paul Feyerabend: Wider den Methodenzwang. Entwurf einer anarchistischen Erkenntnistheorie. Frankfurt/Main (Suhrkamp). Original 1975.
- Florian Keisinger u. a. (Hrsg.): Wozu Geisteswissenschaften? Kontroverse Argumente für eine überfällige Debatte, Frankfurt a. M./New York 2003 ISBN 359337336X
- Mario Bunge: Scientific Research Bd. I + II, Springer-Verlag New York 1967

Siehe auch

- Wissenschaftliches Arbeiten: Fachsprache, Wissenschaftssprache, Wissenschaftstheorie, Ockhams Rasiermesser, Korrespondenzprinzip, Wissenschaftssoziologie
- Klassifizierung der Wissenschaftsgebiete: Liste der Fachgebiete, Universelle Dezimalklassifikation
- Teilgebiete: Angewandte Wissenschaft, Humanwissenschaft, Agrarwissenschaft
- Abgrenzung: Betrug und Fälschung in der Wissenschaft, Pseudowissenschaft, Parawissenschaft
- Gesellschaftlicher Rahmen: Forschungsfreiheit, Forschungsprojekt
- Wissenschaftsgeschichte: Europäische Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaft in der Sowjetunion, Wissenschaft in den USA

Weblinks

- [http://www.lsw.uni-heidelberg.de/users/amueller/wissen.html wissenschaftliche Methode]
- [http://www.science-at-home.de/misc/wissenschaft/wissenschaftliche_methode_01.php Was ist wissenschaftliche Arbeitsweise? Folien zur Funktionsweise der wissenschaftlichen Methode.]
- [http://www.oefre.unibe.ch/law/dfr/bv035079.html Hochschulurteil des Bundesverfassungsgerichts]
- Bekannte wissenschaftliche Zeitschriften:
- [http://bdw.wissenschaft.de/ Bild der Wissenschaft]
- [http://www.spektrum.de/ Spektrum der Wissenschaft]
- [http://www.nature.com/nature/ Nature] (englischsprachig)
- [http://www.sciencemag.org/ Science] (englischsprachig)
- [http://www.newscientist.com/ New Scientist] (englischsprachig)
- [http://www.stangl-taller.at/TESTEXPERIMENT/wissenschaft.html Wissenschaftstheorie]
- Wissenschaft im Internet
- [http://www.wissenschaft-aktuell.de/ Wissenschaft aktuell]
- [http://www.morgenwelt.de/ Morgenwelt]
- [http://www.wissenschaft.de/ Wissenschaft]
- [http://www.wissenschaft-online.de/ Wissenschaft-Online]
- [http://www.wissen-news.de/ Wissen-News]
- [http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/ Deutschlandfunk - Forschung aktuell]
- [http://www.dfg.de/antragstellung/#3 Grundsätze zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis] der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), Januar 1998
- [http://www.wissenschaft-im-dialog.de/fit.php4 Wissenschaft im Dialog] ! ja:科学 ko:과학 ms:Sains simple:Science th:วิทยาศาสตร์ zh-min-nan:Kho-ha̍k

Kommerz

Kommerz [französisch] veraltete Bezeichnung für Handel. Als kommerziell bezeichnet man Unternehmungen jeglicher Art, deren Motivation und Zweck die direkte oder indirekte wirtschaftliche Gewinnerzielung ist. Wenn man etwas kommerzialisiert, so ordnet man es den wirtschaftlichen Interessen unter. Mittlerweile ist das Wort zumeist negativ besetzt. So werden Bands, welche als kommerziell eingestuft werden, abgewertet und besonders in Szene-Genres sind sie somit verpönt. (Beispiel: Greenday - American Idiot) Gegensatz: nichtkommerziell Kategorie:Wirtschaft

Erdsatellit

Ein Erdsatellit ist ein Körper, der sich unter dem Einfluss der Erdanziehung in einer ellipsenähnlichen Bahn um die Erde bewegt. Als einziger natürlicher Erdsatellit gilt der Mond. Mit „Erdsatellit“ bezeichnet man allgemein die künstlichen, also von Menschenhand hergestellten, Körper (als Summe von Subsystemen), die ohne ständigen Antrieb über einen längeren Zeitraum um die Erde kreisen. Erdgebundene Subsysteme heißen in diesem Zusammenhang Bodenstation. Die wesentlichen Probleme beim Einsatz von Erdsatelliten liegen: #im Transport in den Weltraum mit Hilfe eines Trägers (Rakete) #in der Kommunikation zwischen Satelliten und Erde #in der Energieversorgung #in der Steuerung des Bahnverlaufs und an Bord befindlicher Instrumente.

Transportschieße und Bahnverlauf

Einem Erdsatelliten muss beim Start eine so hohe Bahngeschwindigkeit mitgegeben werden, dass seine Radialkraft oder auch Zentripetalkraft mindestens gleich der Erdanziehungskraft ist. Für die Radialkraft gilt:

F_r =  \frac

m₁: Masse des Körpers auf der Umlaufbahn v: Geschwindigkeit r: Bahnradius

N = \frac = \frac = \frac

N: Newton kg: Kilogramm m: Meter s: Sekunde Die Erdanziehungskraft ist

F_G = \gamma \cdot \frac

$\gamma$ : Gravitationskonstante =

6,673 \cdot 10^~ \frac

m₁, m₂: Massen der Körper r: Abstand der beiden Massenmittelpunkte

N = \frac \cdot \frac = \frac

F_r = F_G

\frac = \gamma \cdot \frac

m₁: Masse des Körpers auf der Kreisbahn m₂: Masse der Erde Nun erkennt man das die Masse des Körpers auf der Kreisbahn keine Relevanz hat, da diese durch mathematisches Umformen wegfällt.

v^2 = \frac

v = \sqrt[2]

1. kosmische Geschwindigkeit Mit dieser Geschwindigkeit ist es einem Körper auf einer Kreisbahn um die Erde möglich seine Bahn zuhalten.

v_1 = \sqrt[2]

v_1 = \sqrt[2]

v_1 = 7907 \frac = 2196 \frac = 7,9 \frac

Mit der 2. kosmischen Geschwindigkeit oder Fluchtgeschwindigkeit kann er das Schwerefeld der Erde verlassen. Sie liegt bei

v_2 = 11,2 \frac

. Der Transport in die Umlaufbahn erfolgt mit Hilfe von Raketen, die aus technisch-energetischen Gründen als Stufenraketen ausgeführt sind. Der Satellit ist auf die oberste (meist dritte) Raketenstufe aufgesetzt und aerodynamisch günstig verkleidet. Er wird entweder direkt in die Bahn geschossen oder durch ein anderes Raumfahrzeug "ausgesetzt". Solange die Rakete arbeitet, läuft er auf der so genannten "aktiven Bahn". Nach Brennschluss der Raketenmotoren folgt die "Freiflugbahn" (oder passive Bahn).

Satellitenbahnen

Die antriebslose Bewegung eines Satelliten gehorcht genähert den Gesetzen des Zweikörperproblems der Himmelsmechanik; weitere Kräfte bewirken jedoch diverse Bahnstörungen. Wäre die Erde eine exakte Kugel ohne Atmosphäre und gäbe es keine anderen Himmelskörper, folgte die Satellitenbahn einer mehr oder weniger exzentrischen Ellipse um die Erde gemäß den Keplerschen Gesetzen. Die Bahnebenen der Erdsatelliten gehen durch den Erdmittelpunkt und sind näherungsweise "raumfest", also gegenüber den Fixsternen unverändert, während die Erde darunter rotiert. Abhängig von ihrer Flughöhe lassen sich die Satelliten in verschiedene Typen aufteilen:
- GEO (Geostationary Orbit): geostationäre Satelliten mit einer Flughöhe von etwa 35.790 km. Hier beträgt die Umlaufzeit genau einen Tag. Im Bezug auf die Erdoberfläche sind diese Satelliten ortsfest. Beispiele: Astra, Eutelsat, Inmarsat etc.
- MEO (Medium Earth Orbit): Satelliten mit einer Flughöhe von 6.000 - 12.000 km und einer Umlaufdauer von 4 - 12 Stunden. Beispiele: ICO
- LEO (Low Earth Orbit): Satelliten mit einer Flughöhe von 500 - 1.500 km und einer Umlaufdauer von 1,5 - 2 Stunden. Beispiele: Iridium, Globalstar Durch die Abplattung der Erde sowie die Inhomogenität der Erdoberfläche und des Erdschwerefeldes weichen die Satellitenbahnen von der idealen Ellipsenform um einige Kilometer ab, bzw. ändern sich Bahnlage und Perigäum um einige Grad pro Tag. Daraus bestimmt die Satellitengeodäsie die genaue Erdform - das Geoid weicht vom fiktiven Erdellipsoid bis zu 100 m ab. Für diese Abweichungen (auf 6.357 - 6.378 km Erdradius nur 0,001 %) wurden die etwas unglücklichen Begriffe Kartoffel- bzw. Birnenform geprägt. Zusätzlich bewirkt die Erdatmosphäre eine ständige leichte Bremsung der Satelliten, sodass sich Bahnen unter etwa 1.000 km spiralförmig der Erde nähern. Die Lebensdauer hängt auch vom Verhältnis Oberfläche/Masse ab und reicht von einigen Wochen oder Jahren (LEOs) bis zu Jahrtausenden (MEOs). Weitere Bahnstörungen werden von der Gravitation des Mondes verursacht, vom Strahlungsdruck der Sonne und von Effekten in der Ionosphäre. Die Satellitenbahn muss deshalb ständig kontrolliert und gegebenenfalls nachgeregelt werden. Hierzu dient unter anderem die Kommunikation mit der Bodenstation.

Satellitenkommunikation und -steuerung

Kommunikation und Steuerung erfolgen durch Radiowellen mit Frequenzen zwischen etwa 100 MHz und einigen Gigahertz. Die Übermittlung der Signale und Informationen erfolgt durch Modulation bzw. Codierung der Funkwellen. Auch wenn die Radiofrequenzen durch Atom- oder Quarzuhren stabilisiert werden, ändern sie sich durch mehrere Einflüsse - vor allem:
- Dopplereffekt (wegen der Bewegung des Satelliten und der Erdrotation)
- Funkstörungen in der Atmosphäre (Wetterlage, Sonnenaktivität) und Magnetosphäre. Abhängig von der Flughöhe haben Signale für die Kommunikation zwischen Erdoberfläche und Satellit eine Laufzeit, die durch die Geschwindigkeit der elektromagnischen Wellen bestimmt wird. Wichtig ist eine niedrige Laufzeit insbesondere bei Echtzeitanwendungen, z.B. bei der Übertragung von Telefongesprächen. Bei geostationären Satelliten (GEO) beträgt die Verzögerung mehr als 300 ms, beim Typ MEO 150 ms und beim Typ LEO weniger als 50 ms.

Energieversorgung

- Batterien
- Solarenergie (Sonnensegel)
- Steuerraketen (Brennstoff)
- kleiner Atomreaktor.

Aufgaben der Erdsatelliten

Wissenschaftliche Aufgaben

Erdsatelliten, die wissenschaftlichen Aufgaben dienen, zählt man zum Allgemeinbegriff der Forschungssatelliten. Sie tragen ein oder mehrere präzise Geräte, die zu Messungen oder Beobachtungen von Erde bzw. Weltraum programmiert sind. Diese Rohdaten werden in (manchmal langwierigen) Analysen zu Nutzdaten aufbereitet, die dann der Forschung oder Anwendung zur Verfügung stehen. Die meisten Forschungssatelliten sind den Wissensgebieten der Geowissenschaften, Physik, Astronomie und Biologie zuzuordnen. Sie sind aber nicht immer von kommerziellen oder militärisch genutzten Erdsatelliten abzugrenzen.

Kommerzielle Aufgaben

Kommerziell genutzte Erdsatelliten werden hauptsächlich in den Bereichen
- Telekommunikation als Relaisstation
- Positionsbestimmung und Navigation
- Rundfunk und Fernsehen ("Fernsehsatellit")
- Fernerkundung, Landwirtschaft und Kartografie eingesetzt.

Militärische Aufgaben

Militärische Nutzung von Erdsatelliten liegt insbesondere in der Positionsbestimmung eigener oder gegnerischer/fremder Kräfte und in der Sicherstellung der Kommunikation zwischen den eigenen Einheiten sowie der Störung der Kommunikation fremder Einheiten. Darüber hinaus kommen Spionagesatelliten zum Einsatz, die den Funk- und Telefonverkehr abhören können, und für die Aufklärung von militärischen Anlagen. Kategorie:Satellitentechnik

Low-Earth-Orbit-Satellit

Low-Earth-Orbit-Satelliten (kurz LEOS) sind künstliche Satelliten, die die Erde in einer Höhe von 200 bis 2000 km umkreisen. Für eine Umkreisung benötigen sie im Schnitt ca. 100 Minuten, was bedeutet, dass ein Punkt auf der Erde den Kontakt zum Satelliten nach ca 15 min verliert. Um die permanente Abdeckung eines Punkts auf der Erdoberfläche durch LEO Satelliten zu gewährleisten, müssen deshalb 25-75 Satelliten die Erde umkreisen. Beispiele sind die Kommunikationssatelliten des Iridium-Netzes sowie einige Wettersatelliten. Kategorie:Raumfahrtphysik ja:低軌道 ms:Orbit rendah bumi

Medium-Earth-Orbit-Satellit

Ein Medium Earth Orbit Satellit (kurz: MEOS) umkreist die Erde in einer Höhe von 10.000 bis 12.000 km. Diese Satelliten umkreisen die Erde in ca sechs Stunden, weswegen man 10 bis 12 von ihnen für die komplette Abdeckung der Erdoberfläche benötigt. Bekannte Beispiele sind die GPS-Navigationssatelliten (Höhe 20.000km). Kategorie:Raumfahrtphysik

Geostationärer Satellit

Ein Geostationärer Satellit (kurz GEO, engl. Geosynchronous Earth Orbit) ist ein Satellit, der sich auf einer Position 35.880 km über der Erde auf Höhe des Äquators befindet, auf einer geosynchronen, kreisförmigen Umlaufbahn. Er bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von einer Erdumrundung pro Tag und folgt dabei der Erddrehung. Dadurch befindet er sich immer über dem gleichen Punkt der Erdoberfläche. Geostationäre Satelliten sind in der Regel sehr groß und teuer. Typische Beispiele für geostationäre Satelliten sind Kommunikationssatelliten und Wettersatelliten, aber auch militärische Satelliten wie z.B. Frühwarnsatelliten und Abhörsatelliten.

Beispiele für geostationäre Satelliten

Kommunikationssatelliten

- Astra
- AsiaSat
- Eutelsat
- Inmarsat
- Intelsat
- Thuraya

Wettersatelliten

- GOES
- Meteosat Kategorie:Raumfahrtphysik

Erdbeobachtungssatellit

Erdbeobachtungssatelliten sind Satelliten, die speziell zur Erdbeobachtung aus dem Orbit entworfen wurden. Einsatzgebiete sind vor allem mit Wettersatelliten die Meteorologie, Umweltsatellit für die Umweltbeobachtung, Kartierung, Geologie, etc. Technisch sind Spionagesatelliten eine Untergruppe, jedoch wird der Begriff Erdbeobachtungssatelliten mit einer zivilen Nutzung verbunden.

Geschichte

Vor der Entwicklung von Satelliten experimentierte Alfred Maul schon mit seinen sogenannten Erdbeobachtungsraketen.

Beispiele

Einige Programme und Bildmaterialien:
- Landsat ( TM_Hamburg, TM_Krakau )
- ERS
- SPOT
- SMOS
- EOS
- Terra (EOS AM-1)
- Aqua (EOS PM-1)
- Aura
- Envisat
- RADARSAT-1
- CBERS
- Munin
- IKONOS
- QuickBird ! ja:リモートセンシング衛星

Spionagesatellit

Ein Spionagesatellit ist ein Satellit im Weltall, der mit einer hochauflösenden optischen Kamera, Radar oder anderer Sensorik ausgestattet ist, um die Erdoberfläche abzulichten. Es handelt sich um spezielle Erdbeobachtungssatelliten, die meist zu militärischen Zwecken verwendet werden. Die so gewonnenen Bilder werden ausgewertet, um beispielsweise Informationen über Truppenbewegungen, Truppenstärke, Kampfhandlungen oder Ähnliches zu gewinnen. Auch Naturkatastrophen oder zivile Unglücke lassen sich mithilfe dieser Satelliten beobachten. Um eine möglichst hohe Auflösung des Zielgebietes zu erhalten werden Spionagesatelliten zur Beobachtung in einen niederen Orbit abgesenkt und später wieder angehoben. Dieses Vorgehen ist sehr teuer und beschränkt die chemisch angetriebenen Satelliten stark in ihrer Lebensdauer. Es begründet jedoch in der Hauptsache den Qualitätsunterschied zu zivilen Erdbeobachtungssatelliten. Heutzutage kann man sich auch als Privatperson Fotos des eigenen Vorgartens, vom Weltall aus gesehen, anschauen – diverse Verlage haben CD- oder sogar DVD-Sammlungen mit mehreren Gigabyte Fotomaterial veröffentlicht, im Internet sind ebenfalls oft Bilder einsehbar. Diese Bilder wurden jedoch von kommerziellen Satelliten geschossen, und bieten eine deutlich niedrigere Auflösung. Kommerzielle Satelliten werden während Kriegen gerne von einer der Konfliktparteien gebucht um die eigenen Kapazitäten zu erweitern oder um der anderen Partei den Zugriff darauf zu verwehren. Auch sind einige weitere, eigentlich nicht-militärische, Erdbeobachtungssatelliten im Dual Use verwendbar.

Auflösungsvermögen

Um das Auflösungsvermögen der optischen Spionagesatelliten gibt es eine Menge Spekulation. Obwohl die genauen Daten streng geheim sind, kann man zumindest einige Näherungswerte berechnen. Wichtigster Punkt ist der Öffnungs- oder Hauptspiegeldurchmesser. Diese Größe kann zumindest nach oben hin durch den Durchmesser der Nutzlastverkleidung der Trägerrakete abgeschätzt werden. Durch die Diffraktion des Hauptspiegels der Optik ist die Auflösung physikalisch begrenzt. Die folgende Formel [http://satobs.org/columbia/KH11resolution.html] berechnet das theoretisch mögliche Auflösungsvermögen der Satellitenoptik. Durch atmosphärische Störeffekte verschlechtert sich die Auflösung in der Realität jedoch vom berechneten Wert. Auflösung = 1.22
- Wellenlänge
- Abstand / Durchmesser Am Beispiel des KH-11 (Kennan / Crystal) Satelliten: Wellenlänge des sichtbaren Lichts: 5.5
- 10^-5 cm. Spiegeldurchmesser des KH-11 (nach Jeffrey Richelson) : 234 cm Perigäumshöhe: ~ 300 km = 3
- 10⁷ cm. -> Auflösung: 8.6 cm aus 300 km Höhe Selbst mit einem angenommenen Spiegeldurchmesser von 4 m (Annahme für gegenwärtig maximal mögliche Spiegeldurchmesser) liegt die Auflösung bei ca. 5 cm. Dies reicht nicht zum Lesen von Autonummernschilder oder zur Identifikation von individuellen Personen aus. Siehe auch: Aufklärungsflugzeug

Weblinks

- [http://www.gwu.edu/%7ensarchiv/NSAEBB/NSAEBB13/index.html U.S. Satellite Imagery, 1960-1999 by Jeffrey T. Richelson] Kategorie:militärischer Satellit Kategorie:künstlicher Satellit Kategorie:Satellitentechnik ja:偵察衛星

Nachrichtensatellit

)]] Nachrichtensatelliten sind unbemannte künstliche Satelliten, welche die Erde umkreisen und Informationsübertragungen auf jeden Punkt der Erdoberfläche ermöglichen. Nachrichtensatelliten dienen vor allem der Übertragung von Hörfunk- und Fernsehsendungen, aber auch für die Satellitenkommunikation und digitale Datenübertragung. Die heute üblichere Bezeichnung ist Kommunikationssatellit. Neben den von staatlichen und kommerziellen Trägern unterhaltenen Satelliten, finden sich unter dieser Gruppe auch die einzigen von Enthusiasten betriebenen Satelliten, OSCAR. Frühe Nachrichtensatelliten arbeiteten passiv, das heißt, es waren große metallisierte Ballons, die von starken Richtfunksendern angestrahlt wurden und die Funkwellen reflektierten. Spätere Generationen von Nachrichtensatelliten arbeiten aktiv: Transponder an Bord des Satelliten empfangen das Signal der Bodenstation, und senden es über Richtantennen wieder zu einem bestimmten Bereich des Erdbodens zurück. Der geografische Bereich, in dem das Satellitensignal zu empfangen ist, wird Ausleuchtzone genannt. Die Fläche der Ausleuchtzone ist immer von der Qualität der Empfangsanlage, zum Beispiel von der Größe des Antennenspiegels abhängig. Bei Nachrichtensatelliten mit schwachen Sendeeinrichtungen wird das Signal wieder von Erdfunkstellen empfangen und in das Fernmeldenetz eingespeist. Die Rundfunksendungen werden dann entweder terrestrisch übertragen oder ins Breitbandkabelnetz eingespeist. Erdfunkstellen für Kabelfernsehen nennen sich Kabelkopfstationen. Moderne Nachrichtensatelliten besitzen Transponder, deren Sender so leistungsstark sind, dass sie vom Konsumenten direkt empfangen werden können. Für eine gute Signalqualität muss eine Quasi-Sichtverbindung zum Satelliten bestehen. Eine Signaldämpfung durch Wände, Häuser oder starken Regen erschwert den Empfang bis zur Unmöglichkeit. Transponder Manche Nachrichtensatelliten haben zusätzliche Funktionen. Sie können z.B. Korrektursignale für die Satellitennavigation übertragen. Die Nachrichtensatelliten umkreisen die Erde auf Kreis- bzw. Ellipsenbahnen. Die wichtigste Art von Nachrichtensatelliten sind Satelliten welche die Erde auf einer geostationären Umlaufbahn umkreisen, also von der Erde aus gesehen immer über dem selben Ort stehen (Synchronsatellit). Mit drei um jeweils 120° gedrehten Synchronsatelliten lässt sich jeder Ort, bis auf die Polgebiete, auf der Erde erreichen. Für die Polgebiete nutzt man asynchrone Satelliten, deren Umlaufbahn gegen den Äquator gedreht ist. Im Jahr 2009 soll mit dem Start des Mars Telecommunications Orbiter zum ersten Mal auch ein Nachrichtensatellit auf dem Weg zu einem anderen Planeten geschickt werden. Dort soll er durch die Erhöhung der Übertragungskapazität zwischen den Marssonden und der Erde die Erforschung des Mars unterstützen.

Siehe auch

- Erdsatellit
- Fernsehsatellit

Weblinks

- [http://www.amsat.org/ Amateurfunksatelliten - Dachorganisation AMSAT] Kategorie:künstlicher Satellit Kategorie:Telekommunikation ja:通信衛星

Satellitenkommunikation

Satellitenkommunikation ist die bidirektionale Telekommunikation über Mobilfunk von Sender zum Empfänger und zurück über einen Satellit. Zwar kommuniziert jeder Satellit zwangsweise mit der Kontrolle am Boden, auch Dienste wie das Verbreiten von Fernsehen und Hörfunk oder der militärischer und spionagetechnische Nutzen ist eine Kommunikation; Satellitenkommunikation aber ist die Individualkommunikation über Nachrichtensatelliten.

Technik

Über ein Satellitentelefon wird eine Verbindung zu einem meist geostationären Nachrichtensatellit aufgebaut. Die Vorteile der Satellitenkommunikation sind ein sehr weitreichendes Netz, ohne Bodenstationen betreiben zu müssen. Andererseits sind die Verbindungspreise höher als bei terrestrischen Mobilfunksystemen oder dem Festnetz. Auch müssen die Antennen zum Satelliten ausgerichtet werden, was die Bewegungsfreiheit einschränkt. Ein entsprechendes Satellitentelefon ist in einem Gehäuse in der Größe zwischen einem etwas größeren normalen Mobiltelefon oder eines Laptops untergebracht. Es ermöglicht nicht nur Telefonieren, sondern alle anderen Arten der Datenübetragung wie Fax, E-Mail oder Internet.

Anbieter

Es gibt derzeit vier kommerzielle Anbieter von Telekommunikation über den Orbit.
- Das Iridiumnetz hat 66 Satelliten und ist das weltweit verbreitetste.
- Da Thuraya nur zwei Satelliten betreibt, ist nur ein regional beschränkter Empfang in dem Bereich Europa, Nord- und Zentralafrika, Zentralasien und Nahen Osten möglich.
- Globalstar arbeitet mit 48 Satelliten in einer Höhe von 1230 km, dabei sind Teile Afrikas, Asiens, Ozeaniens und die Weltmeere unversorgt.
- Inmarsat hat neun Satelliten auf einer stationären Umlaufbahn, die Geräte benötigen fast immer eine Parabolantenne.

Andere Möglichkeiten

Es gibt aber auch einen Amateurfunksatelliten, der die Möglichkeit für Amateurfunkdienste zur Kommunikation bietet.

Geschichte der Satellitentelefone

Schon ab Ende der 1970er Jahre wurden Satelliten zur Kommunikation über weite Strecken eingesetzt. Die Sende- und Empfangsanlagen dieser Systeme waren jedoch stationär. Die International Maritime Satellite Organisation (Inmarsat) stellte ab 1982 ein System für mobile Endgeräte bereit, das vorwiegend in der Seeschifffahrt eingesetzt wurde. Ab 1989 gab es erste Geräte für den mobilen Landeinsatz. In den späten 80er Jahren nutzte Kanada, als erstes Land die Möglichkeit, über Satellitentelefone große, wenig besiedelte Flächen mit Telekommunikation zu versorgen, ohne eine aufwändige, erdgebunde Infrastruktur bereitstellen zu müssen. Gleichzeitig wurde in den USA ein vergleichbares System gestartet. Die dabei verwendeten Satelliten befanden sich auf geostationären Positionen (GEO). Ab 1985 entwickelte Motorola das Kommunikationssystem Iridium, deren Satelliten die Erde von Pol zu Pol umlaufen. Durch die Verlagerung der geostationären Position der Satelliten auf niedere Umlaufbahnen (MEO, LEO - siehe auch Bahnbeschreibung), konnte die Entfernung zwischen Satellit und Endgerät deutlich verringert und damit die notwendige Sendeleistung im Endgerät reduziert werden. Erst diese Gerätegeneration konnte sich in Gewicht und Größe mit den mittlerweile etablierten Mobiltelefonen messen.

Weblinks

Kategorie:Telekommunikation

Astrometriesatellit

Als Astrometrie-Satellit wird ein künstlicher Erdsatellit bezeichnet, der Aufgaben der Astrometrie - frei von störenden terrestrischen Einflüssen - im Weltraum durchführt.

Einführung: Sternwarten und Erdatmosphäre

Auf der Erde lassen sich zwar viel größere Sternwarten und Teleskope bauen als für den Betrieb in Raumsonden, doch sind ihre Qualitäten meist nicht voll nutzbar. Der Grund ist hauptsächlich die Erdatmosphäre, welche
- das einfallende Licht merklich dämpft (Aerosole, Extinktion,
- verstärkt durch die seit 1900 stark zugenommene "Lichtverschmutzung";
- die einfallenden Lichtstrahlen unregelmäßig ablenkt - durch die Szintillation (das "Funkeln" der Sterne) und den Richtungseffekt des Seeing (hin- und her "wabernde" Sternabbildung), oft über 1")
- und auch durch Effekte der Sonnenstrahlung und Erwärmung. Diese Nachteile erdgebundener Teleskope lassen sich teilweise durch adaptive Optiken u.ä. verkleinern - allerdings unter hohem Aufwand. Während die Richtungsmessung im Weltall schon mit wesentlich kleineren Instrumenten jene auf großen Sternwarten übertrifft, sind jene Messungen etwas weniger von der Atmosphäre betroffen, wo es auf hohe Lichtstärke ankommt. Das bedeutet, dass die Weltraumteleskope für die Astrometrie einen höheren Gewinn bringen als für die Astrophysik.

Astrometrie, Bezugssystem und Satelliten

Während Jahrhunderten waren optische - im heutigen Sprachgebrauch astrometrische - Beobachtungen die einzigen für die Astronomie verfügbaren Messungen. Vor dem Weltraumzeitalter stand eine Vielzahl astronomischer Instrumente zur Verfügung, um ein erdfestes Bezugssystem zu definieren und die Erdrotation zu studieren.

Erdgebundene Astrometrie und Satellitengeodäsie

In den letzten Jahrzehnten wurden für diesen Zweck erstaunlich genaue Instrumente entwickelt und auch automatisiert: Der elektronische Meridiankreis, das Zenitteleskop samt Weiterentwicklung zum PZT und das automatisierte Astrolabium vom Typ Danjon. Sie wurden v.a. von jenen Observatorien verwendet, die zum IPMS (International Polar Motion Service) Beiträge beitrugen. Während die Messungen vor 100 Jahren beastenfalls an die 0,1" heranreichten, liefern diese Messgeräte die geografische Breite einer Station auf bis zu 0,01" (10 mas oder umgerechnet 0,3 m) pro Nacht. Dennoch sind vergleichbare Genauigkeiten von der Satellitengeodäsie schon in ihrem 2. Jahrzehnt (um 1975) erzielt worden - freilich nicht optisch, sondern auf Basis von Mikrowellen und EDM.
Seit etwa 1970 erreicht die Richtungsmessung zu Satelliten mit großen Satellitenkameras wie die BC-4 etwa 1", ließ sich seither aber kaum mehr über 0.5" steigern. Allerdings wurden diese Methoden der Satelliten- und Stellartriangulation durch GPS und andere Radiowellen-Methoden so mächtig ergänzt, dass nun die Erdfigur auf wenige Zentimeter genau erfasst werden kann.
Dies bedeutet, dass die optische Astrometrie um einen Faktor von etwa Zehn "nachhinkt" (siehe oben, 30 cm). Teilweise konnte diese Diskrepanz durch die Radiointerferometrie und insbesondere VLBI gemildert werden, doch wären ebenso genaue Messungen auch im Bereich der Lichtwellen notwendig.

Terrestrische Koordinaten und Sternkataloge

Bei der Definition eines geeigneten Bezugssystems für genaue Koordinaten auf der Erde und im Weltraum sind Geodäsie, Astronomie und Mathematik wechselseitig aufeinander angewiesen. Für die Zeitsysteme und wegen der Geodynamik auch innerer Massenverschiebungen kommen noch die Physik und die Geophysik hinzu. Den Zusammenhang zwischen terrestrischen Koordinaten und jenen der Astronomen liefert die Erdrotation. Die Erde dreht sich sozusagen in kontrollierbarer Zeit innerhalb des astronomischen Koordinatenrahmens, der durch ihren Äquator und die Ekliptik definiert ist. Dieses Bezugssystem der Sternkoordinaten Rektaszension und Deklination ist seinerseits wegen der Präzession und Nutation variabel. Deren Parameter und das ganze Modell, das mit der Erdbahn, dem Mond und auch den anderen Planeten zusammenhängt, konnte im letzten Jahrzehnt merklich auf fast 0,01" verbessert werden, was aber nicht ausreicht. Zahlreiche Wissenschafter arbeiten weiterhin an diesem Problem; von ihnen wurden etwa 40 Europäer im Frühjahr 2004 für ihr Forschungsprojekt "Non-rigid earth Nutation model" durch den [http://www.cordis.lu/science-society/descartes/winners2003.htm Descartes-Preis] der EU ausgezeichnet. Während sich also die Erdmessung in den letzten 10-15 Jahren an die Dezimeter-Genauigkeit der Erdfigur herantastete (und gegen 2010 cm erreichen könnte), fehlt(e) es bei der optischen Astronomie um fast den Faktor 10. Für solche Schritte sind Verbesserungen bei den Fundamentalgrößen und genaueste Messungen möglichst vieler Sternörter und deren Eigenbewegungen erforderlich. Dieser Prozess stagnierte nahezu bis 1990. Der AGK-Sternkatalog aus der Jahrhundertwende wurde zwar zu seiner quasi fünften Ausgabe verbessert (Fundamentalkatalog FK5), konnte jedoch die individuellen Sternfehler des FK4 von bis zu einigen 0,1" nicht gänzlich tilgen.

Der Hipparcos-Satellit

In diese Lücke stieß - gerade rechtzeitig - der erste Astrometrie-Satellit HIPPARCOS. Sein Name schließt an jenen antiken Astronomen an, der aus dem Vergleich zweier Sternkataloge die Präzession entdeckte; die Abkürzung ist aus HIgh Precision PARallax COllecting Satellite zusammengesetzt. Der Satellit wurde 1989 von der ESA gestartet, um ein Netz von 120.000 Sternen auf 0,002" zu vermessen, 20-50 mal präziser als bisher möglich. Er war bis Juni 1993 aktiv und schaffte sein Ziel trotz eines großen Bahnfehlers fast zur Gänze: der Hipparcos-Katalog enthält 118.000 Sterne mit 0.003" bzw. 0.002"/Jahr. Ein zweites Instrument maß für den Tycho-Katalog weitere 1 Million Sternörter auf 0,02".
Diese beiden Kataloge sind die modernste Realisation des Himmels-Referenzsystems ICRF. Die Daten von 300 Gigabyte werden hunderte Fachleute noch bis 2010 beschäftigen und gaben schon 1997 - im Jahr der Publikation - Stoff für etwa 500 Fachartikel. Die Messmethode HIPPARCOS' war ein profilweises elektro-optisches Scannen der Sterne, die dann durch Ausgleichung zu Flächenstücken vernetzt werden. Für jede Mess-Epoche wurden so die Sternörter berechnet, und aus deren Zeitabstand die Eigenbewegungen abgeleitet. Die gleichzeitige Beastimmung der jährlichen Parallaxen ergaben 10x genauere Entfernungen der Sterne als bisher.

Ausblick auf 1-2 Jahrzehnte

Wichtige Fortschritte neben dem verbesserten Bezugssystem für Erdmessung und Sonnensystem sind:
- Präzisere Vorhersage von Sternbedeckungen durch Planeten und Asteroiden - und damit künftige Chancen, durch Messungen im Planetensystem die Astrometrie weiter zu fördern:
- Schon Hipparcos konnte in seinen 3 Jahren öfters Asteroiden beobachten, die mit Meridiankreismessungen von La Palma und Bordeaux zu Bahnbestimmungen von 0.04" oder 75m kombiniert wurden!
- Genaue Dynamik der Milchstraße und der Sternverteilung in unserer "Umgebung"
- Präzisere Korrelation von Leuchtkraft und Spektraltyp im HRD, was weitere Fortschritte in der stellaren Astrophysik hervorrufen wird
- Verbindung des optischen Koordinaten-Rahmens zum VLBI-System der Radio-Interferometrie mit Quasaren - was zu künftig besseren Auswertungen beiträgt. Als Nachfolgeprojekt soll Gaia ab ca. 2011 mit mindestens 40facher Genauigkeit etwa eine Milliarde Sterne vermessen. Das Projekt eines deutschen Astrometriesatelliten (DIVA) wurde inzwischen eingestellt. Bei der Vorauswahl der Messprogramme werden die Hipparcos-Kataloge weitere Vorteile bieten. In Anbetracht der neuen Beobachtungsmethoden von CCD und ähnlichen elektro-optischen Sensoren und der verbesserten Sternkataloge ist auch anzunehmen, dass optische Beobachtungen in der Satellitengeodäsie wieder an Bedeutung gewinnen.

Siehe auch

Astrogeodäsie, Geodynamik, International Terrestrial Reference Frame (ITRF), Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen, Raumfahrt, J2000.0, IERS Terrestrial Reference System

Weblinks

- [http://www.hs.uni-hamburg.de/DE/Oef/Stw/Projects/node8.html Der Astrometrie-Satellit HIPPARCOS]
- [http://www.rssd.esa.int/Hipparcos/catalog.html The Star Catalogues Hipparcos and Tycho]
- [http://www.astronews.com/news/artikel/2001/05/0105-020.shtml GAIA - Satellit für die nächste Astronomengeneration]
- [http://www.3sat.de/nano/news/02072 Deutscher Satellit soll die Sterne erkunden - Gute Chancen für DIVA] Kategorie:Künstlicher Satellit Kategorie:Astrometrie

Hillsche Gleichungen

Die Hillschen Gleichungen (nach George William Hill (1838-1914)) beschreiben Bahnänderungen eines Satelliten innerhalb des mitrotierenden Bezugssystem. Mit ihnen läßt sich berechnen, welchen weiteren Verlauf (Bahn und Geschwindigkeit) ein Satellit nimmt, wenn man seine Geschwindigkeit verändert.
Sie sind die Lösung des gekoppelten Gleichungssystems:
-

\ddot x + 2\omega \dot z = b_z

\ddot y + \omega ^2 y = b_y

\ddot z - 2\omega \dot x - 3\omega ^2 z = b_z

Bahngleichungen

:
-

x(\omega , t) = \left(  \right) + 2\frac\cos \omega t + \left(  \right)\sin \omega t - \left(  \right)\omega t

z(\omega , t) = \left(  \right) + \frac\sin \omega t - \left(  \right)\cos \omega t

Geschwindigkeitsgleichungen

\dot x(\omega , t) =  - 3\dot x_0  - 6\omega z_0  - 2\dot z_0 \sin \omega t + \left(  \right)\cos \omega t

\dot z(\omega , t) = \left(  \right)\sin \omega t + \dot z_0 \cos \omega t

Beispiele

Radiales Manöver

Satellit Ein radiales Manöver führt zu einer Ellipse mit dem Verhältnis 1:2.
Anfangsbedingungen:
Position:

(x; z)=(0; 0)

Geschwind

Satellit (Raumfahrt)

Unterscheidung

Umlaufbahn

Aufgaben

Betrieb

Abgrenzung

Beobachtung von der Erde

Beispiele

Siehe auch

Weblinks

Mond (Trabant)

Weblinks

Wissenschaft

Gültigkeit

Definition des Bundesverfassungsgerichtes

Wissenschaftliches Arbeiten in der Gesellschaft

Wissenschaftliche Einrichtungen

Wissenschaftliche Methode

Kriterien für wissenschaftliches Arbeiten

Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnis

Anforderungen an eine wissenschaftliche Theorie

Kriterien eines wissenschaftlichen Experiments

Wissenschaftstheorie

Ethik wissenschaftlichen Handelns

Kritik und Konflikte

"Elfenbeinturm"

Wissenschaftsgläubigkeit und Betrug

Wissenschaft und Religion

Einteilung der Wissenschaften

Auflistung

Wissenschaftstheorie

Philosophie

Strukturwissenschaften

Naturwissenschaften

Humanwissenschaften

Ingenieurwissenschaften

Sozialwissenschaften

Wirtschaftswissenschaften

Geisteswissenschaften (Kulturwissenschaften)

(Christliche) Theologie

Literatur

Siehe auch

Weblinks

Kommerz

Erdsatellit

Transportschieße und Bahnverlauf

Satellitenbahnen

Satellitenkommunikation und -steuerung

Energieversorgung

Aufgaben der Erdsatelliten

Wissenschaftliche Aufgaben

Kommerzielle Aufgaben

Militärische Aufgaben

Low-Earth-Orbit-Satellit

Medium-Earth-Orbit-Satellit

Geostationärer Satellit

Beispiele für geostationäre Satelliten

Kommunikationssatelliten

Wettersatelliten

Erdbeobachtungssatellit

Geschichte

Beispiele

Spionagesatellit

Auflösungsvermögen

Weblinks

Nachrichtensatellit

Siehe auch

Weblinks

Satellitenkommunikation

Technik

Anbieter

Andere Möglichkeiten

Geschichte der Satellitentelefone

Weblinks

Astrometriesatellit

Einführung: Sternwarten und Erdatmosphäre

Astrometrie, Bezugssystem und Satelliten

Erdgebundene Astrometrie und Satellitengeodäsie

Terrestrische Koordinaten und Sternkataloge

Der Hipparcos-Satellit