Satelliten (Astronomie) — Definition: Natürliche Monde & künstliche Satelliten
Satelliten (Astronomie): Alles über natürliche Monde und künstliche Satelliten – Definition, Entstehung, Bahndynamik und Beispiele von Mond bis Raumfahrttechnik.
Ein natürlicher Satellit in der Astronomie ist ein kleinerer Körper, der sich um einen größeren Körper bewegt. Der kleinere Körper wird durch Gravitation auf seiner Umlaufbahn gehalten. Der Begriff wird für Monde verwendet, die Planeten umkreisen, und er wird auch für kleine Galaxien verwendet, die größere Galaxien umkreisen.
Körper, die Planeten umkreisen, werden Monde genannt. Sie variieren in ihrer Größe. Die Erde hat nur einen Mond. Einige andere Planeten haben viele Monde, und einige haben keinen. Wenn Menschen nur "der Mond" schreiben, sprechen sie gewöhnlich vom Mond der Erde. Der Mond der Erde wird mit einem Großbuchstaben geschrieben: Mond. Das lateinische Wort für den Mond ist luna, weshalb das Adjektiv, mit dem über den Mond gesprochen wird, "lunar" lautet. Zum Beispiel Mondfinsternis.
Alles, was einen Planeten umkreist, wird als Satellit bezeichnet. Monde sind natürliche Satelliten. Menschen benutzen auch Raketen, um Maschinen in eine Umlaufbahn um die Erde zu schicken. Diese Maschinen werden als künstliche (von Menschenhand geschaffene) Satelliten bezeichnet.
Natürliche Satelliten – Formen, Entstehung und Beispiele
Natürliche Satelliten entstehen auf unterschiedliche Weise:
- Co-Entstehung: Bei der Bildung eines Planetensystems können sich kleinere Körper gleichzeitig mit dem Planeten aus der protoplanetaren Scheibe bilden.
- Einfang (Capture): Ein Körper kann durch Wechselwirkung mit anderen Objekten oder Gas eingefangen werden und in einen gebundenen Orbit übergehen.
- Kollision und Akkretion: Einschläge (z. B. ein großer Einschlag auf einem jungen Planeten) können Material in die Umlaufbahn befördern, das später zu einem Mond zusammenwächst (vermutete Entstehung des Erdmondes).
Monde unterscheiden sich stark in Größe und Zusammensetzung: Es gibt eisige Monde (z. B. viele große Monde der äußeren Planeten), felsige Monde (wie die Erde) und kleine, unregelmäßige Körper bei den äußeren, eingefangenen Satelliten. Beispiele: der Mond der Erde, die großen Jupitermonde (Ganymed, Io, Europa, Kallisto), die Saturnmonde (z. B. Titan) sowie kleine Begleiter von Asteroiden und Zwergplaneten (z. B. Charon bei Pluto oder der Mond Dactyl bei dem Asteroiden 243 Ida).
Wichtige Begriffe im Zusammenhang mit natürlichen Satelliten:
- Tidale Kopplung: Viele Monde sind durch Gezeitenkräfte an ihren Planeten gebunden und zeigen dem Planeten immer dieselbe Seite (sog. synchrone Rotation).
- Roche-Grenze: Innerhalb dieser Grenze kann ein Körper durch Gezeitenkräfte auseinandergerissen werden; dort können auch Ringsysteme entstehen.
- Baryzentrum: Bei manchen Systemen – besonders wenn die Massen ähnlich sind – kreisen beide Körper um einen gemeinsamen Schwerpunkt.
- Irreguläre vs. reguläre Monde: Reguläre Monde haben meist prograde, nahe kreisförmige Bahnen; irreguläre haben oft exzentrische, geneigte oder retrograde Bahnen und sind häufig eingefangen.
- Satellitengalaxien: Ganze kleinere Galaxien können als Satelliten größere Galaxien umkreisen (z. B. die Magellanschen Wolken um die Milchstraße).
Künstliche Satelliten – Typen, Orbits und Nutzung
Künstliche Satelliten sind menschengemachte Objekte, die mit Hilfe von Raketen in den Orbit gebracht werden und als Werkzeuge für Kommunikation, Navigation, Erdbeobachtung, Wettervorhersage, Forschung und militärische Zwecke dienen. Solche Maschinen werden allgemein als Satelliten bezeichnet.
Wichtige Orbittypen und Eigenschaften:
- LEO (Low Earth Orbit): niedrige Erdumlaufbahn (typ. wenige hundert bis ~2.000 km) – gut für Erdbeobachtung, viele Satelliten und die Raumstationen.
- MEO (Medium Earth Orbit): z. B. die Höhe von Navigationssatelliten (GPS, Galileo).
- GEO (Geostationary Orbit): bei ~35.786 km über dem Äquator – Satelliten bleiben relativ zur Erdoberfläche fixiert und sind ideal für TV- und Kommunikationsdienste.
- HEO & polare Orbits: hoch exzentrische oder polare Bahnen für spezielle Forschungs- oder Beobachtungsaufgaben.
Technische und betriebliche Aspekte: künstliche Satelliten haben Betriebslebensdauern, benötigen manchmal Treibstoff für Bahnkorrekturen (Stationkeeping), und werden am Ende ihrer Lebenszeit entweder kontrolliert zum Wiedereintritt gebracht oder in Friedhofsbahnen verschoben. Die zunehmende Zahl von Satelliten führt zu Problemen durch Weltraummüll (Space Debris) und Kollisionsrisiken.
Beobachtung, Messung und Terminologie
Satelliten (natürlich wie künstlich) werden mit Teleskopen, Radar, Laser-Tracking und Raumsonden untersucht. Bahnelemente werden bestimmt durch Messung der Positionen über die Zeit, daraus lassen sich Periode, Exzentrizität, Neigung und andere Parameter ableiten. Die Bewegung wird durch Gravitation beschrieben und folgt den Gesetzen der Himmelsmechanik; Begriffe wie Umlaufbahn, Hill-Sphäre und Roche-Grenze sind dabei zentral.
Begriffsklärung kurz:
- Satellit – allgemeiner Begriff für jeden Körper, der einen größeren Körper umkreist (natürlich oder künstlich).
- Mond – gebräuchlich für natürliche Satelliten von Planeten; im Deutschen wird der Erdmond oft als Mond bezeichnet.
- Doppelplanet/Binärsystem: Bei annähernd gleicher Masse spricht man manchmal von einem Doppelplanet (z. B. Pluto–Charon).
Zusammenfassend sind Satelliten in der Astronomie und Raumfahrt zentrale Objekte – von kleinen, eingefangenen Gesteinsbrocken bis zu großen eisigen Monden und von wissenschaftlichen Raumsonden bis zu globalen Kommunikationsnetzen. Ihr Studium liefert wichtige Erkenntnisse über Entstehung, Dynamik und Zusammensetzung von Planeten, Sternsystemen und Galaxien.
Der Mond der Erde
Der Mond der Erde
Monde bilden nicht ihr eigenes Licht. Wir können den Mond der Erde sehen, weil er wie ein Spiegel wirkt und das Licht der Sonne reflektiert. Dieselbe Hälfte des Mondes ist immer der Erde zugewandt, ganz gleich, wohin er sich bewegt. Aber verschiedene Teile des Mondes werden von der Sonne beleuchtet, so dass er zu verschiedenen Zeiten des Monats unterschiedlich aussieht. Diese von der Erde aus gesehene Veränderung wird Mondphase oder Mondphase genannt.
Der Mondzyklus ist die Zeit, die der Mond braucht, um von einem sehr hellen und runden zu einem sehr kleinen und dünnen und dann wieder zu einem hellen und runden Mond zu werden. Im Falle des Erdmondes sind dies etwa vier Wochen. Er tut dies etwa 13 Mal in einem Jahr. Der Zyklus des Mondes dauert etwa 28 Tage und ist damit etwas kürzer als ein Kalendermonat.
Die Apollo-11-Mission half Neil Armstrong und Buzz Aldrin, als erste Menschen den Mond zu betreten. Sie taten dies am 20. Juli 1969.
Umlaufbahnen
Die Umlaufbahn eines Mondes oder eines anderen Satelliten wird von zwei Kräften beeinflusst: der Schwerkraft und der Zentripetalkraft. Beispielsweise wird der Erdmond durch die Anziehungskraft der Erde auf seiner Umlaufbahn gehalten. Auf diese Weise wird die Erde auch von der Sonne angezogen und bleibt in ihrer Umlaufbahn. Die Umlaufbahn des Erdmondes verursacht eigentlich die Gezeiten und Wellen auf der Erde.
Monde der Monde
Es wurden keine Monde gefunden, die zu Monden gehören. In den meisten Fällen würden solche Monde durch die Gezeitenwirkung des Hauptkörpers instabil werden.
Allerdings zeigen die Berechnungen, die nach der jüngsten Entdeckung eines möglichen Ringsystems um den Saturnmond Rhea durchgeführt wurden, dass die Rhean-Umlaufbahnen stabil wären. Es wird auch angenommen, dass die Ringe schmal sind, was bei Hirtenmonden bekannt ist.
Asteroiden-Monde
Der Fund von 243 Ida's Mond Dactyl Anfang der 1990er Jahre war der Beweis dafür, dass einige Asteroiden Monde haben; tatsächlich hat 87 Sylvia zwei Monde. Einige, wie z. B. 90 Antiope, sind Doppelasteroiden mit zwei gleich großen Teilen.
Künstlerische Darstellung von Rheas Ringen
Ausgewählte Monde, mit maßstabsgetreuer Darstellung der Erde. Neunzehn Monde sind groß genug, um rund zu sein, und einer, Titan, hat eine beträchtliche Atmosphäre.
Monde des Sonnensystems
Die größten Monde im Sonnensystem (mit einem Durchmesser von mehr als 3000 km) sind der Erdmond, die galiläischen Jupitermonde (Io, Europa, Ganymed und Callisto), der Saturnmond Titan und der von Neptun eingefangene Mond Triton.
Im Folgenden finden Sie eine Tabelle, in der die Monde des Sonnensystems nach ihrem Durchmesser gruppiert sind. Die rechte Spalte enthält einige bemerkenswerte Planeten, Zwergplaneten, Asteroiden und Trans-Neptun-Objekte zum Vergleich. Es ist normal, dass Monde nach Menschen aus der Mythologie benannt werden.
| Mittlerer Durchmesser | Satelliten von Planeten | Zwergplaneten-Satelliten | Satelliten von | Nicht-Satelliten zum | ||||||
| Erde | Mars | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun | Pluto | Eris | |||
| 6000-7000 | ||||||||||
| 5000-6000 | ||||||||||
| 4000-5000 | ||||||||||
| 3000-4000 | Der Mond | |||||||||
| 2000-3000 | ||||||||||
| 1500-2000 | Rhea | Titania | (136472) 2005 FY9 | |||||||
| 1000-1500 | Iapetus | Umbriel | Charon | (136108) 2003 EL61 | ||||||
| 500-1000 | Enceladus | Ceres | ||||||||
| 250-500 | Mimas | Miranda | Dysnomie | S/2005 (2003 EL61) 1S/2005 | 10 Hygiea511 | |||||
| 100-250 | Phoebe | Sycorax | Larissa | S/2005 (2003 EL61) 2 | viele | |||||
| 50-100 | Elara | Prometheus | Menüs | viele | ||||||
| 10-50 | Siarnaq | Ophelia | LinusS/2000 | viele | ||||||
| weniger als 10 | 2006 RH120 | Deimos | mindestens 47 | mindestens 21 | viele | viele | ||||
Planeten, die Monde haben
Planeten in unserem Sonnensystem, die Mond(e) haben:
Zwergplaneten, die Monde haben
Keine Monde auf Planeten bekannt
Planeten in unserem Sonnensystem, die keine Monde haben:
- Merkur
- Venus
- Makemake (Zwergplanet)
- Ceres (Zwergplanet)
Galaxien
Galaxien findet man in Gruppen, die Galaxienhaufen genannt werden und auch durch Gravitation zusammengehalten werden. Unsere eigene Milchstraße ist die zweitgrößte Galaxie in unserer Lokalen Gruppe (die größte ist Andromeda). Viele kleinere Galaxien und Sternhaufen befinden sich ebenfalls in der Lokalen Gruppe, außerhalb der beiden Hauptgalaxien. Sie alle befinden sich in Umlaufbahnen um einen der Schwerpunkte. Das bedeutet, dass sich die meisten von ihnen entweder um Andromeda oder um die Milchstraße bewegen. Daher scheint es selbstverständlich, dass Astronomen auch für diese den Begriff "Satellit" verwenden.
Unsere Ortsgruppe ist selbst Teil einer noch größeren Gruppe, des Jungfrau-Superclusters. Es gibt noch andere, noch größere Gruppen von Galaxien: siehe zum Beispiel die Große Mauer.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein natürlicher Satellit in der Astronomie?
A: Ein natürlicher Satellit in der Astronomie ist ein kleinerer Körper, der sich aufgrund seiner Gravitationskraft um einen größeren Körper bewegt.
F: Welche Körper werden als Monde bezeichnet?
A: Körper, die Planeten umkreisen, werden Monde genannt.
F: Wie viele Monde hat die Erde?
A: Die Erde hat nur einen Mond.
F: Wie nennt man Monde, die um Planeten kreisen?
A: Der Begriff für Monde, die Planeten umkreisen, lautet natürlicher Satellit.
F: Wie lautet das lateinische Wort für den Mond?
A: Das lateinische Wort für den Mond ist luna.
F: Was ist die Bedeutung des Adjektivs "lunar"?
A: Das Adjektiv "lunar" wird verwendet, um über den Mond zu sprechen, d.h. über alles, was mit dem Mond zu tun hat.
F: Was sind künstliche Satelliten?
A: Maschinen, die mit Hilfe von Raketen in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht werden, nennt man künstliche Satelliten.
Suche in der Enzyklopädie