Hvordan fungerer en satellit?

Hvad er en satellit?

En satellit er ethvert objekt, der kredser om et større himmellegeme. Menneskeskabte satellitter er rumfartøjer opsendt med raketter og placeret i præcise baner om Jorden, Månen eller andre planeter. Den første menneskeskabte satellit, Sputnik 1, blev opsendt af Sovjetunionen i 1957 og markerede begyndelsen på rumalderen. I dag kredser der mere end otte tusinde aktive satellitter om Jorden, der varetager opgaver som telekommunikation, navigation, vejrudsigter, videnskabelig forskning og militær overvågning.

En satellit holdes i kredsløb via den samme balance, som holder Månen i bane om Jorden: satellittens sidehastighed er præcis stor nok til, at den konstant 'falder forbi' Jordens krumme overflade. Der kræves ingen motor til at opretholde kredsløbet i tomrummet, da der ikke er luftmodstand, der bremser satellitterne i høje baner. Lavtgående satellitter oplever dog svage rester af atmosfæren, der langsomt bremser dem, og disse skal korrigere banen med lejlighesvise motoroptændinger for at undgå nedgang.

Sådan fungerer det

1. Orbital mekanik: En satellit sættes i kredsløb ved at accelereres vandret til den rette hastighed. For lavt kredsløb (LEO) er det cirka 7,8 km/s. Satellitten falder konstant mod Jorden, men bevæger sig så hurtigt sidelæns, at Jordens krumning 'falder væk' under den i samme tempo.
2. LEO – lavt kredsløb: Baner fra 160 til 2.000 kilometers højde. Bruges til jordobservation, vejrsatellitter og lavventetidskommunikation (Starlink). En omgang tager typisk 90 minutter. Den Internationale Rumstation kredser i LEO på cirka 400 kilometers højde.
3. MEO – mellemhøjt kredsløb: Baner fra 2.000 til 35.786 kilometers højde. Primær zone for GPS-satellitter (20.200 km) og andre navigationssystemer som GLONASS og Galileo. En omgang tager 2–12 timer, hvilket giver god dækning med et moderat antal satellitter.
4. GEO – geostationært kredsløb: Præcis 35.786 kilometers højde over ækvator. Satellitten kredser med Jordens rotationshastighed og ser ud til at stå stille i himlen. Ideelt til tv-broadcasting og meteorologiske satellitter, da en antenne kan pege fast mod satellittens position.
5. Solpaneler og attitude control: De fleste satellitter forsynes med strøm via solpaneler. Orientation i rummet styres med reaktionshjul, magnetiske spoles interaktion med Jordens magnetfelt og små raketter kaldet thrusters. Præcis orientering er afgørende for kameraer, antenner og videnskabelige instrumenter.

Interessante fakta

• GPS fungerer ved at fire eller flere satellitter sender tidsstempler; modtageren beregner sin position ud fra de minimale tidsforskelle i signalerne, der rejser med lysets hastighed.
• Geostationære kommunikationssatellitter introducerer en uundgåelig forsinkelse på cirka 240 millisekunder, fordi signalet skal rejse næsten 36.000 kilometer op og ned.
• Der er anslået mere end 27.000 stykker rumaffald større end ti centimeter i kredsløb om Jorden, hvilket udgør en stigende kollisionsrisiko for aktive satellitter.
• Hubble-rumteleskopet, der kredser i LEO på 547 kilometers højde, har leveret mere end 1,5 millioner observationer siden opstarten i 1990.
• En geostationær satellit kan se over en tredjedel af Jordens overflade på én gang, og tre sådanne satellitter er nok til at dække næsten hele kloden undtagen polområderne.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad sker der med en satellit, når den holder op med at virke?

Udtjente satellitter i lavt kredsløb bremses gradvis af de tynde rester af atmosfæren og brænder op i genindtræden over nogle få år. Satellitter i geostationært kredsløb flyttes til et 'kirkegårdskredsløb' lidt højere oppe, da det er for dyrt at bringe dem ned. Problemet med rumaffald er stigende, og internationale retningslinjer anbefaler, at satellitter enten afbrændes eller parkeres på sikre kredsløb inden for 25 år efter drift ophør.

Hvordan undgår satellitter at kollidere med hinanden?

Rummet er enormt, og afstandene mellem satellitter er normalt meget store. Alligevel overvåges alle større objekter i kredsløb konstant af systemer som US Space Surveillance Network. Når en beregnet kollisionsrisiko overstiger en bestemt tærskel, udfører operatørerne en undvigelsesmanøvre ved at tænde satellittens thrustere og justere banen. Sådanne manøvrer udføres flere gange om året for travle LEO-satellitter.