imported>Crazy1880: Vorlagen-fix (Infobox Satellit)

2025-05-17T12:43:22Z

Vorlagen-fix (Infobox Satellit)

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{{Infobox Satellit
|name = Echo 1
|typ = Ballonsatellit
|bild = Echo - A Passive Communications Satellite - GPN-2002-000122.jpg
|land = {{USA}}
|behörde = {{NASA}}
|nssdc_id = 1960-Iota-1 (1960-009A)
|apogäum = 1684 km
|perigäum = 1524 km
|bahn_höhe =
|bahn_neigung = 47,2°
|bahn_umlaufzeit= 118,3 min
|ref_bahndaten = <ref>{{NSSDCA|1960-009A|seite=Trajectory|abruf=2012-10-08}}</ref>
|exzentrizität =
|masse = 76 kg
|abmessungen = 30 Meter Durchmesser
|start = 12. August 1960, 09:39 [[Koordinierte Weltzeit|UTC]]
|startplatz = [[Cape Canaveral Air Force Station|Cape Canaveral]] [[Cape Canaveral Launch Complex 17|LC-17A]]
|trägerrakete = Thor-[[Delta (Rakete)|Delta]] D2
|betriebsdauer =
|status = verglüht am 24. Mai 1968
}}
'''Echo 1''' (eigentlich '''Echo 1A''') ist der Name eines großen [[Ballonsatellit]]en der [[Vereinigte Staaten|USA]], der am 12. August 1960 als erster [[Nachrichtensatellit|Nachrichten]]- und [[geodät]]ischer Satellit gestartet wurde. Seine [[COSPAR-Bezeichnung]] war 1960-009A (9. Start des Jahres 1960, 1. Komponente).

== Mission ==
Der [[Start (Luftfahrt)|Start]] erfolgte als zweiter Einsatz einer neu entwickelten [[Trägerrakete]] vom Typ [[Delta (Rakete)|Delta]], der später erfolgreichsten amerikanischen Raketentype im mittleren Leistungsbereich. Ihr Erstflug (am 13. Mai 1960 mit Echo 1 und einem [[Startgewicht]] von etwa 60 kg) war allerdings ein [[Raketenstart|Fehlstart]].

Der mit dünnem [[Aluminium]] überzogene dünne [[Ballon]] aus dem [[Polyester]]-[[Kunststoff]] [[Mylar]] (einer nur Bruchteile von Millimeter starken [[Folie]]) wurde erst „aufgeblasen“, als die [[Umlaufbahn|Endhöhe]] von etwa 1500 km erreicht war ([[Umlaufzeit]] knapp zwei Stunden). Die zunächst 30 Meter große, stark reflektierende Kugel, die bereits nach einem Jahr auf einen Durchmesser von 18 Metern geschrumpft war,<ref name="Strasser">Joel Strasser: ''New Look in This Year's Comsats''; Electronics 19. Juli 1963, S. 19</ref> konnte etwa acht Jahre lang als heller [[Stern 1. Größe]] gesehen werden und diente der passiven Weiterleitung von Signalen im [[Radio]]- und [[Funkverkehr]]. Gegen Ende seiner Lebenszeit – kurz vor dem [[Verglühen]] im Jahr 1968 – war die Bahnhöhe von 1500 auf etwa 1000 km gesunken.

== Funk-Reichweite und Sichtbarkeit ==
Eine einfache Skizze bzw. die Anwendung des „[[Satz des Pythagoras|Satzes des Pythagoras]]“ ergibt, dass ein solcher [[Satellit (Raumfahrt)|Erdsatellit]] in einer 1500 km hohen [[Umlaufbahn|Kreisbahn]] bei einem [[Erdradius]] von 6370 km mehr als 4600 km weit sichtbar ist. Liegen zwei [[Funkstation]]en also 9000 km auseinander und geht die [[Satellitenbahn]] zwischen ihnen durch, können sie bei genügend starken Funkwellen deren gegenseitige [[Reflexion (Physik)|Reflexion]] empfangen.<ref group="Anm.">Hierbei handelt es sich um den Abstand zwischen dem Satelliten und einem Beobachtungspunkt auf der Erdoberfläche (verbunden durch eine gerade Verbindungslinie; diese ist unter den genannten Bedingungen rund 4621 km lang). Der Abstand zwischen der senkrechten Projektion des Satelliten auf die Erde und demselben Beobachtungspunkt beträgt dabei etwa 4447 km. Über Echo 1 konnten also unter optimalen Bedingungen zwei 8894 km entfernte Bodenstationen Verbindung aufnehmen.</ref>

Die erste Fernmeldeverbindung über größere Distanz gelang zwischen zwei US-[[Erdfunkstelle]]n im Ostküstenstaat [[New Jersey]] und im westlichen [[Kalifornien]] (Crawsfords Hill und [[Goldstone Deep Space Communications Complex|Goldstone]]) über fast 4000 km. Die aluminiumbeschichtete Plastikhülle erwies sich als ausreichender [[Parabolantenne|Reflektor]] für die Funkwellen.

Derart große Flugkörper wie ein 30-Meter-Ballon sind nicht nur mit Fernrohren, sondern bis etwa 5.000 km auch [[freiäugig]] sichtbar. Generell ist bei (kleineren) Erdsatelliten jedoch die visuelle Sichtbarkeit schwieriger als ihre Beobachtung mittels Funkwellen, weil
# der Satellit von der [[Sonne]] beleuchtet sein muss,
# der Beobachter im Schatten (d. h. auf der Dämmerungs- oder [[Nachtseite]]) der Erde liegen muss,
# die [[Helligkeit]] einer Kugel vom Winkel zwischen Lichteinfall und Beobachter abhängt – siehe [[Mondphase]]n – und
# außerdem in [[Horizont]]nähe durch die atmosphärische [[Extinktion (Astronomie)|Extinktion]] stark absinkt.

Dennoch ist es auch für präzise Zwecke der [[Satellitengeodäsie]] kein Problem, einen Flugkörper wie Echo 1 bis herab zu [[Höhenwinkel]]n von 20° zu beobachten – was einer Distanz von 2900 km entspricht. Daher lassen sich theoretisch Entfernungen zwischen [[Vermessungspunkt]]en bis über 5000 km „überbrücken“, und in der Praxis zumindest 3000–4000 km.

== Geodätische Nutzung ==
Wenn man auf ±0,01° (oder 36″) genau die Satellitenspur vor den [[Fixstern]]en misst und sich der Satellit um 0,3° pro Sekunde bewegt, muss die Zeit auf 1/30 [[Sekunde (Einheit)|Sekunde]] genau sein. Das konnten aber nur sehr geübte Beobachter im damaligen „[[Moonwatch]]“-Programm. Für Zwecke der [[Geodäsie]] wäre eine noch höhere Genauigkeit notwendig.

Diese höhere Qualität erhielt man schon damals mit lichtstarken [[fotografisch]]en Kameras bei Brennweiten ab 20 cm (siehe [[Satellitenkamera]]). Zwar kann man damit nur Satelliten aufnehmen, die etwa eine freiäugige Helligkeit besitzen, doch war das für helle Ballonsatelliten des Echo-Typs bei weitem erfüllt (wegen des guten Erfolgs folgten noch weitere drei Starts bis 1966).

=== Fotografische Auswertung und Stellartriangulation ===
Liegen nun solche Foto-Aufnahmen mit Satellitenspur plus kurze Unterbrechungen (Verschluss mit Zeitmarken) vor, kann daraus die Satellitenbahn im Sternkoordinatensystem α, δ auf etwa ±2″ bestimmt werden (siehe [[Bahnbestimmung]]). Nun hat man zwei Möglichkeiten:
# Analyse der [[Bahnstörung]]en und damit eine genaue Bestimmung des [[Erdschwerefeld]]es in Satellitenhöhe, oder
# gleichzeitige Messung des Satelliten von zwei oder mehr [[Bodenstation]]en und Bildung von großen Dreiecken zwischen ihnen. Diese Methode entspricht der [[Triangulation (Geodäsie)|terrestrischen Triangulation]], mit der die Geodäten zwischen 1600 und 1950 die Erde großräumig vermessen haben, und heißt deshalb „[[Stellartriangulation]]“.

Damit wurden zwischen 1960 und 1968 – als der erste Ballonsatellit verglühte – hunderttausende Messungen gemacht. Die Achsen des [[Erdellipsoid]]s, die bis dahin wegen der geodätisch fast unüberbrückbaren [[Ozean]]e nur auf etwa 100 Meter bekannt waren (0,0016 Prozent des Erdradius), konnten dadurch etwa zehnmal genauer bestimmt werden. Durch den Fortschritt der Technik stieg diese Genauigkeit bis 1975 nochmals fünffach (auf zwei bis drei Meter); 1980 erreichte man ±1 m und heute ist man – allerdings mit [[Mikrowellen]]-Techniken und [[Global Positioning System|GPS]] – bei wenigen [[Zentimeter]]n bis [[Dezimeter]]n angelangt.

== Wirkung auf die Satellitentechnik ==
=== Aktive statt passive Funksatelliten ===

Für die [[Nachrichtentechnik]] wurde das „passive Prinzip“ (Reflexion der [[Funkwellen]] an der [[Ballonhaut]]) jedoch bald durch aktive [[System]]e ersetzt:

* Einerseits war der technische Fortschritt in den ersten Jahren der Raumfahrt einigermaßen rasant und wirkte sich sowohl bei Start und [[Steuerungstechnik|Steuerung]], als auch bei der in die Satelliten eingebauten [[Satellitentechnik|Technik]] aus.
* Andererseits erkannte man bald, dass nur mit aktiv arbeitenden Satelliten eine effektive [[Information]]sübertragung möglich ist und die [[Reflektivität]] der Ballonhüllen zu rasch abnahm.

Der erste aktiv sendende, kommerzielle [[Satellitenfernsehen|Fernsehsatellit]] [[Telstar]] 1 wurde am 10. Juli 1962 gestartet und kam bereits im Sommer für eine direkte [[Fernsehprogramm|Fernsehübertragung]] zwischen USA, [[Westeuropa]] und [[Japan]] zum Einsatz. Er konnte gleichzeitig mehrere hundert [[Tonkanal|Tonkanäle]] aussenden.

Wegen des so erfolgreichen Nachrichtensatelliten wurde schon 1963 in den USA die Kommunikationssatellitengesellschaft [[COMSAT]] (Communications Satellite Corporation) gegründet. Ein Jahr später folgte die [[Intelsat]] (International Telecommunications Satellite Organization) und COMSAT war Gründungsmitglied. Ihr erster Nachrichtensatellit hieß [[Intelsat I|Early Bird]] (Morgenvogel) und startete 1965. Early Bird (offiziell [[Intelsat 1]]) konnte 240 Telefongespräche bzw. einen Fernsehkanal übertragen.

=== Echo-2 und weitere Ballonsatelliten ===
Weil Echo-1 trotz seiner Einfachheit doch recht erfolgreich war – auch gegenüber seinen oben erwähnten elektronischen Nachfolgern – wurde 1964 ein ähnlicher Ballonsatellit Echo 2 gestartet. Echo 2 war mit 41 Metern Durchmesser noch größer als Echo 1. Es wurde ein höherer Gasdruck zum Aufblasen des Ballons verwendet.<ref name="Strasser" /> Seine Bahn war etwas niedriger (anfangs etwa 1200 km) und verlief sehr [[Pol (Geographie)|polnah]] ([[Bahnneigung]] nun ca. 82°, gegenüber Echo-1 mit 47°).<br />
Dadurch konnte man den Satelliten auch in höheren geografischen [[Geografische Breite|Breiten]] beobachten, wo großer Bedarf an [[interkontinental]]en Verbindungsmessungen bestand. Echo-2 hatte mit seinen sechs oder sieben Jahren eine etwas kürzere Lebensdauer als Echo-1 (1960–1968). Beide Ballone verloren ihre Kugelgestalt erst nach einigen Jahren, obwohl ihre [[Gas]]füllung wegen [[Mikrometeorit]]en vermutlich nur wenige [[Stunde]]n vorhanden war. Im Jahr vor dem Absturz waren beide Ballone bereits ziemlich „verbeult“, und man konnte ihre [[Rotation (Physik)|Rotation]] deutlich an ihren sich periodisch ändernden Lichtreflexionen erkennen. Ihre [[scheinbare Helligkeit]] war im Laufe der Jahre von 1. Größe (0,2 bis 1,0) um fast eine Größenklasse gesunken.

Zur Erforschung der Dichte der Hochatmosphäre startete die NASA die kleineren Ballonsatelliten [[Explorer-Programm|Explorer]] (Nr. 9, 19, 24 und 39), und im Jahr 1966 folgte der 30-m-Ballon [[PAGEOS]]. Sein Name bedeutet (deutsch wie englisch) „PAssiver GEOdätischer Satellit“.

=== PAGEOS und das Weltnetz ===
PAGEOS wurde speziell für das sogenannte ''Weltnetz der Satellitengeodäsie'' gestartet, für das bis 1973 um die 20 Beobachtungsteams weltweit unterwegs waren. Mit den vollelektronischen [[BC-4]]-Kameras (1:3 / [[Brennweite]] 30 bzw. 45 cm) nahmen sie in 46 Bodenstationen insgesamt 3000 verwertbare [[Fotoplatte]]n auf, woraus die Stationen [[3D|dreidimensional]] auf durchschnittlich 4 m genau berechnet werden konnten. Der Koordinator dieser Kampagnen war [[Hellmut Schmid]] von der [[Eidgenössische Technische Hochschule Zürich|ETH Zürich]].

In Europa lagen drei Stationen des Weltnetzes: [[Catania]] auf Sizilien, der [[Hohenpeißenberg]] in Bayern und [[Tromsø]] im nördlichen Norwegen. Zur Ergänzung des reinen [[Richtungsmessung|Richtungsnetzes]] waren genaue Streckenmessungen nötig, die auf vier Kontinenten – und auch quer durch Europa – mit Genauigkeiten von 0,5 mm pro km vermessen wurden.

== Siehe auch ==
* [[Ionosphäre]]
* [[Erdmessung]]

== Literatur ==
* Eugene Nelson Hayes: ''Trackers of the skies: A history of the Smithsonian satellite tracking.'' Doyle, Cambridge MA 1968.

== Weblinks ==
* Space.com: [https://www.space.com/8973-1st-communication-satellite-giant-space-balloon-50-years.html 1st Communication Satellite: A Giant Space Balloon 50 Years Ago] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

== Anmerkungen ==
<references group="Anm." />{{Navigationsleiste Raumfahrtmission 1960}}
[[Kategorie:Forschungssatellit (Kommunikation)]]
[[Kategorie:Forschungssatellit (Geodäsie)]]
[[Kategorie:NASA]]
[[Kategorie:Beobachtende Astronomie]]
[[Kategorie:Raumfahrtmission 1960]]

Echo 1 - Versionsgeschichte

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