Satelliten sehen: Positionen, Umlaufbahnen und Erdschatten

Was hier zu sehen ist

Satelliten sehen kann man, wenn der eigene Himmel dunkel ist und die Satelliten noch Sonnenlicht erhalten; der Datensatz vom 20. Oktober 2026 enthält 16.768 aktive Satelliten. Schauen Sie an einem klaren Abend eine Stunde nach Sonnenuntergang einige Minuten nach oben. Irgendwann beginnt ein schwacher Stern zu wandern, zieht ohne Blinken über den Himmel und verblasst auf halbem Weg. Das war ein Satellit. Wie viele sind dort oben, und warum sieht man manche, andere aber nicht?

Diese Ausstellung zeichnet jeden aktiven Satelliten eines öffentlichen Bahnkatalogs auf seiner eigenen Bahn um die beleuchtete Erde. Am 20. Oktober 2026 um 06:32 UTC enthielt die Liste aktiver Satelliten 16.768 Objekte. Die Bühne bewegt sie mit der Uhr. So lässt sich die Internationale Raumstation bei einem Umlauf von etwas mehr als anderthalb Stunden verfolgen, eine Kette frisch gestarteter Starlink-Satelliten beobachten oder die Kamera mit der Erde drehen, bis die geostationären Satelliten in einem Ring über dem Äquator stillstehen.

Oben liegen sechs Szenen. „Jetzt“ zeigt die gesamte Menge. „Mein Himmel“ versetzt Sie an einen gewählten Ort auf dem Boden und zeigt, welche Satelliten gerade über Ihrem Horizont stehen und welche mit bloßem Auge sichtbar sein könnten. „Höhe“ enthält einen Testsatelliten, dessen Bahn Sie von 160 km bis jenseits des Mondes anheben können, um den Zusammenhang zwischen Höhe und Umlaufzeit zu erkunden. „Bahnen“ färbt dieselben Satelliten nach Bahnart. „Trümmer“ zeigt Fragmente aus vier Zerlegungen sowie eine Schätzung der für Radar zu kleinen Stücke. „Seit 1957“ spielt jede je katalogisierte Nutzlast von Sputnik 1 bis heute Jahr für Jahr ab.

Unter der Bühne stehen elf Aufgaben, ein Satellitenbuch mit 46 Einträgen, 20 verborgene Funde, Karten zu verbreiteten Irrtümern, eine Zahlentabelle mit Einzelquellen und eine Liste der Satelliten über Ihrem Ort bereit.

Die ersten zehn Sekunden

Die Ausstellung beginnt nahe am Erdrand. Helle Punkte sind Satelliten im Sonnenlicht, dunklere liegen im Erdschatten. Nahe der Bildmitte zieht eine kurze Reihe etwas größerer Punkte gemeinsam weiter. Das ist der jüngste Starlink-Start im Datensatz: 27 Satelliten, die am 13. Oktober 2026, eine Woche vor der Datenaufnahme, aus einer Rakete ausgesetzt wurden. Nach wenigen Sekunden zieht die Kamera zurück, und die Reihe verschwindet in Tausenden Punkten.

Die Uhr beginnt mit ×120: Eine Bildschirmsekunde entspricht zwei Minuten im Orbit. Bei echtem Tempo überquert ein Satellit in 500 km Höhe das Bild aus dieser Entfernung zu langsam für das Auge, obwohl er mehr als 7 km/s zurücklegt. Die unteren Tasten wechseln zwischen Echtzeit, ×120 und ×1000; der Regler „Zeittempo“ reicht bis etwa zum Viertausendfachen.

Woher die Positionen stammen

Niemand kann alle diese Satelliten auf einmal sehen. Stattdessen gibt es einen Katalog. Die United States Space Force verfolgt Orbitobjekte mit Radar und Teleskopen und veröffentlicht ihre Bahnen als Elementsätze: sechs Zahlen für die Bahn und einige weitere für deren Veränderungen. CelesTrak, seit 1985 von T. S. Kelso betrieben, veröffentlicht diese Sätze in verschiedenen Formaten erneut und gruppiert sie etwa nach aktiven Satelliten, Raumstationen, GPS oder Trümmern einzelner Ereignisse.

Diese Ausstellung lud die aktive Gruppe, vier Trümmergruppen und einige Einzelobjekte am 20. Oktober 2026 um 06:32 UTC einmal von CelesTrak herunter und speicherte sie bei der Seite. Die Seite selbst fragt keine fremden Dienste ab. Deshalb steht in der Bühnenecke ein Datum: Die Positionen werden in Ihrem Browser aus diesem Datensatz berechnet. Innerhalb von ein bis zwei Tagen sind sie für die meisten Satelliten auf wenige Kilometer genau. Nach ein bis zwei Wochen weichen einzelne Satelliten ab, weil Triebwerke, Veränderungen der Hochatmosphäre und kleine Kräfte von Sonne und Mond ihre echten Bahnen anders verändern, als der Elementsatz vorhersieht. Ist der Datensatz beim Öffnen älter als drei Tage, zeigt die Bühne den Aufnahmetag zur aktuellen Uhrzeit und weist darauf hin.

Eine zweite Katalogdatei, SATCAT, enthält eine Zeile für jedes je katalogisierte Objekt: Name, Eigentümer, Startdatum, gegebenenfalls Wiedereintrittsdatum und zuletzt bekanntes Perigäum, Apogäum und Bahnneigung. Am Aufnahmetag hatte sie 71.088 Zeilen; 35.047 Objekte befanden sich noch im Erdorbit. „Seit 1957“ und die meisten Zahlen unter der Bühne stammen daraus.

Was ein Elementsatz aussagt

Ein Elementsatz beschreibt knapp eine Ellipse im Raum zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sechs Zahlen legen die Bahn fest. Die mittlere Bewegung nennt die Umläufe pro Tag; für die ISS waren es am Aufnahmetag 15,489. Die Exzentrizität beschreibt die Streckung der Ellipse: von 0 für einen Kreis bis nahe 1 für eine sehr lange Ellipse. Die Inklination ist die Neigung gegen den Äquator: 51,6° für die ISS, etwa 98° für Satelliten nahe beiden Polen. Die Rektaszension des aufsteigenden Knotens bestimmt gegenüber den Sternen die Stelle des nordwärts gerichteten Äquatorübertritts. Das Perigäumsargument legt den tiefsten Punkt auf der Bahn fest. Die mittlere Anomalie beschreibt die Position auf der Bahn zur Epoche, dem Bezugszeitpunkt des Satzes.

Für niedrige Satelliten sind zwei weitere Angaben wichtig. Der Widerstandsterm B* beschreibt die Bremswirkung der dünnen oberen Luft. Die Epoche ist der Zeitstempel. Der ISS-Satz dieses Datensatzes hatte seine Epoche am 19. Oktober um 18:10:54 UTC, etwa zwölf Stunden vor dem Herunterladen.

SGP4: Von sechs Zahlen zur Position

Für die Position zu beliebigen Zeiten braucht man einen Propagator: Formeln, die die Bahn ab der Epoche fortschreiben. Die Katalogelementsätze sind für einen bestimmten Propagator, SGP4, gemacht. Felix Hoots und Ronald Roehrich veröffentlichten ihn 1980 als Spacetrack Report No. 3. 2006 legten David Vallado, Paul Crawford, Richard Hujsak und T. S. Kelso eine korrigierte, dokumentierte Fassung mit Testfällen vor, die jede Umsetzung reproduzieren sollte.

SGP4 simuliert nicht sämtliche Kräfte auf einen Satelliten. Es ist ein analytisches Modell mit geschlossenen Formeln für die wichtigsten Wirkungen der Erdabplattung, des Luftwiderstands und, bei Umlaufzeiten über 225 Minuten, der Anziehung von Sonne und Mond. Da die Elementsätze mit demselben Modell angepasst werden, liefert ihre Auswertung mit SGP4 die bestmöglichen Positionen aus diesen Daten. Ein anderer, auch detaillierterer Propagator ergibt mit diesen Zahlen schlechtere Ergebnisse.

Alle angezeigten Zahlen, die ISS-Position in der Ecke, die Detailkarte nach dem Antippen eines Punktes und die Satellitenliste über Ihrem Ort stammen aus SGP4. Verwendet wird satellite.js 7.1.0, eine quelloffene JavaScript-Umsetzung unter MIT-Lizenz. Der Code wurde mit den veröffentlichten Testfällen von Vallado und Kollegen geprüft, darunter Katalognummer 5, Vanguard 1. Die Ergebnisse stimmen auf ein Hunderttausendstel Kilometer überein.

Als zweite Prüfung wurde die ISS-Position zum Aufnahmezeitpunkt mit einem unabhängigen öffentlichen Tracker verglichen, der eigene Elementsätze und eigenen Code verwendet. Die beiden Positionen bei 6,53° S, 90,81° W und etwa 420 km Höhe lagen 0,91 km auseinander.

Wie die Bühne zehntausend Satelliten zeichnet

SGP4 für zehntausend Objekte 60-mal pro Sekunde auszuführen, würde einen großen Teil der Rechenzeit eines Telefons beanspruchen. Für die Punkte nutzt die Bühne eine günstigere Methode. Jeder Punkt übergibt seine Bahn an den Grafikchip: Größe und Form der Ellipse, Neigung, Knoten, Perigäum und die Position zu einer Referenzzeit. Ein kleines Programm auf dem Chip löst in jedem Bild für jeden Punkt die Keplergleichung. Hinzu kommt die langsame Drehung durch den Äquatorwulst der Erde: Bei den meisten Bahnen wandert der Knoten westwärts, für die ISS etwa 4,9° pro Tag, und das Perigäum dreht sich innerhalb der Bahnebene.

Die Vereinfachung lässt sich vermessen. Der ISS-Punkt liegt zum Aufnahmezeitpunkt 11,4 km von der SGP4-Position entfernt, einen Tag später 18,0 km und nach drei Tagen 50,7 km. Bei einer Stichprobe von 318 Objekten beträgt der Median nach einem Tag 13,7 km. Auf einer 12.742 km breiten Erde ist das bei den meisten Zoomstufen weniger als ein Pixel. Wo Genauigkeit zählt, etwa in der Liste über Ihrem Standort, verwendet die Ausstellung wieder SGP4.

Wie viele Satelliten gibt es?

Die Antwort hängt davon ab, was und nach welcher Quelle gezählt wird. Die Quellen unterscheiden sich um mehr als den Faktor zwei.

Die CelesTrak-Aktivliste enthält hier 16.768 Objekte. Sie soll Satelliten umfassen, die anhand ihres Verhaltens und öffentlicher Informationen noch arbeiten. SATCAT, der vollständige Katalog desselben Tages, führte 20.157 Nutzlasten im Erdorbit, aktiv oder nicht, außerdem 2295 Raketenkörper, 12.540 katalogisierte Fragmente und 55 Objekte unbekannter Art.

Das Space Debris Office der Europäischen Weltraumorganisation führt eine eigene Statistik. Am 31. Juli 2026 meldete es etwa 18.850 noch im All befindliche Satelliten von insgesamt etwa 27.490 in Umlaufbahnen gebrachten. Etwa 15.900 waren noch funktionsfähig; Überwachungsnetze verfolgten regelmäßig rund 47.140 Objekte.

Die Union of Concerned Scientists betrieb viele Jahre eine bekannte Datenbank aktiver Satelliten. Ihr letztes Update mit Stand 1. Mai 2023 führte 7560. Seitdem pausiert die Organisation die Aktualisierungen. Diese Zahl gehört daher zu ihrem Datum und sollte nicht mit der heutigen verglichen werden.

Keine dieser Zahlen ist falsch. Sie unterscheiden sich im Datum, in der Definition von „aktiv“ und darin, ob ein noch nicht vollständig katalogisiertes Objekt schon mitzählt. Die Tabelle unter der Bühne nennt jeweils die Quelle.

Zwei von drei: Starlink

Von den 16.768 aktiven Satelliten gehören 11.150 zu Starlink, dem Internetnetz von SpaceX. Das sind zwei von drei. Die nächsten Gruppen sind deutlich kleiner: OneWeb mit 651, Amazons Kuiper mit 391 und die chinesischen Netze Qianfan mit 257 und Guowang mit 234.

Die Starlink-Taste zeigt nur diese Satelliten. Die meisten fliegen in Schalen zwischen etwa 460 und 480 km, mit Bahnebenen von 43°, 53°, 70° und etwa 97° zum Äquator, und decken so den Großteil der bewohnten Welt ab. Die Ebenen erscheinen als gekrümmte Bänder goldener Punkte, besonders bei hohem Tempo, wenn jede Ebene zur Linie wird.

Um die Seite leicht zu halten, zeichnet die Bühne jeden dritten Starlink- und jeden zweiten OneWeb-Satelliten. Die Auswahl erfolgt nach Katalognummer, ohne eine Schale zu bevorzugen. Die drei jüngsten Starlink-Starts werden vollständig gezeichnet. Die Zahlen bleiben stets vollständig; nur die Punkte werden ausgedünnt. Insgesamt stehen 9063 gezeichnete aktive Satelliten für die 16.768.

Warum neue Starlinks wie eine Kette aussehen

Eine Falcon 9 setzt einen Stapel Starlink-Satelliten gemeinsam in etwa 280 bis 350 km Höhe aus. Direkt danach driften sie nur langsam auseinander, alle in derselben Ebene hintereinander. Vom dunklen Bodenhimmel wirken sie wie eine Perlenkette, weshalb nach vielen Starts ungewöhnliche Lichter gemeldet wurden. Jonathan McDowell beschrieb in seiner Studie der Starlink-Population von 2020, wie die Satelliten tagelang in einer Reihe bleiben und dann mit Triebwerken über Wochen auf Betriebshöhe steigen. Da jeder nach eigenem Zeitplan steigt, löst sich die Kette auf.

Die jüngste Gruppe vom 13. Oktober lag im Datensatz noch bei etwa 290 bis 310 km, auf zwei Ansammlungen verteilt. Die Anfangsansicht zentriert die größere. Zwei ältere Gruppen vom 20. und 28. September lagen höher, bei etwa 360 und 345 km, und waren schon entlang ihrer Bahnen verteilt.

Die Internationale Raumstation

Die ISS ist mit etwa 109 m Spannweite die größte Struktur im Orbit. Seit November 2000 leben ununterbrochen Menschen dort. Im Datensatz kreiste sie zwischen 415 und 424 km auf einer um 51,6° geneigten Bahn, mit 92,97 Minuten Umlaufzeit und 7,66 km/s.

Die Neigung bestimmt die Sichtgebiete. Eine um 51,6° geneigte Bahn erreicht 51,6° nördlich und südlich des Äquators, aber nicht mehr. Über Seoul bei 37,6° N kann die ISS direkt vorbeiziehen. Nördlich von etwa 52°, etwa im Norden Schottlands oder in Alaska, steht sie nie senkrecht über dem Ort, sondern tiefer am Südhimmel. Darauf weist NASA in „Spot the Station“ hin.

Die ISS weicht auch Trümmern aus. Wird für ein verfolgtes Objekt eine Annäherung auf wenige Kilometer und ein Kollisionsrisiko über 1 zu 10.000 vorhergesagt, zündet die Station normalerweise ihre Triebwerke. Das NASA-Trümmerbüro zählte in seinen FAQ seit 1999 41 solche Manöver. Am 30. April 2025 etwa zündete ein Progress-Frachter 3 Minuten 33 Sekunden, um die Station von einem Fragment einer 2005 gestarteten chinesischen Rakete fernzuhalten.

Mehrere Objekte reisen mit der Station. Angedockte Schiffe wie Crew Dragon, Soyuz und Progress haben eigene Katalogeinträge und bewegen sich mit ihr. In „Jetzt“ überlagern sie den ISS-Punkt.

Tiangong und die anderen bemannten Schiffe

Chinas Raumstation Tiangong ist seit 2021 bemannt. Im Datensatz flog sie zwischen 384 und 386 km, etwas niedriger als die ISS, mit 41,5° Bahnneigung. Sie erreicht daher nicht die Breiten Nordeuropas. Ihr Umlauf dauerte 92,25 Minuten. Ein Shenzhou-Raumschiff und ein Tianzhou-Frachter waren angedockt.

Der Filter „Bemannt“ zeigt nur Stationen und ihre Schiffe. Mit 15 Objekten ist diese kleine Gruppe gut geeignet, um die ähnlichen Höhen und unterschiedlichen Neigungen der beiden Stationen zu vergleichen.

Die Höhe bestimmt die Umlaufzeit

Warum kreist die ISS in anderthalb Stunden, während ein Wettersatellit über dem Äquator einen ganzen Tag braucht? 1619 fand Johannes Kepler, dass das Quadrat der Planetenperiode mit der dritten Potenz des Sonnenabstands wächst. Isaac Newton erklärte später den Grund. Dieselbe Regel gilt für alles im Erdorbit:

T = 2π √(a³ / GM)

Dabei ist a die große Halbachse, bei einer Kreisbahn Erdradius plus Höhe. GM ist der Erd-Gravitationsparameter, nach IERS Conventions 398.600,4418 km³/s². Für die ISS mit 420 km Höhe und einem Äquatorradius von 6378,137 km gilt a = 6798,137 km. Dann ist a³ = 3,1417 × 10¹¹ km³, a³/GM = 788.190 s², die Wurzel 887,8 s und das 2π-Fache 5578 s, also 92,97 Minuten. Die mittlere Bewegung des Katalogs liefert dasselbe: 1440 Minuten geteilt durch 15,489 Umläufe ergeben 92,97 Minuten.

In „Höhe“ lässt sich der Testsatellit von 160 km bis jenseits des Mondes bewegen. Umlaufzeit, Tempo, Umläufe pro Tag und größtmöglicher Schattenanteil stehen in der Ecke und am Satelliten. Einige Höhen zum Ausprobieren:

• 420 km: 92,97 Minuten, 15,4 Umläufe pro Tag.
• 20.200 km: etwa 12 Stunden, zwei Umläufe pro Tag. Hier fliegen GPS-Satelliten.
• 35.786 km: 23 Stunden 56 Minuten 4 Sekunden, ein Umlauf pro Erddrehung.
• 377.900 km, mittlere Mondentfernung abzüglich Erdradius: 27,45 Tage.

Der letzte Wert weicht absichtlich etwas ab. Die echte Mondperiode gegenüber den Sternen ist 27,32 Tage. Die Formel behandelt den Mond als masselos, doch er besitzt 1,23% der Erdmasse, und beide Körper ziehen einander an. Setzt man die Summe beider Massen in GM ein, erhält man 27,29 Tage, nahe dem gemessenen Wert.

Warum höher langsamer ist

Es wirkt zunächst plausibel, dass ein weiter entfernter Satellit schneller sein müsste, um dort oben zu bleiben. Das Gegenteil stimmt. Auf einer Kreisbahn ist das Tempo √(GM/r): je weiter außen, desto langsamer. Die ISS bewegt sich mit 7,66 km/s, GPS mit 3,87 km/s, ein geostationärer Satellit mit 3,07 km/s und der Mond mit etwa 1 km/s.

Höhere Bahnen sind langsamer und länger. Die Umlaufzeit wächst daher stärker als die Entfernung. Verdoppelt sich der Abstand vom Erdmittelpunkt, dauert der Umlauf 2,8-mal so lange, denn 2³ = 8 und √8 = 2,8.

Um die Erde fallen

Satelliten schweben nicht, weil die Schwerkraft endet. In ISS-Höhe beträgt sie noch etwa 88% des Bodenwerts. Der mittlere Erdradius ist 6371 km; das Verhältnis lautet daher (6371 / 6791)² = 0,88. Die Station fällt ständig. Gleichzeitig bewegt sie sich mit 7,66 km/s seitwärts, sodass sich der Boden so schnell unter ihr wegkrümmt, wie sie fällt. Die Besatzung fühlt sich schwerelos, weil sie mit der Station gemeinsam fällt.

Newton zeichnete dafür eine Kanone auf einem Berg. Je schneller eine Kugel abgefeuert wird, desto weiter entfernt landet sie. Bei der richtigen Geschwindigkeit krümmt sich der Boden unter ihr so schnell weg, wie sie fällt, und sie landet nie. Diese Geschwindigkeit hängt von der Höhe ab, womit wir wieder bei der Formel oben sind.

Niedrige Bahnen und die dichteste Schicht

15.955 der 16.768 aktiven Satelliten, 95%, fliegen im niedrigen Erdorbit. Die Ausstellung definiert ihn als Umlaufzeiten unter 128 Minuten, grob unter 2000 km Höhe. Er ist günstig erreichbar, nah genug für kleine Kameras und schnelle Funkverbindungen und in einer Hinsicht selbstreinigend: Die dünne Luft zieht inaktive Satelliten binnen Jahren herunter.

Das Diagramm in „Höhe“ zählt aktive Satelliten in 100-km-Schritten. Eine Schicht ragt heraus: 10.590 Satelliten, fast zwei Drittel aller aktiven, fliegen zwischen 400 und 500 km, überwiegend Starlink. Danach folgen 500 bis 600 km mit 1681 und 1100 bis 1200 km mit 544, wo OneWeb fliegt.

Der ESA Space Environment Report 2025 beschrieb denselben Wandel: Ein wachsender Anteil der Konstellationssatelliten fliegt unter 500 km, wo der Luftwiderstand ausgefallene Satelliten schneller entfernt. Um 550 km seien bedrohliche Trümmerobjekte inzwischen von derselben Größenordnung wie aktive Satelliten.

Bahnen im Takt der Sonne

Viele Erdbeobachtungssatelliten fliegen mit etwa 98°, leicht rückwärts über die Pole geneigt. Landsat 9 kreiste im Datensatz zum Beispiel in 702 km Höhe mit 98,22° Neigung. Die Neigung ist bewusst gewählt. Der Erdwulst dreht jede Bahnebene langsam; knapp jenseits von 90° geht die Drehung ostwärts. Bei richtiger Neigung beträgt sie 0,9856° pro Tag, eine volle Drehung pro Jahr, und hält die Bahn im Takt der Sonne. Der Satellit überquert jede Breite täglich zur gleichen örtlichen Sonnenzeit und fotografiert daher bei ähnlichem Licht und Schatten.

Die Bahnberechnung kann diese Neigung aus demselben Wulstterm ermitteln, mit dem sie die Punkte bewegt. Für 700 km ergibt sich 98,19°, nur wenige Hundertstel Grad vom Landsat-9-Wert entfernt.

Mittlere Bahnen: Navigationssatelliten

Zwischen niedrigen Bahnen und geostationärem Gürtel liegt ein weites Gebiet mit nur 186 aktiven Satelliten, überwiegend zur Navigation. GPS.gov beschreibt das US-System als Satelliten in etwa 20.200 km Höhe, die zweimal täglich in sechs Bahnebenen kreisen, mit 31 operativen Satelliten im Juli 2023. Die Aktivliste des Datensatzes enthält 40 NAVSTAR-Objekte einschließlich Reserven. Russlands GLONASS fliegt etwas niedriger, hier bei etwa 19.100 km, Europas Galileo etwas höher. Chinas BeiDou kombiniert mittlere, geostationäre und geneigte 24-Stunden-Bahnen.

In „Bahnen“ bilden die grünen Punkte eine dünn besetzte Schale weit außerhalb des dichten blauen Dunstes niedriger Bahnen. Ein Telefon, das vier Satelliten gleichzeitig sehen soll, braucht diese Verteilung: hoch genug für weite Sicht und genügend Ebenen, damit immer einige Satelliten über dem Horizont stehen.

Der geostationäre Gürtel

35.786 km über dem Äquator dauert ein Umlauf genau so lange wie eine Erddrehung gegenüber den Sternen: 23 Stunden 56 Minuten 4 Sekunden. ESA erklärt, dass ein dort von West nach Ost fliegender Satellit mit der Erddrehung Schritt hält und über einem Ort stillzustehen scheint. Bodenantennen können einmal ausgerichtet werden und müssen sich nicht mehr bewegen.

In „Bahnen“ bilden die 575 geostationären Satelliten der Aktivliste einen dünnen Ring. „Mit der Erde drehen“ lässt die Kamera mitrotieren. Der Ring friert ein, während alles andere vorbeizieht. Die Satelliten ruhen nicht: Jeder fliegt etwa 3,07 km/s auf einem 265.000 km langen Kreis.

In diesem Ring lässt sich Koreas Wettersatellit finden. GEO-KOMPSAT-2A, auch Chollian 2A genannt, lag im Datensatz bei 128,27° O und 0,00° Breite. Das liegt innerhalb von 0,15° seines zugewiesenen Platzes bei 128,2° O.

Langgestreckte Ellipsen

Für weit nördliche Orte stehen geostationäre Satelliten so tief, dass Gebäude und Hügel sie verdecken. Sowjetische Ingenieure wählten für die Molniya-Kommunikationssatelliten in den 1960er-Jahren eine andere Bahn: eine lange Ellipse mit 63,4° Neigung und einem halben Tag Umlaufzeit. NASA nennt dafür eine Exzentrizität von 0,722. Der Satellit durchläuft den tiefsten Punkt über der Südhalbkugel schnell und verbringt etwa zwei Drittel des Umlaufs hoch über dem Norden, wo er langsam wandert, fast wie ein geostationärer Satellit für hohe Breiten.

Die 63,4° sind kein Zufall. Bei den meisten Neigungen dreht der Erdwulst die Ellipse langsam in ihrer Ebene, sodass der höchste Punkt nach Süden wandern würde. Bei 63,4°, und nur dort, stoppt diese Drehung. Kidder und Vonder Haar nannten 1990 für meteorologische Molniya-Bahnen 717,74 Minuten Periode und etwa 39.750 km Apogäum.

Meridian 7, ein russischer Kommunikationssatellit im Datensatz, folgt einer solchen Bahn: 717,83 Minuten pro Umlauf, 63,45° Neigung, zwischen 2635 und 37.722 km. Seine Linie ist rosa. Bei mitdrehender Kamera lässt sich beobachten, wie er über dem Norden verweilt.

Die fernen Satelliten

Einige fliegen viel weiter hinaus. Das NASA-Planetensuchteleskop TESS pendelt zwischen etwa 119.000 und 364.000 km, fast bis zur Mondentfernung. Die Bahn wurde auf einen halben Mondmonat, 13,7 Tage, ausgelegt, damit die Mondanziehung sie stabilisiert, statt sie zu stören. Ricker und Kollegen beschrieben das 2015. Im Datensatz war die Periode auf 14,2 Tage angewachsen.

Das 1999 gestartete Chandra-Röntgenobservatorium erreicht etwa 136.000 km, ein Drittel des Mondwegs, und kehrt alle 2,6 Tage auf 12.600 km zurück. XMM-Newton der ESA, ebenfalls von 1999, braucht knapp zwei Tage. Vier MMS-Sonden der NASA fliegen in Formation bis 171.000 km hinaus, um die Verbindung und Trennung von Erdmagnetfeldlinien zu untersuchen.

Öffnen Sie „Bahnen“ und zoomen Sie weit heraus. Neben den rosa Ellipsen wirkt der geostationäre Ring winzig.

Ihr Himmel

„Mein Himmel“ stellt eine glatte, gesichtslose Figur an den gewählten Ort auf den Boden und zeichnet darüber eine Himmelskuppel. Für jeden Satelliten berechnet die Bühne die Blickrichtung: Azimut, von Norden über Osten gemessen, und Elevation, den Winkel über dem Horizont.

Die Rechnung hat drei Schritte. Der Ort wird anhand der WGS-84-Erdform in einen Raumpunkt umgerechnet. Die Erde wird zur passenden Sternzeit der Uhr gedreht, sodass der Ort zwischen den Satelliten richtig liegt. Dann wird die Verbindungslinie zum Satelliten in Ost, Nord und Oben zerlegt; daraus ergeben sich die beiden Winkel.

Die Kuppel ist nicht maßstäblich. Ein Satellit 420 km über Ihnen und einer in 35.786 km Entfernung erscheinen auf derselben Kuppel. Nur die Richtung stimmt. Die Liste unter der Bühne nennt die Entfernung.

Sie können eine Stadt wählen, Breite und Länge eingeben oder den Browser nach Ihrem Standort fragen lassen. Nichts davon verlässt die Seite; die Wahl wird nur im Browser gespeichert.

Wann ein Satellit sichtbar ist

Satelliten besitzen keine vom Boden aus sichtbaren hellen Lampen. Wie beim Mond sehen wir reflektiertes Sonnenlicht. Zwei Bedingungen müssen gleichzeitig erfüllt sein: Ihr Himmel ist dunkel, hier definiert als Sonne mehr als 6° unter Ihrem Horizont. Und der Satellit erhält noch Sonnenlicht außerhalb des Erdschattens.

Kurz nach Sonnenuntergang trifft das häufig zu. Der Boden liegt im Schatten, doch ein Satellit einige Hundert Kilometer darüber sieht die Sonne noch. Im Lauf der Nacht steigt der Erdschatten am Himmel auf; um Mitternacht liegen die meisten niedrigen Satelliten darin. NASA fasst es in „Spot the Station“ so zusammen: Alle ISS-Sichtungen liegen innerhalb weniger Stunden vor oder nach Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang.

„Nach Sonnenuntergang“ springt in „Mein Himmel“ zur örtlichen Abenddämmerung. Beleuchtete Punkte stehen nun vor dunklem Himmel, und die Anzeige zählt sie. Nicht alle wären wirklich sichtbar: Helligkeit hängt auch von Größe, Sonnenwinkel und Entfernung ab; die meisten kleinen Satelliten sind für das bloße Auge zu schwach. Die Liste markiert geometrisch geeignete Objekte, mehr als 10° hoch, näher als 2000 km, beleuchtet und vor dunklem Himmel, ohne die Helligkeit zu entscheiden. Navigations- und geostationäre Satelliten können die ganze Nacht beleuchtet bleiben, sind aber Zehntausende Kilometer entfernt und viel zu schwach fürs Auge.

Erdschatten bei jedem Umlauf

Schalten Sie in „Jetzt“ den Erdschatten ein. Jeder Satellit darin wird dunkel. Das Modell behandelt den Schatten als erdbreiten Zylinder von der Sonne weg. Für niedrige Bahnen stimmen Ein- und Austrittszeiten damit auf wenige Sekunden.

Wie lange bleibt ein niedriger Satellit dunkel? Liegt die Sonne in der Ebene einer Kreisbahn mit Radius r, umfasst der dunkle Bogen 2 × arcsin(R/r). Für die ISS mit r = 6798 km sind das 2 × arcsin(0,938) = 139,5°, also 38,8% jedes Umlaufs: 36 von 92,97 Minuten. Steht die Sonne weit außerhalb der Bahnebene, schrumpft der Anteil. In manchen Jahreszeiten bleibt die ISS tagelang beleuchtet. Höhere Bahnen verbringen weniger Zeit im Schatten. Ein geostationärer Satellit durchquert ihn nur um die Tagundnachtgleichen, höchstens etwa 70 Minuten täglich. Das folgt aus derselben Formel mit r = 42.164 km.

Was verfolgt wird

Weltraumschrott umfasst Orbitobjekte ohne verbleibenden Zweck: inaktive Satelliten, ausgebrannte Raketenstufen und Explosions- oder Kollisionsfragmente. Am Aufnahmetag führte der öffentliche Katalog 12.540 katalogisierte Fragmente und 2295 Raketenkörper im Erdorbit. ESA zählt etwa 47.140 regelmäßig verfolgte Objekte und schätzt über 660 Zerlegungen, Explosionen, Kollisionen und andere Fragmentierungsereignisse seit 1957.

Gefährlich ist die Geschwindigkeit. Das NASA-Trümmerbüro nennt 7 bis 8 km/s im niedrigen Orbit, mittlere Aufprallgeschwindigkeiten zwischen zwei Objekten von etwa 10 km/s und Spitzen bis 15 km/s. Dabei kann ein ungefähr zentimetergroßes Fragment einen Satelliten ausschalten.

„Trümmer“ zeigt katalogisierte Fragmente aus vier Ereignissen, nach Ereignis gefärbt, mit verblassten aktiven Satelliten dahinter.

Fengyun-1C, 2007

Am 11. Januar 2007 traf eine chinesische Rakete den alten Wettersatelliten Fengyun-1C. Er kreiste auf einer fast polaren Bahn zwischen 845 und 865 km mit 98,6° Neigung. Die NASA Orbital Debris Quarterly News nannten dies die schlimmste einzelne Verschmutzung niedriger Bahnen seit 50 Jahren. Die Wolke reichte von 200 bis über 4000 km. Die meisten Fragmente gelangten auf Bahnen mit Lebensdauern von Jahrzehnten oder Jahrhunderten. NASA schätzte bis zu 35.000 Stück von mindestens 1 cm.

Der Katalog führt 3534 Fengyun-1C-Fragmente; 2314 waren am Aufnahmetag fast 20 Jahre später noch im Orbit. Die roten Punkte zeigen die 1978 mit aktuellen Elementsätzen.

Iridium 33 und Cosmos 2251, 2009

Im Februar 2009 kollidierten erstmals zwei vollständige Satelliten zufällig: der aktive Kommunikationssatellit Iridium 33 und der inaktive russische Cosmos 2251. Laut NASA konzentrierten sich Fragmente nahe 800 km, wo viele Kommunikations- und Erdbeobachtungssatelliten fliegen. Die Wolken reichten aber von 200 bis 1700 km. Cosmos 2251 erzeugte etwa doppelt so viele Fragmente wie Iridium 33, annähernd entsprechend ihrem Massenverhältnis.

Der Katalog nennt 1716 Cosmos-2251-Fragmente und 656 von Iridium 33. Davon waren im Datensatz noch 610 und 115 im Orbit.

Cosmos 1408, 2021

Am 15. November 2021 zerstörte Russland seinen eigenen inaktiven Cosmos 1408 mit einer Rakete. Er flog etwa 480 km hoch. Die Fragmente entstanden daher nahe der ISS-Höhe, und die Station musste der Wolke ausweichen. Das NASA-Trümmerbüro beschrieb das Ereignis im Newsletter vom März 2022.

Der Katalog führt 1806 Fragmente. Am Aufnahmetag waren 4 übrig. In 480 km Höhe ist die obere Atmosphäre dicht genug, um die meisten binnen weniger Jahre herunterzuziehen. Die violetten Punkte sind fast verschwunden: Niedrige Bahnen reinigen sich selbst.

Die nicht verfolgbaren Fragmente

Radar und Teleskope erkennen in niedrigen Bahnen Objekte bis hinunter zu etwa 10 cm. Kleinere Stücke werden mit statistischen Modellen aus Einschlagspuren zurückgebrachter Hardware, speziellen Radarkampagnen und Zerlegungssimulationen geschätzt. Das ESA-Modell MASTER-8 mit Referenzpopulation vom Februar 2026 nennt etwa 68.450 Objekte über 10 cm, etwa 1,5 Millionen zwischen 1 und 10 cm und etwa 230 Millionen zwischen 1 mm und 1 cm.

Die Taste „Nicht verfolgbare Fragmente“ ergänzt eine graue Wolke. Die Ausstellung kennzeichnet sie als Modell. Jeder Punkt steht für 100 der 1,5 Millionen Stücke. Ihre Bahnen sind von verfolgten niedrigen Objekten kopiert, mit zufälliger Orientierung und Position. So besitzt die Wolke dasselbe Höhenprofil wie die verfolgte Population. Wo die echten Stücke liegen, weiß niemand.

Wie lange Trümmer oben bleiben

Die Höhe entscheidet. Laut NASA fallen Trümmer unter 600 km normalerweise binnen mehrerer Jahre zurück. In 800 km Höhe dauert der Abbau oft Jahrhunderte, über 1000 km tausend Jahre oder mehr. Im geostationären Gürtel gibt es gar keine Luft. Tote Satelliten bleiben dort dauerhaft, sofern man sie nicht versetzt. Deshalb heben Betreiber sie am Lebensende einige Hundert Kilometer in eine Friedhofsbahn an.

Die Regeln wurden strenger. Die US-amerikanische Federal Communications Commission beschloss 2022, dass von ihr zugelassene Satelliten im niedrigen Orbit ihre Bahn innerhalb von fünf statt bisher 25 Jahren nach Missionsende verlassen müssen. Der ESA-Bericht 2026 beschreibt das Ergebnis: Bei etwa zehn gestarteten und mehr als drei intakt wiedereintretenden Objekten täglich kommen inzwischen mehr Satelliten am Lebensende absichtlich herunter.

Das Kessler-Syndrom

1978 fragten Donald Kessler und Burton Cour-Palais von NASA, was bei wachsender Satellitenzahl geschehen würde. Ihre Antwort: Kollisionen würden irgendwann schneller Fragmente erzeugen, als Luftwiderstand sie entfernt. Diese Fragmente verursachten weitere Kollisionen. Ein Trümmergürtel um die Erde würde selbständig wachsen.

Laut ESA-Bericht 2025 besteht wissenschaftlicher Konsens, dass einige Regionen diesen Punkt überschritten haben: Selbst ohne weitere Starts erzeugte Fragmentierung mehr Schrott, als wiedereintritt. Aktive Trümmerentfernung sei nötig, um das Wachstum zu stoppen. Wie schnell die Kaskade Bahnen unbrauchbar macht, wird unterschiedlich eingeschätzt. Die Modelle hängen von künftigen Starts und der Regeltreue der Betreiber ab.

Seit 1957

Am 4. Oktober 1957 startete die Sowjetunion Sputnik 1, eine polierte Kugel von 58 cm und 83,6 kg mit rund 98 Minuten Umlaufzeit. Drei Monate später kam sie herunter. Ende 1957 waren zwei Nutzlasten im Orbit; Sputnik 2 war im November hinzugekommen.

„Seit 1957“ zeigt 27.561 Nutzlasten, alle im öffentlichen Katalog mit bekannter Erdumlaufbahn, bekanntem Perigäum und Apogäum. Der Jahresregler zeigt die zum Jahresende vorhandenen. Da der Katalog Größe, Form und Neigung der Bahn, nicht aber die damalige Position liefert, sind Orientierung und Bahnposition zufällig. Die Wolkenform ist real, einzelne Punkte nicht.

Das danebenliegende Diagramm nennt exakte Zahlen der Nutzlasten im Orbit:

• 1970: 457
• 1990: 1943
• 2000: 3215
• 2010: 3882
• 2019: 5526
• 2020: 6645
• 2023: 12.464
• 2025: 17.552
• 20. Oktober 2026: 20.303

60 Jahre lang wuchs die Zahl um grob hundert jährlich. Dann sprang sie an. 2019 starteten 453 Nutzlasten, 2020 1235, 2025 4492, die meisten davon Starlink. Von Ende 2019 bis zum Aufnahmetag stieg die Zahl kreisender Nutzlasten auf das 3,7-Fache.

Der älteste noch kreisende Satellit ist nicht Sputnik, sondern Vanguard 1 vom 17. März 1958. NASA nennt ihn das älteste künstliche Objekt im Erdorbit. Er war auch der erste solarbetriebene Satellit. Im Datensatz kreiste er zwischen 651 und 3819 km, selbst am tiefsten Punkt hoch genug, um kaum Luft zu berühren.

Ihr Geburtstag

Geben Sie im Labor Ihren Geburtstag ein. Die Ausstellung ermittelt mit demselben Katalog die Zahl kreisender Nutzlasten am ersten Tag dieses Monats. Sie zeigt außerdem die Starts im Geburtsjahr und den heutigen Vervielfachungsfaktor. Im Januar 1990 Geborene begannen mit etwa 1800 Satelliten über sich, im Januar 2020 Geborene mit weniger als 6000. Heute sind es mehr als 20.000.

Astronomie und helle Satelliten

Mehr Satelliten bedeuten mehr Streifen in langen Teleskopbelichtungen. Hainaut und Williams von der European Southern Observatory schätzten 2020, wie oft große Konstellationen ESO-Aufnahmen kreuzen würden. Der Effekt war in der Dämmerung am stärksten, wenn niedrige Satelliten beleuchtet sind und der Himmel dunkel ist: genau die Situation in „Mein Himmel“. Tyson und Kollegen modellierten das Problem für das Rubin Observatory, dessen Weitwinkelkamera alle paar Nächte den gesamten Südhimmel erfasst. Dunklere Satelliten und sorgfältige Zeitplanung verringern die Schäden, beseitigen sie aber nicht. Der Workshop SATCON1 von NOIRLab und American Astronomical Society sammelte 2020 Empfehlungen für Betreiber und Observatorien.

Weltraumwetter

Die Sonne kann Satelliten herunterholen. Am 3. Februar 2022 startete SpaceX 49 Starlink-Satelliten auf eine niedrige Anfangsbahn mit Perigäum nahe 210 km. Ein mäßiger geomagnetischer Sturm am 3. und 4. Februar erwärmte und dehnte die Hochatmosphäre aus, wodurch der Luftwiderstand stieg. 38 der 49 erreichten ihre Betriebshöhe nicht und traten binnen Tagen wieder ein. Dang und Kollegen verfolgten die Kette von Sonneneruption und koronaler Massenauswurf bis zur Atmosphäre. Fang und Kollegen vom NOAA Space Weather Prediction Center schätzten den Dichteanstieg entlang der Bahnen.

Die Lehre ist auf der Bühne sichtbar: Die niedrigsten Satelliten, etwa die neueste Starlink-Kette, sind der Luft am stärksten ausgeliefert.

Korea im Orbit

Der öffentliche Katalog führt 96 südkoreanische Nutzlasten; am Aufnahmetag waren 85 noch im Orbit, aktiv oder nicht. Die erste war KITSAT-1, Uribyol 1, gestartet am 10. August 1992. Der Filter „Koreanisch“ in „Jetzt“ hebt die aktiven hervor. Darunter sind der geostationäre Wettersatellit GEO-KOMPSAT-2A, sein Schwestergerät GEO-KOMPSAT-2B für Meer und Luftqualität, Koreasat-Rundfunksatelliten, KOMPSAT-Bildsatelliten und kleine NEONSAT-Satelliten.

Unterschiede zwischen Modell und Wirklichkeit

Einige Dinge sind vereinfacht. Diese Unterschiede sollten genannt werden.

• Die Punkte folgen Keplers Gesetzen und dem Wulstterm, nicht vollständigem SGP4. Die oben gemessene Abweichung beträgt nach einem Tag für die Hälfte der Satelliten etwa 14 km oder weniger.
• Starlink wird auf einen von drei Punkten, OneWeb auf einen von zwei ausgedünnt. Die drei jüngsten Starlink-Starts und alle anderen Satelliten sind vollständig.
• Der Datensatz ist eine Momentaufnahme. Nachträglich manövrierte Satelliten stehen dort, wo der Datensatz sie vorhersagt, nicht an ihrer echten Position.
• Der Erdschatten ist ein Zylinder. Der echte Schatten hat einen weichen Halbschattenrand; die Atmosphäre lenkt Sonnenlicht hinein, sodass Ein- und Austritt allmählich erfolgen.
• „Sichtbar“ ist eine geometrische Bedingung. Helligkeit hängt von Größe, Form, Reflexionsvermögen und Winkel ab, die der Katalog nicht angibt.
• Die graue Trümmerwolke ist eine ESA-Modellschätzung auf kopierten Bahnen.
• In „Seit 1957“ sind die Positionen entlang der Bahnen zufällig.
• Satelliten erscheinen als wenige Pixel breite Punkte. Bei diesem Maßstab wäre die 109 m breite ISS kleiner als ein Tausendstel Pixel.
• Die Erdkarte beruht auf einem geglätteten groben öffentlichen Landumriss mit erfundenen Wolken.

Führung und Labor

Die Führung im Panel hat 14 Schritte: von der Starlink-Kette über ISS, Schatten, eigenen Himmel, Keplers Gesetz in drei Höhen, Bahnarten und stillstehenden Gürtel bis zu Trümmerwolken und Rückblick ab 1957. Jeder Schritt stellt die Bühne ein. Sie können jederzeit anhalten und sich umsehen.

Das Labor darunter enthält Ort und Geburtstag, die mit SGP4 berechnete Überflugliste, elf Aufgaben, die Zahlentabelle, das Satellitenbuch mit 46 Einträgen in acht Gruppen, verborgene Funde und Irrtumskarten. Sterne, Funde und Bucheinträge bleiben im Browser gespeichert.