Was ist der mittlere Erdorbit (MEO)?

What is Medium Earth Orbit (MEO)? wird von BTW Media profiliert, da veröffentlichte Beweise eine Verbindung zu Internetinfrastruktur, Governance, Betriebsabhängigkeiten oder Marktsichtbarkeit herstellen.

• Der mittlere Erdorbit bezeichnet eine bestimmte Region im Weltraum zwischen dem niedrigen Erdorbit (LEO) und dem geostationären Orbit (GEO).
• MEO-Satelliten befinden sich in einer Höhe zwischen 2 000 und 36 000 Kilometern (1 243 bis 22 300 Meilen) über der Erdoberfläche.
• MEO-Satelliten sind vor allem für ihre wichtige Rolle in globalen Navigationssystemen bekannt, das bekannteste Beispiel ist das Global Positioning System (GPS).

Ein Satellit im mittleren Erdorbit (MEO) umkreist die Erde in einer Höhe, die größer ist als die eines Satelliten im niedrigen Erdorbit (LEO) und geringer als die eines Satelliten im geostationären Orbit (GEO). Der MEO-Orbit, manchmal auch als Intermediate Circular Orbit (ICO) bezeichnet, bietet eine breite Palette von Optionen für Satellitenbetreiber und stellt ein Gleichgewicht zwischen den Kosten von Konstellationen in höheren Höhen und der Abdeckung von Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen her. MEO-Satelliten operieren in Höhen zwischen 1 000 und 22 000 Meilen und umkreisen die Erde mindestens zweimal täglich.

Einige haben perfekt kreisförmige Umlaufbahnen, während andere elliptischen Bahnen folgen, aber alle folgen kontinuierlich derselben Umlaufbahn, sobald sie etabliert ist.

Lesen Sie auch:Wie beeinflusst Weltraumwetter Satelliten?

Definition des MEO-Orbits

Der mittlere Erdorbit (MEO) bezeichnet die Region des Weltraums zwischen dem niedrigen Erdorbit (LEO) und dem geostationären Orbit (GEO), die sich in der Regel zwischen 2 000 und 36 000 Kilometern (1 243 bis 22 300 Meilen) über der Erdoberfläche befindet.

MEO-Satelliten sind für globale Navigationssysteme wie das Global Positioning System (GPS) unverzichtbar. Diese Satelliten bilden eine Konstellation, die eine globale Abdeckung gewährleistet und präzise Ortungs-, Navigations- und Zeitsynchronisationsdienste bereitstellt. Durch die Übertragung von Signalen mit genauen Zeitinformationen können GPS-Empfänger am Boden ihre Position, Geschwindigkeit und die Uhrzeit mit hoher Genauigkeit triangulieren, da von jedem Punkt der Erde aus mehrere MEO-Satelliten sichtbar sind.

Es ist weniger Energie erforderlich, um Satelliten auf ihrer MEO-Bahn zu halten, aufgrund der minimalen Gravitationsanziehung der Erde und des reduzierten atmosphärischen Widerstands.
„Der Stationshalt ist in MEO einfacher als in LEO und benötigt weniger Treibstoff“, bemerkt Gregory Henning, Projektleiter für Weltraumschrottsimulationen bei der Aerospace Corporation.
Neben dem reduzierten Treibstoffverbrauch ist einer der Hauptvorteile des MEO-Orbits, dass die Satelliten einen höheren Beobachtungspunkt haben als die in LEO, was bedeutet, dass weniger Satelliten benötigt werden, um eine vollständige Abdeckung der Erde zu gewährleisten. Dies macht den MEO-Orbit ideal für Navigationssatelliten. Er beherbergt das Global Positioning System (GPS) der USA sowie Galileo, GLONASS und BeiDou, die europäischen, russischen und chinesischen Versionen von GPS.
„Wenn Sie versuchen würden, die GPS-Mission in LEO durchzuführen, wäre die Anzahl der benötigten Satelliten enorm“, sagt Henning. Im Vergleich zu Tausenden von Satelliten in LEO hat der MEO-Orbit weniger als 200.
„Der Kompromiss ist, dass, je weiter man sich von der Erde entfernt, desto stärker muss der Sendeleistungsstrahl sein; folglich ist die Ausrüstung voluminöser und der Satellit größer, was den Start (von MEO-Satelliten) im Allgemeinen teurer macht im Vergleich zu LEO“, bemerkt Kerstyn Auman, Analystin für Weltraumlageerfassung (SSA) bei der Aerospace Corporation.
Ein weiterer ganz besonderer Kompromiss des MEO-Orbits betrifft die beiden Zonen geladener energiereicher Teilchen über dem Äquator, die als Van-Allen-Strahlungsgürtel bekannt sind. Satelliten, die diese Gürtel durchqueren, müssen eine spezielle Abschirmung haben, um Schäden an ihren elektronischen Systemen zu vermeiden.
Zusammen mit LEO ist der MEO-Orbit das Ziel eines neuen Programms für Warnung, Verfolgung und Raketenabwehr, das derzeit beim Space Systems Command entwickelt wird. Es wird die bestehenden SBIRS-Satelliten (Space-Based Infrared) im geosynchronen Orbit ergänzen und eine zusätzliche Widerstandsfähigkeitsschicht für die weltraumgestützten Erfassungsfähigkeiten des Landes bieten.

Lesen Sie auch:Elon Musk startet Starlink-Satelliten-Internetdienst in Indonesien

Wie sind MEO-Satelliten entstanden?

Sie sind kein neues Konzept in der Satellitenwelt. Der erste Telekommunikationssatellit, Telstar, gestartet 1962, war ein Satellit im mittleren Erdorbit, der für die Übertragung von Hochgeschwindigkeitstelefonsignalen konzipiert war. Nach seinem Start wurde schnell klar, dass ein einzelner MEO-Satellit im Weltraum nicht ausreichte, da er nur 20 Minuten pro Umlauf von etwa 2,5 Stunden transatlantische Telefonsignale lieferte. Das Konzept von Satellitenkonstellationen, die aus mehreren MEO-Satelliten bestehen, war geboren.

Was sind die Vorteile von MEO-Satelliten?

MEO-Satelliten stellen ein Gleichgewicht zwischen den Eigenschaften von LEO- und GEO-Satelliten her. LEO-Satelliten, die die Erde normalerweise in einem kreisförmigen Muster um den Äquator umkreisen, benötigen etwa zwei Dutzend Einheiten, um eine kontinuierliche Abdeckung zu gewährleisten.

MEO-Satelliten umkreisen die Erde in größeren Höhen und bieten eine größere Abdeckung. Mit 24 MEO-Satelliten können jederzeit vier jeden Punkt der Erde abdecken, was Dienstanbietern hilft, Kommunikationsunterbrechungen aufgrund von Wetterbedingungen oder Hindernissen zu vermeiden. LEO-Satelliten haben jedoch den Vorteil, klarere Überwachungsbilder zu liefern und weniger Energie für die Datenübertragung zu benötigen.

GEO-Satelliten operieren in viel größeren Höhen und bieten eine weitreichende Abdeckung. Sie umkreisen die Erde in 24 Stunden und erscheinen von der Erde aus stationär, was ideal für konsistente Kommunikationsrelais ist. Theoretisch könnten drei GEO-Satelliten im Abstand von 120 Grad eine kontinuierliche globale Abdeckung bieten. Allerdings bergen die begrenzten Umlaufbahnpositionen für Satelliten, die dieselbe Funkfrequenz nutzen, Risiken von Interferenzen oder Kollisionen.

Außerdem erfordert das Platzieren eines Satelliten im GEO-Orbit, der sich in 22 300 Meilen (35 800 km) Höhe befindet, eine große Rakete und eine erhebliche Menge an Treibstoff an Bord. Satelliten erreichen diese Umlaufbahn in der Regel indirekt, indem sie zunächst in einen geosynchronen Transferorbit eintreten und dann die Triebwerke zu einem bestimmten Zeitpunkt zünden, um sich auf die gewünschte Höhe zu bringen.

MEO-Satelliten bieten einen Kompromiss zwischen den Vor- und Nachteilen von LEO- und GEO-Satelliten. Obwohl MEO-Satelliten längere Umlaufbahnen haben als LEO, scheinen sie sich aus der Sicht eines erdgebundenen Beobachters immer noch zu bewegen. Eine MEO-Satellitenkonstellation benötigt weniger Einheiten als LEO, aber mehr als GEO, was die Bau- und Bereitstellungskosten ausgleicht. Ihre geringere Höhe im Vergleich zu GEO reduziert auch die Latenz.

Darüber hinaus können MEO-Satelliten in niedrigeren Höhen schwächere Signale empfangen als GEO-Satelliten. Ihre Sendeleistung und Antennengröße bieten einen Mittelweg zwischen den bescheidenen Anforderungen von LEO und den erheblichen Anforderungen von GEO.

Was sind die Anwendungen von MEO-Satelliten?

Neben Anwendungen in der Verteidigungsindustrie eignen sich MEO-Satelliten hervorragend für den Einsatz zu Kommunikationszwecken. Sie werden am häufigsten für GPS-Tracking und mobile Telefonkommunikation eingesetzt, obwohl ihr erfolgreicher Einsatz sie zunehmend als potenzielle Lösung für den wachsenden Bedarf an asynchronem Transfermodus (ATM) und anderen Breitbandkommunikationsnetzen ins Gespräch bringt.

Navigationssysteme bleiben die häufigste Verwendung von MEO-Satelliten. Zu den aktuellen Bereitstellungen gehören das Global Positioning System (GPS) und das russische System GLONASS. Ein für die Europäische Union vorgeschlagenes MEO-Navigationssystem namens Galileo soll seinen Betrieb im Jahr 2013 aufnehmen.