Geostationären

Geostationäre Umlaufbahn (GEO) ist eine erdnahe Umlaufbahn, in der ein Satellit mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Erdrotation um die Erde kreist und dadurch relativ zu einem festen Punkt der Erdoberfläche über dem Äquator bleibt. Die Bahn liegt nahezu exakt im Äquator (Inklination nahe 0°) und hat eine mittlere Höhe von etwa 35.786 Kilometern über der Erdoberfläche. Die Umlaufzeit beträgt rund 23 Stunden 56 Minuten, was dem siderealen Tag der Erde entspricht.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich GEO-Satelliten besonders für Kommunikations- und Wetterbeobachtungssatelliten, da Antennen am Boden stationär ausgerichtet bleiben können. Sie ermöglichen eine nahezu kontinuierliche Abdeckung großer Kontinente und Ozeane; Polarregionen bleiben hingegen meist schwer zu erreichen, da der Satellit dort nur flach über dem Horizont steht. Die hohe Leuchtkraft der Systeme und die lange Lebensdauer sind weitere Vorteile, zugleich verursachen die große Entfernung zu Zielgebieten eine signifikante Latenz.

Technische Umsetzung erfolgt oft über eine Geostationäre Transferbahn (GTO): Der Satellit wird von einer niedrigen Umlaufbahn aus in eine elliptische Bahn mit Perigäum nahe der Erde und Apogäum nahe GEO gebracht. In einem späteren Manöver wird die Bahnkreisschließung (Circularization) durchgeführt, um eine stabile GEO mit ungefähr 35.786 Kilometern Höhe zu erreichen. Danach sind regelmäßige Bahnverfeinerungen (Station Keeping) und Slots-Management durch internationale Regelwerke notwendig, um eine konfliktarme Nutzung der Bahnen sicherzustellen.

Historisch betrachtet prägte Sir Arthur C. Clarke in den 1940er Jahren die Idee einer geostationären Relaisbahn. Die kommerzielle Nutzung begann in den 1960er Jahren, und GEO-Satelliten sind seither zentrale Infrastruktur für globale Kommunikation, Fernsehen und Wetterbeobachtung.