Nutzung des Erdorbits durch Satelliten Stand: 03.01.2016 Jahrgangsstufen 5 Fach/Fächer Übergreifende Bildungsund Erziehungsziele Zeitrahmen Benötigtes Material Geographie Medienbildung/Digitale Bildung, Technische Bildung 90 Minuten Abbildung 1 Infographik Satelliten und ihre Umlaufbahnen Infotexte für die einzelnen Satellitensysteme Kompetenzerwartungen Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die menschliche Nutzung des Weltraums, insbesondere mit Satelliten. entnehmen zielgerichtet Informationen aus Schaubildern und Texten. Aufgabe Der Blick in den Nachthimmel ist faszinierend. Abertausende von Sternen und Planeten funkeln am Firmament. Ab und zu sieht man auch Gegenstände, die von Menschen in den Himmel gebracht wurden. Hast du dich schon einmal gefragt, wie es wohl wäre, die Erdoberfläche nach oben zu verlassen? Vielleicht bist du schon mit dem Flugzeug über den Wolken gewesen. Um weiter in den Weltraum zu gelangen, sind leistungsstarke Raketen nötig. Auch der Aufenthalt im Weltraum selbst ist nur durch anspruchsvolle Technik möglich, denn dort herrschen lebensfeindliche Bedingungen: Doch warum tun wir Menschen das? Was treibt uns an? Aufgabe 1: Vorwissen a) Notiere alles, was Du siehst, wenn du nachts in den wolkenlosen Himmel schaust: b) Ordne deine Nennungen zu. Sterne: Planeten: Seite 1 von 6
bemannte Flugkörper: unbemannte Flugkörper: Lichterscheinungen: Himmelskörper: Sonstiges: Aufgabe 2: Nutzung des Weltraums mit Satelliten Hunderte Satelliten umkreisen die Erde, ohne dass wir sie bemerken. Sie würden uns erst auffallen, wenn sie nicht mehr funktionierten und damit bei uns auf der Erde auch Navigationsgeräte, die weltweite Datenübertragung und die allabendliche Wettervorhersage im Fernsehen ausfielen. Satellitentechnik ist die Grundlage für eine große Zahl von Diensten, die uns das Leben angenehmer machen. a) Werte das Schaubild aus, indem du ankreuzt, ob die Aussage wahr oder falsch ist. Berichtige die falschen Aussagen in der Spalte dahinter. Seite 2 von 6
Abb. 1 Infographik Satelliten und ihre Umlaufbahnen Seite 3 von 6
Aussage wahr falsch Verbesserung Im Jahr 2013 befanden sich 1084 Satelliten auf einer Erdumlaufbahn. Die meisten Satelliten sind für die Kommunikation zuständig. 17% aller Satelliten dienen der militärischen Überwachung. Für die Navigation werden doppelt so viele Satelliten benötigt wie für Meteorologie und Naturwissenschaften zusammen. In der erdnächsten Stufe, dem Low Earth Orbit, befinden sich die meisten Satelliten. Satelliten im MEO brauchen länger für einen Umlauf um die Erde als Satelliten des LEO. Die meisten Satelliten betreiben die USA, gefolgt von Deutschland und Russland. In der Statistik werden alle Länder aufgelistet, die Satelliten im All haben. An 55 Satelliten im All sind mehrere Länder beteiligt. Für Schnelle: Kennzeichne in einer stummen Weltkarte die 5 Staaten mit den meisten Satelliten. Versprachliche ihre Lage, indem du Kontinente, Ozeane und Himmelsrichtungen benutzt. Aufgabe 3: Europäische Satellitensysteme a) Im Folgenden erhältst du Informationen über ein europäisches Satellitensystem. Informiere dich mithilfe deines Textes über dein Satellitensystem und ergänze deine Tabellenspalte. b) Vergleiche im Anschluss deine Ergebnisse mit den anderen beiden Satellitensystemen deiner Mitschüler. Seite 4 von 6
Meteosat Galileo Astra Funktion der Satelliten Start des ersten Satelliten Höhe der Satelliten Informationstexte zu den einzelnen Satellitensystemen: Meteosat: Europa verfügt über einen eigenen Wettersatelliten namens Meteosat. Am 23. November 1977 schoss die europäische Raumfahrtagentur ESA (European Space Agency) den ersten Meteosat ins All. Er befindet sich in einer Höhe von 36.000 km über dem Äquator. Seitdem wurden acht weitere Meteosats ins All befördert. Der letzte von ihnen (Meteosat-9) wurde 2006 vollständig in Betrieb genommen. Die aktuellen Meteosats weisen im Vergleich zu den Vorgängermodellen zahlreiche Verbesserungen im Desgin auf. Zum Beispiel können sie häufiger schärfere Bilder zurücksenden. In den nächsten Jahren sollen noch weitere Generationen folgen. Meteosat-9 ist mit einem Instrument ausgestattet, das sowohl Wolken als auch Land, Wasser, Schnee und Eis bei Tag und bei Nacht untersuchen kann. Die erfassten Daten helfen den Wetterdiensten, Wetterlagen zu erkennen und vorauszusagen. Dadurch fallen langfristige Wetterberichte genauer aus. Besonders wichtig sind Wettersatelliten wie Meteosat bei gefährlichen Wetterlagen, wie z. B. bei dichtem Nebel, Gewitter und bei plötzlichem Aufkommen von starken Winden mit Sturmstärke und peitschenden Regenfällen. Galileo: Vor langer Zeit orientierten sich die Seefahrer bei der Navigation noch an der Position der Gestirne. Um 1300 wurde dann der Kompass eingeführt, der ihnen das Leben auf den Meeren ein wenig erleichterte. Heute kann sich dank der Raumfahrttechnologie eigentlich niemand mehr verirren. Alle Personen, Autos, Schiffe oder Flugzeuge, die mit einem Satellitennavigationssystem ausgestattet sind, können ihren Standort auf 15 bis 20 Meter genau bestimmen. Das bekannteste Satellitennavigationssystem ist ein amerikanisches, das GPS-System. Damit wir nicht mehr von den USA abhängig sind, wird zurzeit das europäische Satelliten-Navigationssystem Galileo aufgebaut. Der erste Galileo-Testsatellit wurde im Jahr 2007 auf eine Höhe von 23.000 Kilometer gebracht, wo er andauernd die Erde umkreist. Insgesamt müssen 30 Satelliten in das All geschickt werden, damit eine genaue Ortsbestimmung möglich ist. Mit Hilfe eines kleinen Empfängers kann man dann sehr genau seine eigene Position bestimmen. Bis Galileo aber genutzt werden kann, ist noch einiges zu tun. Zurzeit befinden sich die ersten Test-Satelliten in der Erdumlaufbahn. Wenn alles glatt läuft, steht dem weiteren Ausbau dann nichts mehr im Weg. Seite 5 von 6
Astra: Es ist für uns heute selbstverständlich, dass wir Ereignisse wie zum Beispiel die Fußballweltmeisterschaft live im Fernseher miterleben können. Doch die Übertragung der Bilder ist nicht so einfach. Oft müssen diese Bilder von der anderen Seite der Welt bis zu deinem Fernsehbildschirm reisen. Möglich macht dies ein Ring von Telekommunikationssatelliten (z. B. Astra) in einer festen Umlaufbahn. In ihrer Höhe von rund 36.000 km über dem Äquator scheinen diese Satelliten stets über demselben Ort auf der Erdoberfläche zu schweben. Sie empfangen Fernsehsignale von Bodenantennen und verstärken diese. Daraufhin senden die Satelliten die Bilder und den Ton zurück an die Zuschauer. Heute sind die Satellitensignale so stark, dass sie von kleinen Antennen auf den Hausdächern empfangen werden können. Dies ist in Deutschland seit 1989 möglich. Der erste Astra-Satellit wurde 1999 ins All befördert. Quellen- und Literaturangaben Titel: Globus Infographik Nr. 6083 Satelliten und ihre Umlaufbahnen Autor: Union of Concerned Scientists, NASA Quelle: picture-alliance Zugriffsdatum: 30.12.2015 Hinweise zum Unterricht Die Infographik sollte im Unterricht erst frontal hinsichtlich ihres Aufbaus besprochen werden, da sie drei verschiedene Diagramme beinhaltet. Folgende Begriffe sind ggf. im Vorfeld der Auswertung zu klären: multinational, LEO/MEO und HEO Die Auswertung der Informationstexte über die Satellitensysteme erfolgt arbeitsteilig. Geeignet sind hier Varianten des Think-Pair-Share-Verfahrens. Seite 6 von 6