sonnensynchrone / heliosynchrone Umlaufbahn (SSO)

Engl. sun-synchronous orbit (SSO), franz. orbite héliosynchrone; polnahe, kreisförmige Umlaufbahn von Satelliten, die den Äquator stets zur selben Ortszeit (z.B. 9h30) überqueren, so dass im Rahmen des Möglichen gleichbleibende Aufnahmebedingungen gegeben sind. Die aufeinanderfolgenden N-S-Umläufe werden in gleichem Maße nach W verlagert wie sich die Erde während eines Umlaufs um ihre eigene Achse dreht. Auf diese Weise hält der Satellit Schritt mit der westwärtigen Bahn der Sonne. Nach einer gewissen Zahl von Umrundungen hat der Satellit die gesamte Erdoberfläche erfasst. Einige Satelliten arbeiten mit einem breiten Abtastfeld und können die Erde deshalb in nur wenigen Umrundungen völlig erfassen. Hochauflösende Satelliten tasten hingegen jeweils nur einen engen Bereich ab und benötigen mehrere Tage, um die gesamte Erdoberfläche zu erkunden. Der relativ niedrige Orbit (600 - 1000 km) erleichtert aber generell eine hohe räumliche Auflösung.

Um diese Besonderheit zu erreichen, muss sich der Satellit auf einer niedrigen Erdumlaufbahn mit einer Inklination zum Erdäquator von rund 98 Grad bewegen. Diese Bahn ist etwas stärker geneigt als die klassische polare Bahn mit 90 Grad und damit leicht retrograd. Das heißt, die Bewegungsrichtung des Satelliten über der Oberfläche ist etwas entgegen der West-Ost-Richtung der Erde geneigt. Die Umlaufdauer eines Satelliten auf sonnensynchroner Umlaufbahn beträgt ca. 1,5 h.

Durch die Rotation der Erde unter seiner Bahn tastet der Satellit bei jeder Umlaufbahn eine neue Bodenspur ab, bis er nach einer bestimmten Zeit (Repetitionsrate) eine Bodenspur wiederholt aufnimmt.

Derartige Satelliten dienen der Erderkundung und der optischen Aufklärung.

Sonnensynchrone Umlaufbahn Eine sonnensynchrone Umlaufbahn überquert den Äquator jeden Tag (und jede Nacht) ungefähr zur gleichen Ortszeit. Diese Umlaufbahn ermöglicht konsistente wissenschaftliche Beobachtungen, wobei der Winkel zwischen Sonne und Erdoberfläche relativ konstant bleibt. Diese Abbildungen zeigen 3 aufeinanderfolgende Bahnen eines sonnensynchronen Satelliten mit einer äquatorialen Überquerungszeit von 13:30 Uhr. Die jüngste Umlaufbahn des Satelliten wird durch die dunkelrote Linie angezeigt, während ältere Umlaufbahnen heller rot sind. Quelle: NASA Earth Observatory

Die wiederholbaren Beleuchtungsverhältnisse erleichtern die Bildinterpretation und -bearbeitung wie z.B. das Zusammenfügen von überlappenden Bildern zu einem Mosaik oder das Vergleichen von Bildern derselben Gegend, die zur gleichen Jahreszeit, aber in verschiedenen Jahren aufgenommen wurden. Allerdings schließt ein sonnensynchroner Orbit nicht jegliche Beleuchtungsvariationen aus. Der Sonnenstand und die Beleuchtungsintensität ändern sich in Abhängigkeit von Breite und Jahreszeit. Auch verursachen Schwankungen der atmosphärischen Bedingungen Beleuchtungsänderungen zwischen einzelnen Szenen.

Heliosynchrone Umlaufbahnen Alle aktiven sonnensynchronen Satellitenorbits mit Bahnkreuzungen am Nordpol, ca. 2008. Quelle: SatMagazine