Satellieten

Boven ons hoofd draaien vele satellieten hun baantjes om de aarde. Buiten deze, meestal nuttige, satellieten, vinden we in de ruimte boven de atmosfeer nog veel "afval". Zo hebben we de oude satellieten, maar ook brokstukken, uitgebrande trappen van raketten, en noem maar op. Dit alles is waar te nemen aan de nachtelijke hemel.

Hubble Space TelescopeEen satelliet straalt zelf geen licht uit, maar weerkaatst slechts het zonlicht. Hierdoor is de kunstmaan slechts zichtbaar als ze aan de volgende voorwaarden voldoet:

  • Eerst en vooral moet de satelliet zich natuurlijk boven de horizon van de waarnemer bevinden.
  • Voor de waarnemer zelf moet het al nacht zijn, want de gereflecteerde lichtstralen zijn anders niet zichtbaar tegen de verlichte hemel.
  • Omdat de satelliet slechts zichtbaar is doordat hij het zonlicht weerkaatst, mag hij zich niet in de schaduwkegel van de aarde bevinden.
  • De lichtstralen die worden weerkaatst door de satelliet, moeten voldoende helder zijn om te worden opgemerkt met het gebruikte waarnemingsinstrument.

Als een satelliet bij een doorgang aan deze voorwaarden voldoet, kan hij opgemerkt worden als een stip die zich traag langs een rechte lijn aan de hemel beweegt.

Je kan kunstmanen op verschillende manieren observeren:

  • Visuele positiemetingen
  • Flitsmetingen
  • Fotografische waarnemingen
  • Terugkeer van satellieten

Op basis van deze waarnemingen kunnen we iets te weten komen over de baan van de satelliet, en de invloed van de atmosfeer hierop.

Visuele positiemetingen

Hierbij is het de bedoeling de positie van een satelliet te bepalen op een aantal gekende tijdstippen. Aan de hand van 3 zulke metingen kan je dan de baan van de satelliet berekenen.

Wat heb je hierbij allemaal nodig? Eerst en vooral een veldbed en een slaapzak, om comfortabel genoeg te kunnen waarnemen. Verder moet je ook beschikken over een verrekijker met een groot beeldveld. Het is handig indien deze niet te veel weegt, want je moet hem soms lange tijd boven je hoofd houden. Je hebt ook een sterrenatlas nodig, tot magnitude 6 à 7, en een chronometer. Tot slot sleep je nog een harde onderlegger, wat kladpapier, een schrijvend potlood en een rode zaklamp mee.

Indien je ervoor kiest gekende satellieten waar te nemen, dien je een lijst van voorspellingen van satelliet-overgangen te hebben. Deze kan je aanmaken aan de hand van Heavens Above, een uitstekende website voor satellietwaarnemers. Gebruik steeds recente voorspellingen, want banen van satellieten veranderen onder invloed van de atmosfeer, of ten gevolge van koerscorrecties.

Je kan ook op je eigen computer de berekeningen uitvoeren. Hiervoor zijn verschillende programma's vrij verkrijgbaar. Zie wel dat je steeds recente baanelementen gebruikt!

Vaak waargenomen satellieten
ISS
Het International Space Station is te zien als een erg heldere stip aan de hemel. Voorspellingen vind je op Heavens Above.

Iridium-satellieten
Deze reeks van 66 satellieten staat in voor satelliet-telefonie. Interessant aan deze kunstmanen, is dat ze af en toe voor een erg heldere flits zorgen, soms tot magnitude -8! Voorspellingen vind je eens te meer op Heavens Above.

Voor je naar buiten trekt, start je de chronometer op een goed gekend tijdstip. Gebruik hiervoor de tijdseinen van de VRT radio, een radiogestuurde klok, of VRT teletekst.

In de voorspellingstabellen staan er voor elke satelliet twee tijdstippen met een voorspelde positie, uitgedrukt in rechte klimming en declinatie. Een tijdje voor het voorspelde tijdstip zoek je het juiste gebied op in je atlas. Wanneer je dit gevonden hebt, is het vrij eenvoudig hetzelfde gebied aan de hemel terug te vinden. Enkele minuten voor de satelliet verschijnt, begin je het gebied in het oog te houden. En dan, na een tijdje wachten, verschijnt de satelliet. Het is zeker niet uitgesloten dat de kunstmaan een beetje later verschijnt. Wanneer het je werkelijk te lang gaat duren, kan je ook de omgeving wat gaan verkennen. Heb je de satelliet uiteindelijk te pakken, dan kan je hem met je verrekijker volgen, tot één van de volgende situaties zich voordoet.

  1. De satelliet passeert tussen twee sterren
    Dit is een vrij gunstige toestand. Je bepaalt het tijdstip juist op het moment dat de satelliet de verbindingslijn tussen twee sterren snijdt. Dan bepaal je hoe de satelliet de as AB in twee deelde, met name de verhouding van het lijnstuk AS tot het lijnstuk AB (uitgedrukt in tienden), Je probeert het gebied waarin de twee sterren A en B zich bevinden goed in je geheugen te prenten en zoekt dan de twee sterren op in je atlas. Daar kan je ze het best aanduiden, samen met de vermelding van de verdeling en het nummer van de satelliet. Bovendien moet je ook nog het tijdstip noteren (dit kan eventueel ook door een notulant gedaan worden). De plaatsbepaling gebeurt het meest nauwkeurig indien de satelliet AB loodrecht snijdt.
  2. De satelliet passeert in het verlengde van twee sterren
    Hier ga je volledig analoog te werk, alleen wordt de positie hier bepaald door het verlengen van de as AB.
  3. De satelliet vormt een rechthoekige driehoek met de sterren A en B
    Indien dit geval zich voordoet, kan je best nog even apart een schets maken.
  4. De satelliet bedekt een ster
    Hier bedekt de satelliet een ster, dus moet je alleen die ene ster aanduiden. Dit is uiteraard de meest ideale toestand.

Bij elke satelliet die je waarneemt, moet je proberen minstens drie posities te bepalen, liefst niet te dicht bij elkaar. Dit kan door met meerdere waarnemers samen te werken. Als je heel snel bent, kan je zelf twee posities bepalen, maar vergeet daarbij niet ook nog nauwkeurig te werken.

De verwerking

Na de nachtelijke waarneming moeten de gegevens uiteraard nog verwerkt worden. De posities aan de hemel kunnen met behulp van de gemaakte schetsen gereconstrueerd worden, b.v. in de sterrenatlas Uranometria 2000.0. De coördinaten kunnen dan op een eenvoudige manier bepaald worden. Een reeks van deze coördinaten (minstens drie) wordt dan samen met de tijdstippen en gegevens over de waarnemingsplaats in een computerprogramma gebracht. Zo'n programma geeft ons dan de baanelementen van de satellietbaan terug, waarmee dan met een beetje geluk een nieuwe voorspelling kan gemaakt worden. Geschikte software vind je op Satellite Related Software.

Flitsmetingen

Sommige satellieten veranderen periodiek van helderheid, ten gevolge van hun eigen rotatie om een as. De snelheid waarmee ze flitsen is op lange termijn veranderlijk. Uit die verandering kan men gegevens afleiden over de bovenste lagen van de atmosfeer.

De benodigdheden zijn hier identiek aan die van de visuele waarnemingen. Je zoekt de satelliet op dezelfde manier op. Heb je de satelliet in je beeldveld, dan moet je eerst controleren of de satelliet echt wel flitst, indien dit niet het geval is, kan je aan een andere satelliet beginnen. Indien ze wel flitst, wen dan even aan de snelheid waarmee ze dat doet, de snelheden variëren namelijk van minder dan een seconde tot enkele tientallen seconden. Vervolgens tel je zo veel mogelijk flitsen en je bepaalt de tijd die daarover gaat (tel steeds van minimum tot minimum, of van maximum tot maximum). De flitsperiode is hieruit rechtstreeks te berekenen.

Fotografische waarnemingen

Voor fotografie van satellieten komen enkel de helderste exemplaren in aanmerking. Als je een satelliet niet met het blote oog kan opmerken, vergeet de fotografie dan maar: fotografische films zijn veel minder gevoelig dan het menselijke oog. Het voordeel dat wel verbonden is met de fotografie, is dat de positie van de satelliet veel nauwkeuriger kan worden uitgemeten. Ook het helderheidsverloop van de satelliet kan veel nauwkeuriger nagegaan worden.

Het materiaal dat we nodig hebben is tamelijk beperkt. Eerst en vooral hebben we een fototoestel nodig, liefst een reflexcamera, met een 50 mm standaardlens. De openingsverhouding mag niet kleiner zijn dan 2 (zo lichtsterk mogelijk dus). De film die we gebruiken moet zo gevoelig mogelijk zijn. Een minimum is ISO 400. Verder moet het fototoestel gemonteerd staan op een stevig statief. Het laatste dat we nodig hebben is een draadontspanner.

Nadat we de baan van de satelliet ingetekend hebben op een sterrenkaart, kiezen we de meest geschikt plaats uit. We trachten de afstand waarnemer-satelliet en de hoek waarnemer-satelliet-zon zo klein mogelijk te houden, zodat de helderheid maximaal is. Verder moet de hoogte boven de horizon minstens 40 graden bedragen. Ook strooilicht, zowel van straatlampen als van de maan, moet vermeden worden. Nadat we het fototoestel gericht hebben op de uitgekozen plaats (zet diafragma helemaal open en stel in op oneindig) gaan we de satelliet opzoeken (met het blote oog). Volg ze tot ze in het uitgekozen gebied komt (of juist ervoor) en begin dan de opname. Laat de lens open totdat de satelliet uit het beeldveld verdwenen is of totdat je de opname wil eindigen.

Satellietsporen

Noteer na elke opname steeds de gegevens die later van nut kunnen zijn. Om ook tijdstippen bij de verschillende posities te hebben is het nodig dat je (of iemand anders) ook visuele waarnemingen doet, en dit terwijl de satelliet zich nog in het beeldveld van het fototoestel bevindt. Een andere oplossing is op welbepaalde momenten de lens te bedekken. Het satellietspoor zal op die momenten onderbroken worden op het negatief, en het is dan eenvoudig om het correcte tijdstip van een geregistreerde positie te bepalen.

Geostationaire satellieten

Deze satellieten bevinden zich op een hoogte van ongeveer 36000 km en draaien in 24 uur 1 keer rond de aarde, precies gelijk aan de lengte van een dag. Daarom lijken ze voor ons stil te hangen aan de hemel, terwijl de sterren voorbijschuiven. Door de grote afstand zijn deze satellieten slechts zeer zwak. Hun helderheid schommelt gewoonlijk rond magnitude 10 à 11. Doordat ze stilhangen kunnen we echter zeer lang belichten. Wel heeft men een telelens nodig. Als we het fototoestel stilzetten, dan zullen de sterretjes zich als lange strepen vertonen op het negatief. De satelliet is slechts een punt op het negatief.

Geostationaire satellieten

Geostationaire satellieten

Terugkeer van satellieten

Omwille van de wrijving met de atmosfeer vliegen satellieten na verloop van tijd steeds lager. Als ze niet af en toe op een hogere baan worden gebracht, eindigen ze hierdoor op termijn als een grote vuurbol aan de hemel. Als je het geluk hebt op dat moment op de juiste plaats te staan, krijg je een prachtig vuurwerk te zien!

Terugkeer van MIR

Het Russische ruimtestation Mir brandt op in de atmosfeer

Gezien de onvoorspelbaarheid van zulk een satellietterugval, is het belangrijk de voorspellingen op de voet te volgen, wil je kans maken iets te zien.

Verwante links

Is er iets onduidelijk? Heb je een fout gevonden? Mail ons!