Leseprobe

Die Rotation der Erde
1.1 Orientierung am Himmel 11
Egal, ob man von der täglichen (scheinbaren) Bewegung der Sonne oder von einer Sternspuraufnahme
ausgeht, die Ursache hierfür ist die Eigenrotation der Erdkugel.
Scheinbar feste Horizont-
ebene, rotierende Himmelskugel
Feststehende
Himmelskugel
Horizontebene
eines mit der
Erde rotierenden
Beobachters
Für den auf der scheinbar festen Horizontebene ruhenden Erdbeobachter entsteht der subjektive
Eindruck, dass die gesamte Himmelskugel um ihre durch die Himmelspole verlaufende
Achse rotiert. Von außen gesehen, also bezüglich eines relativ zur Sonne festen Standpunkts,
dreht sich die Erde unter der feststehenden Himmelskugel. Der Erdbeobachter
nimmt samt Horizontebene und Zenit an dieser Rotation teil. Tatsächlich ändert also die
Horizontebene ständig ihre Lage gegenüber dem Fixsternhintergrund.
Zur Veranschaulichung dieses Sachverhalts gibt es neben graphischen Darstellungen weitere
Hilfsmittel, die hier kurz vorgestellt werden.
Eine erste Möglichkeit bietet ein Globus. Mit Doppelklebeband
werden „der Beobachter“ (Spielmännchen)
und die zugehörige Horizontscheibe
(aus Pappe) befestigt. Der halb abgedunkelte
Unterrichtsraum stellt die Himmelskugel dar, mit
dem teilweise abgedeckten Tageslichtprojektor
wird die Sonnenstrahlung simuliert. Damit lassen
sich das „Abkippen“ des Horizonts nach Osten hin,
der Sonnenauf- und -untergang, verschiedene
Schattenlängen sowie die scheinbare Bewegung der Sonne und der Fixsterne sehr schön
veranschaulichen.
Selbstverständlich kann, so an der Schule verfügbar, genauso gut ein Kleinplanetarium (z. B.
das Baader-Schulplanetarium) oder ein Tellurium (z. B. das Tellurium N von Cornelsen
Experimenta) verwendet werden.

Die Bahnen künstlicher Satelliten
Es gibt eine Vielzahl von Bahnformen, die sich
wesentlich durch die Flugzeit und die zum
Erreichen der Bahn und des Ziels benötigte
Energie unterscheiden.
Die Hohmann-Bahnen, sind zwar mit besonders
geringem Energieaufwand verbunden, führen dafür
aber auch zu relativ langen Flugzeiten.
Ergänzung
1.2 Überblick über das Sonnensystem 29
Für weiterführende Informationen wird der Artikel von Donald Wiss, „Bahnen niedriger Energie“, Sterne
und Weltraum September 2004 empfohlen (online abrufbar unter www.wissenschaft-schulen.de ).
In diesem Artikel wird auch von Bahnformen berichtet, die sich energetisch als deutlich günstiger erweisen
als Hohmann-Bahnen. Diese oft sehr weitläufigen und verschlungenen Bahnformen ergeben sich
unter bestimmten Vorbedingungen aus aufwändigen Computerberechnungen zum Mehrkörperproblem.
Sie bedingen aber sehr lange Flugzeiten und kommen deshalb für bemannte Missionen nicht in Frage.
Besonders hohe Energien werden für Bahnen benötigt, die unter großem Winkel gegen die
Ekliptik, also „schräg in den Raum hinaus“ verlaufen, so zum Beispiel bei der Ulysses-
Mission.
Ergänzung
Zielbahn
Hohmann-Bahn
A P
Startbahn
Bildquelle: NASA
Gegenüber erdumkreisenden Satelliten ist bei Raumsonden der große Erdabstand und die damit verbundene
lange Laufzeit der Steuersignale ein deutliches Problem. Deshalb müssen Raumsonden über
eigenständige Computersysteme verfügen, die sie in gewissem Umfang von den Bodenstationen unabhängig
machen.