© Preußische Allgemeine Zeitung / Folge 38-07 vom 22. September 2007

Warum Satelliten nicht vom Himmel fallen
Gravitation und Zentrifugalkraft müssen genau ausgewogen sein

Als in der Nacht vom 5. auf den 6. Oktober 1957 die Nachricht um die Welt ging, seit 22.28 Uhr Moskauer Zeit fliege ein kleiner künstlicher Mond um die Erde, blieben viele Menschen skeptisch. War das wieder einmal ein spektakulärer Propagandatrick des „Roten Zaren“ Chruschtschow? Denn eigentlich konnte das doch nicht sein, daß da so eine 80-Kilo-Kugel ohne eigenen Antrieb herumfliegt und nicht, wie jeder „normale“ Gegenstand, auf die Erde herunterfällt.

Warum eben doch nicht jeder Gegenstand, der da oben angekommen ist, der Schwerkraft folgend schleunigst wieder zu Boden fällt, ist aber relativ einfach zu erklären. Auf den ersten Sputnik, wie auch auf jeden anderen der über tausend künstlichen Erdtrabanten, die bis heute auf eine Umlaufbahn geschossen wurden, wirken zwei Kräfte ein. Einmal die Gravitation (Schwerkraft), also die von jeder Materie ausgehende Anziehungskraft. Bis heute wissen die Wissenschaftler von ihr eigentlich nur, was sie bewirkt, nicht aber, wie sie wirkt. Ob es zum Beispiel die derzeit mit gigantischem Aufwand gejagten Gravitationswellen wirklich gibt oder vielleicht eine ganz andere, für uns Menschen unvorstellbare Art der Kraftübertragung, muß sich erst noch herausstellen.

Jedenfalls versucht die von der Erde ausgehende Anziehungskraft, unseren Sputnik aus himmlischer Höhe herabzuziehen. Die Stärke dieser Kraft läßt sich aus der Flughöhe auch recht genau berechnen. Gegen diese nach „unten“ gerichtete Kraft wirkt jedoch eine andere, die sogenannte Zentrifugalkraft. Sie beruht auf der Massenträgheit: Sputnik hat von seiner Trägerrakete eine bestimmte Bewegungsenergie mit auf den Weg ins All bekommen, die durch Richtung und Geschwindigkeit bestimmt ist. An diesen Werten ändert sich so lange nichts, wie keine anderen Kräfte auf den Körper einwirken; Sputnik sollte demnach schnurstracks geradeaus in den unendlichen Weiten des Weltalls entschwinden.

Die Kunst besteht darin, diese beiden Kräfte so auszubalancieren, daß sie sich gegenseitig aufheben. Alles kommt darauf an, daß die Rakete den Satelliten exakt auf die richtige Höhe und Geschwindigkeit bringt. Und ist erst einmal auf der Startrampe der Treibstoff gezündet, kann man hier nicht mehr viel beeinflussen. Die Flugdaten müssen vorher genau berechnet sein.

Dies ist eine hochkomplizierte Berechnung, die zwar mit den heute verfügbaren Computern routinemäßig bewältigt wird, damals, vor 50 Jahren, aber eine bewundernswerte Leistung war. Ganz ohne Computer hat übrigens die Natur dieses mathematische Problem bewältigt, mit dem Ergebnis, daß der Mond seit viereinhalb Milliarden Jahren nicht auf die Erde herunterfällt. Der erste, der diesen Teil eines genialen Schöpfungsaktes erkannte, war der große Nicolaus Copernicus aus dem einst preußischen Thorn. Seine „Himmelsmechanik“ beschrieb auch ohne Relativitäts- und Quantentheorie erstaunlich zuverlässig, warum Satelliten nicht vom Himmel fallen.  H.J.M.