Die ISS

Unter   www.heavens-above.com/...lat=50.58&lng=8.7028...   finden Sie alle Bahn-Informationen zur "International Space Station (ISS)" und zu anderen Himmelsobjekten für den Beobachtungsort Gießen an der Lahn. Es gibt Tabellen, Sternkarten und eine Landkarte, auf der man sehen kann, z.B. daß die ISS gerade über Nordspanien fliegt, wenn wir sie in Gießen 10° Grad über dem südwestlichen Horizont erblicken. Die Sternkarten von Heavens-Above können Sie auch ausdrucken und zur Beobachtung im Freien verwenden. Wer nicht in Gießen wohnt, der kann einfach auf der Startseite den Ort einstellen. Es ist wohl jedes Dorf in Europa in der Datenbank vorhanden.

Will man heute abend die ISS beobachten, so sollte man möglichst heute nochmals den oben angegebenen Link anklicken und sich die aktuellen Daten beschaffen, damit neueste Kursänderungen noch berücksichtigt werden.

Beachten Sie bitte die Tabellenspalte Mag. Je negativer die Zahlen, desto heller ist das Objekt. Zum Vergleich hier die Namen einiger Himmelskörper und ihre Helligkeiten: Sonne [-26,7], Vollmond [-12,7], Venus in ihrem größten Glanz [-4,4], Jupiter [-2,3 im Februar 2001], Saturn [0,2 im Februar 2001], Sirius [-1,5], Polarstern [2]. Genaueres erfahren Sie von Heavens-Above durch Klicken auf "Mag".

Das Bild links ist eine gif-Animation: Die ISS durchquert das 1°-Gesichtsfeld eines Teleskops. Rechts sieht man die entsprechende Sternenkarte (draufklicken).

Weitere Hinweise:

• Der erste Link oben hat die Koordinaten: lat=50.58 lng=8.7028 alt=0. Das ist ein Beobachtungsort am östlichen Stadtrand von Gießen. Für Beobachtungen mit dem unbewaffneten Auge brauchen die Koordinaten nur bis auf ein zehntel Grad (Das sind etwa 11 km für die Nord/Süd-Richtung und etwa 7 km für die Ost/West-Richtung am 50sten Breitengrad.) genau zu sein. Weiteres Beispiel: lat=52.5143 lng=13.264 (Berlin).
• Unter www.heavens-above.com/PassSummary.asp?lat=50.582&lng=8.67...   kann man auch einfach die URL für den Beobachtungsort ändern und dann die Seite neu laden. Die Koordinaten ermittelt man heutzutage z.B. mit Google Maps per Mausklick: koordinaten.html. Evtl. wäre noch die Zeitzone (TZ) zu ändern.
• Eine sehr gute Alternative zu heavens-above ist CalSKY.
• Noch eine Alternative ist iss.de.astroviewer.net.
• Fürs Handy empfiehlt sich die App "ISS Detector".
• ISS-Bahnelemente (s.u.): www.celestrak.com/NORAD/elements/stations.txt  
• Florian Freistetter: Was nützt uns die Raumstation eigentlich?  

Spektakuläre Beobachtungen der ISS und Zubehör

• 14. Oktober 2017:
  Ein ISS-Transit vor der Sonne war sehr gut im 10x50-Fernglas vom eigenen Garten aus zu sehen:
  
  • iss_transit20171014.mp4 - Kurzvideo (6sec) zeigt ein verwaschenes Fleckchen.
  • Die Zentrallinie war nur 300m von unserem Garten entfernt.
  • Die zuverlässige Vorhersage fand ich bei CalSky nach einem Hinweis von Klaus Spruck.
  • "Das war wie ein eckiges Insekt" meinte Sabine, die am 20x80-Fernglas beobachtete.
  • Ausrüstung: ETX 90 mit einer EOS 1300D, Steuerung per Laptop über USB-Kabel (Live View),
    20x80-Fernglas und 10x50-Fernglas mit Schutzfolie (Bilder von der SoFi am 20.3.2015).
  Unserem AAG-Mitglied Reinhard Stärk
  gelang diese Aufnahme mit folgenden Geräten: 2500mm/f10 SC (auf dem Balkon) und Canon 30D mit 400ISO, 1250stel fokal, 5 Bilder/sec mit Photoshop übereinander gelegt. Siehe auch: Facebook-Seite der AAG Heuchelheim.
  
• November 2008 bis 3. August 2009:
  Werkzeugtasche im Orbit: Ich glaube, ich habe den Werkzeugkoffer gesehen.
• 17. März 2009:
  Die Discovery "im Schlepptau" der ISS: ISS und DISCOVERY gesehen
• 19. Juni 2007:
  Eine gleichzeitige Beobachtung der ISS und des Space Shuttles: ISS und Atlantis wunderbar zu sehen

Die Iridium-Flares sind Geschichte

Dez. 2019: Jetzt droht uns eine Satellitenseuche: Das Ende des Nachthimmels, wie wir ihn kennen?
Dez. 2019: Die Ära der spektakulären Iridium-Flares endet (Daniel Fischer, Juli 2017). Zur Erinnerung:
Unter  www.heavens-above.com/IridiumFlares.aspx?lat=50.58&lng=8.7028...   finden Sie genaue Orts- und Zeitangaben der sogenannten "Iridium-Flares" (für Gießen-Ost: lat=50.58 lng=8.7028 ). Die Firma Iridium, die ein weltweites Netz für Satellitenhandys angeboten hatte, für das über 70 Satelliten ins All geschossen worden waren, ist bankrott. Aber die Satelliten kreisen immer noch um die Erde, und reflektieren manchmal das Sonnenlicht wie ein Scheinwerfer. Diese Iridium-Flares können sogar mitten in einer Stadt einen Laien ins Staunen versetzen. Die Koordinaten des Beobachtungsortes sollten möglichst genau eingegeben werden. Hier spielt jeder Kilometer Abstand von der Zentrallinie eine Rolle.

Hinweise:

• Die Koordinaten des Beobachtungsortes mittels dieser GMaps-Seite per Mausklick bestimmen, drei Stellen hinter dem Dezimalpunkt genügen.
• Diesen Link zu Heavens Above anklicken, diesen Teil der URL: lat=50.582&lng=8.670
  entsprechend ändern, dann die Seite neu laden (per RETURN-Taste)
  und die Seite mit den genauen Angaben des Flares ausdrucken.
• Die Bahnelemente (s.u.) downloaden von: www.celestrak.com/NORAD/elements/iridium.txt
• Eine Sternenkarte mit der Satellitenbahn z.B. mit skymap ausdrucken und den Ort des Flares einzeichnen.
• Eine Funkuhr (ein Funkwecker kostet etwa 7 Euro) bereithalten.
• Die Beobachtung lohnt sich für Helligkeiten: Mag <= - 4 und Höhen: Alt >= 15° (Alt = Altitudo = Höhe).
• Etwa 15 Minuten vorher sollte man die Stelle an der Himmelskuppel lokalisieren.
• Wenn Mag <= - 6 und Alt >= 30° vorhergesagt sind, dann kann man Bekannte und Freunde einladen und sich als Zauberer feiern lassen.

Online Berechnungen mit CalSKY

Für den Beobachtungsort Gießen, Elefantenklo:

• Sichtbarkeit der Internationalen Raumstation ISS
• Sichtbarkeiten des Space Shuttle
• Kalender der hellen Satelliten
• Iridium Flares
• Weitere übersichtliche Informationen: lexikon.astronomie.info/satelliten/iridium
• Koordinaten auf die Schnelle (per Mausklick) : Koordinaten finden mit Google Maps  

www.skymap.com

Unter dieser Website finden Sie ein Link, über den Sie eine kostenlose Demo-Version des Astronomie-Programms Skymap (aktuelle Version) downloaden können. Die Demo-Version ist zum Anzeigen und Ausdrucken von Sternkarten für die Beobachtung mit bloßem Auge völlig ausreichend.

In Skymap kann man Satellitenbahnen in die Sternenkarte einzeichnen lassen:

Wer Skymap frisch installiert hat, muß zunächst die Koordinaten des Beobachtungsortes einstellen. Die mittlere Uhrzeit der in die Himmelskarte einzuzeichnenden Satellitenbahn muß ebenfalls eingestellt werden, wobei die Sommerzeit durch "Daylight saving time" gekennzeichnet wird.. Über das Menü Tools - Satellites - Load TLE Data - Open können Sie die Textdatei mit den Bahnelementen (z.B. iridium.txt für Iridium-Flares, stations.txt für die ISS und Zubehör) laden, (im Fenster "Satellite List - iridium.txt" sofort auf OK klicken). Danach wählen Sie das Menü Tools - Satellites - Pass Pediction und aus und klicken in der angezeigten Liste auf den richtigen Eintrag "IRIDIUM .." und dann auf OK. Im Fenster "Plot Selection" klicken Sie in der Spalte "Satellite" links neben den Text "IRIDIUM .." (in der Zeile mit der gewünschten Uhrzeit) auf den Zwischenraum, so daß ein Häkchen erscheint. Wenn Sie das Klicken auf "OK" nicht vergessen haben, dann sollte die Bahn des ausgewählten IRIDIUM-Satelliten angezeigt werden. Wenn nicht, dann setze man im Fenster "Pass Prediction" die Zeit "Start at midday on" einen Tag zurück.

Bahnelemente

Die aktuellen Bahnelemente für die IRIDIUM-Satelliten oder die ISS kann man unter den oben angegebenen Links als Textdatei (iridium.txt oder stations.txt downloaden und auf die lokale Festplatte speichern. In Astronomieprogrammen wie skymap kann diese Datei geladen werden. Die Bahnkurven können in der Sternenkarte am Bildschirm angezeigt oder ausgedruckt werden.

So sah die Datei stations.txt (celestrak.com/NORAD/elements/stations.txt) am 7.12.2008 aus:

ISS (ZARYA)             
1 25544U 98067A   08342.19077742  .00009159  00000-0  73752-4 0  8063
2 25544  51.6406 209.6943 0006559  70.8551  25.0151 15.71765864575751
PROGRESS-M 65           
1 33340U 08043A   08342.19615048  .00046287  00000-0  37083-3 0  1981
2 33340  51.6391 209.1732 0009867 285.5545  74.4283 15.70504163 13732
SOYUZ-TMA 13            
1 33399U 08050A   08316.57990694  .00013739  00000-0  10486-3 0   320
2 33399  51.6445 340.8142 0003679 337.1000 162.1668 15.72538745571724
ISS DEB [TOOLBAG]       
1 33442U 98067BL  08341.71414298  .00028960  00000-0  20592-3 0   300
2 33442  51.6446 211.9462 0005739  56.7458 303.6563 15.73611832  2676
PROGRESS-M 1M           
1 33443U 08060A   08335.49804398  .00012305  00000-0  97992-4 0   335
2 33443  51.6422 243.9451 0006534  47.1118 314.8934 15.71632185   648
2008-059B               
1 33445U 08059B   08341.90330629  .00014246  00000-0  97364-4 0    91
2 33445  51.6372 210.9684 0004291  89.8452 270.3051 15.75099082  1114

Allg. Infos über Bahnelemente: celestrak.com und wikipedia

Die ISS durch ein Amateurteleskop beobachten

Die im dunkelblauen Balken oben dargestellte Struktur konnte ich erkennen, als ich am 15. Februar 2001 um 18.43 Uhr durch ein ETX-Teleskop bei 48facher Vergrößerung schaute. Die ISS hatte etwa die Größe der Venus oder der halben Venus. Die ISS befand sich etwa 20° - 30° über dem Horizont und hatte in dieser Position noch eine geringe Winkelgeschwindigkeit. Einige Sekunden, vielleicht eine Minute lang konnte ich das Teleskop immer wieder manuell nachführen, loslassen und beobachten. Dies ging jedoch nur solange, wie die ISS noch weit vom Zenit entfernt war. Bei Annäherung an den Zenit wurde die Winkelgeschwindigkeit zu hoch: Das Objekt huschte zu schnell durchs Gesichtsfeld.

Das Bild rechts ist ein Einzelbild der Filmaufnahme der Bewegung der ISS durch das 1 Grad große Gesichtsfeld des ETX-Teleskops (90mm Öffnung / 1250mm Brennweite) mit einem 26mm-Okular. Die Aufnahme wurde am 9. Oktober 2002 ab 20:17:20 Uhr gemacht. Die Dauer des Durchfluges betrug etwa 1 Sekunde 20:17:31 - 20:17:32 Uhr). Das Teleskop wurde um 19:45 Uhr auf die vorausberechnete Position in der Nähe des Sterns Grumium (Xi Draconis)  ausgerichtet, und der Nachführmotor zur Kompensation der Erddrehung eingeschaltet. Danach wurde die Digitalkamera Canon S40 mittels einer Digiklemme aufs Okular montiert und um 20:17:20 Uhr die 30 Sekunden dauernde Filmaufnahme gestartet (340x240 Pixel / 15 Bilder pro Sekunde). Der Erfolg der Aktion bestätigte die Verläßlichkeit der am selben Tage downgeloadeten Bahnelemente stations20021009.txt und der verwendeten Astronomieprogramme skymap8 und Guide8.

Der glanzvolle Abschied der MIR am 6. März 2001

Die MIR gab kurz vor 19:00 Uhr MEZ in der Abenddämmerung eine furiose Abschiedsvorstellung für Hessen, insbesondere für Gießen. Kurz nach dem Vorbeiflug an der Venus überflügelte die MIR diese einige Sekunden lang in ihrer Helligkeit. Dieses Flare war im Osten Gießens deutlich erkennbar. Aber auch Beobachter in der Sternwarte Trebur bei Groß Gerau wollen das Flare gesehen haben. Die Gießener konnten nach dem Flare noch verfolgen, wie die MIR fast am Zenit vorbeiflog und noch vergleichsweise lange im Osten zu sehen war. Nach dem 6. März gab es in Mittelhessen bis zum Monatsende nur noch schlechtes Wetter. Am 23. März 2001 wurde die MIR von den Russen planmäßig zum Absturz gebracht (April 2001).

Nachtrag (10.10.2002):
Heute, d.h. etwa 1,5 Jahre später, erfahre ich, dass es eine Webseite gibt, auf der man sogar eine gif-Animation des oben beschriebenen MIR-Flares bestaunen kann: www.analemma.de/satelani.html
Nachtrag 2 (20.6.2007):
Die Satellitenfotografie hat riesige Fortschritte gemacht, die man auf dieser Webseite sieht:
www.tracking-station.de/images/images.html
Nachtrag 3 (10.4.2008):
Das erste Bild von der ISS mit einem Astronauten wird veröffentlicht: APOD am 10.4.2009   ("Ralf's APOD").
Nachtrag 4 (2.2.2016):
Thierry Legault wird mit seinen Bildern vom "ISS-Durchgang vor der Sonne" (z.B. am 22.5.2010) berühmt
und tritt 2015 in der Doku "Satelliten-Spotter" auf.

Ein Artikel des Gießener Anzeigers vom 15. Februar 2001

Raumstation über Gießen
Hausgemachtes „Ufo“ leuchtet auch am hessischen Himmel
KREIS GIESSEN (ib). Am nächtlichen Himmel ziehen in unserer dicht besiedelten Region längst nicht mehr nur Sterne ihre Bahn. Flugzeuge, Satelliten, ab und an ein Wetterballon kann man als Lichtpunkte vorüber ziehen sehen, und – mittlerweile auch für den Laien kaum noch zu übersehen – die Internationale Raumstation ISS. Mit jedem neuen Modul, das amerikanische und russische Raumfahrer an den rund 400 Kilometer über uns schwebenden Außenposten im All schrauben, erstrahlt die ISS heller, bald schon wird sie nach dem Mond das hellste Objekt am Himmel sein.

Für manchen Hobby-Astronom wie Klaus Spruck (44), Vorsitzender der Astro-AG in Heuchelheim, ist das kein Grund zur hellen Freunde. Er hat sich auf das Beobachten und Fotografieren von besonders entfernten und daher lichtschwachen Himmelsobjekten spezialisiert und das wird immer schwieriger: „Wenn eine Langzeitbelichtung von der Lichtspur eines Satelliten zerstört wird, ist das natürlich ärgerlich.“

Sein Vereinskollege Josef Gräf gehört dagegen zu den Astronomen, die menschengemachte Himmelskörper wie die ISS oder die russische MIR mit schnell-beweglichen Teleskopen jagen. Keine leichte Aufgabe, denn die ISS umkreist die Erde so schnell, dass sie über uns nur zwei bis drei Minuten zu sehen ist. Doch wenn die Sternenjäger aus Heuchelheim ihre Beute einmal erwischen, sind die Ergebnisse eindrucksvoll. Ein Mitglied der Astro AG hat zum Beispiel ein Foto des Space-Shuttle geschossen, auf dem man sogar die geöffneten Ladeluken erkennen kann.

Wer sich selbst auf die Pirsch nach hausgemachten „Ufos“  begeben will, erhält im Internet Hilfe von der Nasa. Die US-Raumfahrtbehörde bietet Programme zum Herunterladen an, mit dem sich die Position der ISS bestimmen lässt, oder mit denen man für jeden Ort die Zeit ausrechnen kann, an dem ein Satellit über einem zu sehen ist . Morgen erscheint die ISS zum Beispiel zwischen 18.46 Uhr und 18 Uhr im Südwesten im Sternbild Andromeda.

http://spaceflight.nasa.gov/realdata
http://www.amstronomy.de/ziss.htm
http://www.shuttlepresskit.com 

Satelliten beobachten und Orbits berechnen

Das Internet, gute Software wie z.B. "Guide" und moderne tragbare Computer bieten einfache Möglichkeiten, Satellitenbeobachtungen vorzubereiten und die beobachteten Satelliten zu identifizieren wie z.B. hier. Man kann es auch ein bisschen weitertreiben und versuchen, bekannte oder unbekannte Satelliten zu beobachten und aus diesen privaten Beobachtungen selbst die Orbits zu berechnen. Wie man das machen könnte, zeigt Scott Campbell auf seiner Website:

• Here is the equipment I use to record satellite passes.
• ADVANCE uses a 12th order Runge-Kutta-Nystrom integrator that is current state of the art
  
• Seine Startseite: http://satelliteorbitdetermination.com

Hinweis: Die Links verweisen auf eine Kopie von Campbells Website unter sat.belastro.net.

Wie werden die Satellitenbahnen berechnet?

Satellite Orbits ist ein Buch von Montenbruck/Gill. Es wendet sich an Studenten, Wissenschaftler und Ingenieure der Raumfahrt- und Satellitentechnik, Geodäsie und Navigation. In Kapitel drei werden sogar relativistische Effekte beschrieben, welche man für höchste Präzision auch berücksichtigen muß. Höchste Genauigkeiten erreicht man nur durch Lösung von Differentialgleichungen mit Methoden der numerischen Mathematik, schreiben die Autoren zu Beginn des vierten Kapitels "Numerische Integration". Recht ausführlich werden die wichtigsten Verfahren dargestellt, verglichen und bewertet.

Im Winterhalbjahr 1982/83 hatte ich für meine Diplomarbeit einige der bekannten Verfahren verbessert und manche neu entwickelt. Es freut mich sehr, jetzt im 21. Jahrhundert mein eigenes Verfahren RKN11(10)-17  (= "FILG11") in diesem Lehrbuch wiederzufinden
(S. 124, 130, 131, 151, 152, 153) und bestens bewertet zu sehen:

• but high-order codes like FILG11 or RKN12(10) are certainly more efficient (131)
• FILG11 or RKN12(10) were identified as the most efficient methods (151)
• new high-order methods like FILG11 are much more efficient than their predecessors (153)

Siehe auch:

• Google Books: Satellite Orbits
• Journal of Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy:
  FILG11 is even more efficient than the multistep method for both low an heigh eccentricities.  

Astrodynamiker

Practical Astrodynamics ist ein Buch von Alessandro de Iaco Veris.
"His experience is in the field of mathematical models and numerical methods for aerodynamics, space flight mechanics, system studies, and mission analysis."
liest man auf der Verlags-Webseite über den Autor.

Auch in diesem Handbuch wird das Verfahren RKN11(10)-17 präsentiert. Sogar mit Auflistung aller meiner Koeffizienten, siehe Google Books   (Screenshot).

Schlussbemerkung:
Die "Astrodynamik" wurde jüngst auch durch Hollywood berühmt. Zwei Beispiele:
Im Film "Der Marsianer" gibt es diese Szene: This is Rich Purnell, Astrodynamics...
und im Film "Hidden Figures" diese Szene: Euler's method...