Raumfahrt 1960: Echo 1, der erste Nachrichtensatellit

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Im Kaleidoskop zum 60. Jubiläum der ELEKTRONIKPRAXIS werfen die Redakteure einen Blick in ihr eigenes Geburtsjahr und die damaligen Technik-Meilensteine. Margit Kuther blickt auf 1960 und auf den Start der Kommunikationssatelliten – damals ein passiver Ballonsatellit.

Am 12. August 1960 startete die NASA eine Thor-Delta-Rakete, die den ersten Kommunikationssatelliten Echo 1 in eine Erdumlaufbahn von 1.500 km Höhe brachte. Er umkreiste die Erde fast acht Jahre, wobei seine Höhe auf zuletzt 1.000 km sank, ehe er verglühte.

Echo 1 war zwar einfach aufgebaut, aber er erfüllte seinen Zweck

Was heute alltäglich ist, war 1960 eine Sensation: ein Satellit, der Funkwellen von der Erde zur Erde zurückschicken konnte. Allerdings war Echo 1 ein passiver Kommunikationssatellit, der Funkwellen nur reflektierte, während heutige Satelliten die von der Erde kommenden Si-gnale verstärken und wieder zur Erde zurücksenden.

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Echo 1 war bemerkenswert einfach aufgebaut: Im Grunde ein großer Ballon mit einem Durchmesser von anfangs 30 Metern, der schon nach einem Jahr auf etwa 18 m geschrumpft war. Seine Hülle bestand aus einer Mylar-Polyesterfolie mit einer Dicke von gerade einmal 0,0127 mm, die mit einer Aluminiumschicht überzogen war, welche Funksignale reflektierte.

So waren Funkverbindungen über weite Entfernungen, etwa quer über den amerikanischen Kontinent oder über den Atlantik möglich. Da die Oberfläche auch Sonnenstrahlen reflektierte, war Echo 1 sogar mit bloßem Auge als Stern der Größe 1 von der Erde aus sichtbar.

Die Konstrukteure von Echo 1 waren die Ingenieure William O'Sullivan und John Pierce. Pierce arbeitete in den legendären Bell Labs und entwickelte 1945 die Puls-Code-Modulation. William O'Sullivan war damals Mitarbeiter der NACA, dem Vorgänger der NASA.

Aber wie kommt ein Ballon mit 30 m Durchmesser ins All? Er wurde zusammengefaltet und fand in einer Transportbox in der Rakete Platz. Im All wurde er dann auf seine volle Größe aufgeblasen. Seine Hülle wog 71 kg. Darüber hinaus mussten auch 15 kg eines Spezialpulvers transportiert werden, welches das Füllgas erzeugte.

Auf den äußerst erfolgreichen Echo 1 folgte Echo 2 in Polnähe

Geht man von einem Erdradius von 6.370 km aus, ist ein Satellit in 1.500 km Höhe mehr als 4.600 km weit sichtbar. Damit können theoretisch zwei Funkstationen, die 9.200 km auseinander liegen, miteinander kommunizieren. Bei ersten Versuchen gelang eine Funkverbindung über rund 4.000 km zwischen zwei Erdfunkstellen im US-Staat New Jersey und einer weiteren in Kalifornien.

Echo 1 war trotz seines simplen Aufbaus sehr erfolgreich. Deshalb startete 1964 der ebenfalls passive Kommunikationssatellit Echo 2, der mit einem Durchmesser von 41 m deutlich größer war, als sein Vorgänger. Seine Umlaufbahn war mit anfangs 1.200 km niedriger als die von Echo 1 und sie verlief sehr polnah mit einer durchschnittlichen Neigung von 81°. Deshalb war Echo 2 auch in höheren geografischen Breiten nutzbar, wo großer Bedarf an interkontinentalen Verbindungen bestand. Echo 1 als auch Echo 2 verloren ihre Kugelform erst nach Jahren.

Nutzung von Ballonsatelliten auch zur Vermessung der Erdoberfläche

Die Echo-Satelliten sollten zwar in erster Linie als Kommunikationssatelliten genutzt werden. Aber darüber hinaus war es auch möglich, sie für geodätische Messungen einzusetzen, also zur Vermessung der genauen Form der Erde. So wurden zwischen 1960 und 1968 Hunderttausende von Messungen vorgenommen.

Für die Funkkommunikation waren zwar die passiven Nachrichtensatelliten zur damaligen Zeit ein gewaltiger Fortschritt, aber andererseits erkannte man auch sehr schnell die Vorteile aktiver Satelliten, welche die Funksignale nicht nur reflektieren, sondern empfangen, verstärken und wieder abstrahlen.

Aktive Satelliten gewinnen im Laufe der Zeit die Oberhand

So startete bereits am 10. Juli 1962 der erste aktive, kommerzielle Fernsehsatellit Telstar 1, der schon im Sommer 1962 die direkte Übertragung von Fernsehsendungen zwischen den USA, Westeuropa und Japan ermöglichte.

Aufgrund des großen Erfolgs aktiver Nachrichtensatelliten wurde 1963 in den USA die Kommunikationssatellitengesellschaft COMSAT gegründet. 1964 folgte Intelsat, bei der COMSAT Gründungsmitglied war. Und heute sind Tausende von Satelliten im All, die eine reibungslose Kommunikation rund um den Globus sicherstellen. (mk)

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