Die nachträgliche Identifikation von Satelliten mit Findsat

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Während man als Tracker im allgemeinen nach Satelliten Ausschau hält deren Kommen man erwartet hat, so kann es gelegentlich passieren, daß man unvorbereitet auf eine Objekt aufmerksam wird, das in irgend einer Weise ungewöhnlich erscheint, sei es, daß es besonders hell oder von ungewöhnlicher Färbung ist, oder einen besonderen Lichtwechsel aufweist. Dann möchte man u.U. gerne nachträglich herausfinden, um welchen Satelliten es sich dabei gehandelt hat.

Im Prinzip reichen die Programme die hier schon vorgestellt wurden für diesen Zweck aus: Mit Astrosat oder Quicksat kann man für Ort und Zeit einer Satellitensichtung nachträglich eine Passagezeitliste erstellen um daraus dann das passende Objekt zu isolieren. Die Suche gerät freilich übersichtlicher, wenn man dafür das Programm "Findsat" verwendet, das weiter unten vorgestellt wird.

Welche Methode man auch immer wählt, eine nachträgliche Identifikation wird umso sicherer sein, je präziser die Beobachtungsdaten sind, die man bei der Sichtung erhoben hat.

Das betrifft die möglichst genaue Kenntnis

Die Sichtungszeit bestimmt man am besten, indem man die Satellitenbahn gedanklich extrapoliert, sich einen Stern (den man sich natürlich merken können muß) aussucht, an dem das Objekt möglichst nahe vorbeiziehen wird, um dann die Zeit dieses Ereignisses zu notieren sowie die Entfernung und Positionswinkel bei der größten Annäherung (etwa: "02:24:33 Uhr: größte Annäherung an Alpha Lyrae, ca. 4° in südwestlicher Richtung). Gelingt einem das auch noch für einen zweiten Stern (in möglichst großem Abstand zum ersten), dann verfügt man zusätzlich über Informationen, aus denen Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Satelliten hervorgehen. Aber Obacht was die Auswahl eines zweiten Sternes angeht: Den könnte der Satellit u.U. gar nicht mehr erreichen, falls er nämlich zuvor im Erdschatten verschwindet. Sollte dies geschehen, dann ist das aber noch keine Tragödie, denn schließlich ist auch der Eintritt in den Erdschatten ein wichtiges Bestimmungsmerkmal [1]. Was das Kriterium eines "nahen Vorbeiflugs" (falls es überhaupt zu einem solchen kommt) betrifft: Im Zweifelsfall kann man sich natürlich auch mit einem Abstand von 20 oder 30° begnügen, oder mit einer Angabe wie "durchquerte um ... Uhr die Verbindungslinie zwischen Beta Ursa Minoris und Alpha Boötis etwa auf halber Strecke".

Auch weniger präzise Zeitbestimmungen sind meist kein Beinbruch, oft genügt es, die Zeit plus/minus einige Minuten und den groben Bewegungsverlauf des Objektes zu kennen. Eine Sichtungsnotiz wie diese: "31. Mai 2004, ca. 00:25 Uhr (MESZ), Satellit zog etwa 10° westlich des Polarsterns vorbei und erreichte kurz nach 00:30 Uhr einen Punkt etwa 10° westlich des Mondes" schließt eine erfolgreiche Bestimmung im Nachhinein bestimmt nicht aus.


Die Verwendung des Programmes Findsat

Die Installation: Findsat stammt wie Quicksat von Mike McCants. Die derzeitige Version ist 2.15M, vom 21. August 2006. Man lade die zip-komprimierte Datei "findsat.zip" herunter und entpacke sie in ein Verzeichnis "\findsat", das am besten im Windows-Programmverzeichnis aufgehoben ist (meistens also "c:\Programme"). Mehr ist nicht zu tun, d.h. es gibt kein setup-Programm das auszuführen wäre.

Wie Quicksat, so wird auch Findsat über eine Steuerungsdatei bedient, die in diesem Fall "findsat.ctl" heißt. Eine Beispielsdatei befindet sich im Findsat-Programmverzeichnis. Öffnet man sie mit einem Editor, so sieht man:

30.3138 97.8661 600. Bee Caves Rsrch Ctr
1992 10 19 1 33 41.5 22 40.6 37.54 1950
90 8
findsat.tle

Erläuterung dieser 4 Zeilen:

Zeile 1:
30.3138 gibt die geographische Breite des Beobachtungsstandortes in Dezimalwerten an, also (+)30,3138(°) (positive Werte stehen für nördliche Breitengrade, negative Werte für südliche).
97.8661 gibt die geographische Länge des Beobachtungsstandortes in Dezimalwerten an, also (+)97,8661(°) (positive Werte stehen für westliche Längengrade, negative Werte für östliche).
600. gibt die Höhe des Beobachtungsstandortes in englischen Fuß an.
Bee Caves Rsrch Ctr ist schließlich die Bezeichnung, die der Verfasser dieser findsat.ctl-Beispielsdatei seinem Beobachtungsstandort gegeben hat, wahrscheinlich der Wohnort oder die Arbeitsstelle von Mike McCants, worauf hin natürlich auch die geographischen Koordinaten weisen: auf einen Ort in den USA nämlich.

Zeile 2:
1992 10 19 steht für das Datum der Satellitensichtung, hier dem 19.10.1992.
1 33 41.5 steht für die Uhrzeit der Satellitensichtung nach UTC, hier 01 Uhr 33 Minuten 41,5 Sekunden.
22 40.6 gibt die "Rektaszension" des Punktes am Himmel an, an der der Satellit gesichtet wurde: 22 h 40,6 m (lies: "22 Stunden 40,6 Minuten").
37.54 gibt die "Deklination" des Punktes am Himmel an, an der der Satellit gesichtet wurde (37,54°) und
1950 schließlich ist die "Epoche", auf die sich die Werte für Rektaszension und Deklination beziehen.
"Rektaszension" und "Deklination" sind Koordinaten des astronomischen Koordinatensystems, sie sind analog zu Länge und der Breite des geographischen Koordinatensystems. Es ist für unsere Zwecke hier nicht notwendig, diese Angaben zu verstehen, man muß die Werte lediglich einer Sternkarte entnehmen können. Wie das mit den Karten von Home Planet funktioniert, wird weiter unten erläutert. Auch den Begriff der "Epoche" im Zusammenhang mit Rektaszension und Deklination muß man hier nicht verstehen, es genügt, wenn man den Wert kennt.

Zeile 3:
90 steht für die Unsicherheit der Zeitangabe der Satellitensichtung in Sekunden. Sprich: die in Zeile 2 angegebene Zeit 01 Uhr 33 Minuten 41,5 Sekunden ist mit einer Unsicherheit von 90 Sekunden behaftet. Achtung: Wenn die Zeitunsicherheit 420 Sekunden (= 7 Minuten) überschreitet, arbeitet das Programm nicht mehr korrekt.
8 ist die räumliche Unsicherheit der Satellitenbeobachtung in Grad (°).

Zeile 4:
findsat.tle ist der Name der Bahnelementedatei, die als Datengrundlage für die Identifikation des gesichteten Satelliten verwendet werden soll.
Dabei sollte man bedenken, daß eventuell auch ein sehr kleines Objekt, das gewöhnlich noch nicht einmal mit einem Fernglas zu sehen ist, unter besonders günstigen Umständen auch einmal dem bloßen Auge zugänglich ist. Im Prinzip ist es daher ratsam eine möglichst umfangreiche Bahnelementedatei wie die catalog.tle zu verwenden.


Exerzieren wir nun eine nachträgliche Bestimmung anhand des obigen, hypothetischen Sichtungsbeispiels durch:

"31. Mai 2004, ca. 00:25 Uhr (MESZ), Satellit zog etwa 10° westlich des Polarsterns vorbei und erreichte kurz nach 00:30 Uhr einen Punkt etwa 10° westlich des Mondes".

Als erstes startet man Home Planet und gibt (falls nötig) die Koordinaten des Ortes ein, an dem man den Satelliten beobachtet hat. Hier gehe ich von meinem Wohnort in Mainz aus.

Dies getan stellt man in Home Planet Datum und Zeit der Sichtung am ersten Punkt, umgerechnet auf UTC, ein: Also der 30. Mai 2004, 22:25 Uhr. Jetzt wechselt man zur "Sky"-Ansicht über ("Display" - "Sky") und bewegt den Maus-Cursor etwa an die Stelle, an der man den Satelliten gesehen hat ("ca. 10° westlich des Polarsterns"), man sieht:

Der Maus-Cursor hat die Gestalt eines Fadenkreuzes in einem Kreis, er steht etwas oberhalb und links der Bildmitte. Klickt man nun mit der Maus an diese Stelle, so öffnet sich ein weiteres Fenster:

Es zeigt eine Detailkarte des betreffenden Himmelsausschnittes und das Zentrum dieser Detailkarte ist genau der Punkt, auf dem man zuvor geklickt hatte. Und hier erschließt sich der Sinn der ganzen Übung: Die astronomischen Koordinaten genau dieses Kartenzentrums kann man nämlich am rechten Rand der Karte ablesen:

Der Deklinationswert ist hier vollständig dezimal angegeben, der Rektaszensionswert dagegen nicht, wir benötigen die Sekundenwerte für die Berechnung mit Findsat aber Dezimal. Die Umrechnung ist leicht: 1 Minute hat 60 Sekunden und 21,71 s entsprechen daher: 21,71/60 = 0,36 Minuten. Daraus folgt für die Rektaszension: 9 h 1,36 m - wobei es auf diese Genauigkeit gar nicht ankommt, man kann den Wert auch leicht zu 1/3 Minute schätzen (und ist damit immer noch viel genauer als nötig).

Mit diesen Zahlen läßt sich jetzt die findsat.ctl-Datei füttern. Sie sieht dann, für meinen Beobachtungsstandort in Mainz, so aus:

50.0135 -8.2413 607. Mainz, Neustadt
2004 05 30 22 25 00.0 09 01.3 75.70 2000
300 10
mccants.tle

Dabei haben sich gegenüber der oben beschriebenen Beispiels-findsat.ctl-Datei noch folgende Änderungen ergeben:

In Zeile 1
stehen jetzt natürlich meine Koordinaten (50.0135°N, -8.2413°O, 607. Fuß Höhe, Standortname: Mainz, Neustadt).

In Zeile 2
steht also die zugrundeliegende Zeit: Das Datum, 2004 05 30 und die Uhrzeit 22 Uhr 25 Minuten 00 Sekunden. Als Rektaszension hatten wir ja 09 h 01.3 m ermittelt und für die Deklination 75.70°. Was jetzt noch fehlt, ist die "Epoche" für die diese Koordinaten gelten - das ist, wenn man die Koordinaten aus Home Planet extrahiert, immer (das Jahr) 2000.

In Zeile 3
habe ich als Wert für die zeitliche Unsicherheit dieser hypothetischen Beobachtung 300 Sekunden und für ihre räumliche Unsicherheit 10° gewählt.

In Zeile 4
habe ich die (mittlerweile nicht mehr erhältliche) Datei mccants.tle als Bahnelementedatei angegeben. Sie stammt vom 26.05.2004, ist also relativ zum Sichtungsereignis schon über 4 Tage alt. Damit Findsat die Datei auch findet, muß sie sich im Findsat-Programmverzeichnis befinden. Wählt man eine andere TLE-Datei, so muß man deren Dateinamen eintragen.

Diese findsat.ctl-Datei wird jetzt gespeichert (auch sie muß natürlich im Findsat-Programmverzeichnis stehen). Dann kann das Programm auch schon mit einem Doppelklick auf die Datei findsat.exe gestartet werden. Das Ergebnis der Berechnung findet sich dann in der Datei "findsat.res" im Programmverzeichnis, die man mit einem Texteditor einsehen kann:

Man erkennt, daß von den 1648 Satelliten die die verwendete mccants.tle-Datei enthielt, genau 7 innerhalb der gewählten zeitlichen Toleranz von 300 Sekunden und räumlichen Toleranz von 10° im betreffenden Himmelsabschnitt standen (und beleuchtet waren; unbeleuchtete Satelliten werden nicht angezeigt) [2]. In der Ausgabetabelle stehen die beiden Spalten "TmEr" und "PosEr", die Werte für den zeitlichen und räumlichen Fehler dieser Satelliten von den gewählten Vorgaben enthalten. Der Satellit "Meteor 3M r" (NORAD 27006, COSPAR 2001-056F) zeigt die geringsten Fehler.

Ob Meteor 3M r tatsächlich der gesuchte Kandidat ist, erkennt man mit deutlich höherer Sicherheit, wenn man im nächsten Schritt überprüft, ob auch die zweite ermittelte Zeit/Positionsangabe: "...und erreichte kurz nach 00:30 Uhr einen Punkt etwa 10° westlich des Mondes" für diesen Satelliten stimmt und für die anderen 6  Satelliten nicht oder zumindest weniger gut stimmt.

Entweder man ermittelt mit Home Planet Rektaszension und Deklination des Punktes 10° westlich des Mondes und läßt Findsat eine neue Berechnung durchführen, dieses Mal für "kurz nach 00:30 Uhr", also sagen wir 00:31 Uhr: Dann sollte Meteor 3M r auch in dieser Ausgabeliste wieder auftauchen, aber (möglichst) keiner der anderen 6 Satelliten.

Noch einfacher geht man freilich so vor: Findsat erzeugt bei einer Berechnung auch eine Datei mit Namen "findsat.out", die die Bahnelemente aller ermittelten Satelliten, im Beispiel also obiger 7, enthält. Man stellt nun in Home Planet einfach Datum und Uhrzeit auf den 30.05.2004, 22:31 Uhr (UTC) und öffnet die "Sky"-Ansicht. Dann lädt man die Bahnelementedatei findsat.out ("Satellite" - "Satellite Database"), so daß nur die 7 in Frage kommenden Satelliten anzeigen werden ("Satellite" - "Track Satellite"). Mit einem Doppelklick auf jeden der 7 Satelliten bekommt man nacheinander ihre Position am Himmel vorgeführt und dabei erkennt man, daß tatsächlich nur Meteor 3M r am betreffenden Ort zu finden ist.

Wie oben schon erwähnt: am besten verwendet man für die nachträgliche Identifikation eines Satelliten eine möglichst umfangreiche TLE-Datei, wie die catalog.tle, welche praktisch alle erfaßten Satelliten beinhaltet.



[1] Natürlich sollte man sich dann trotzdem noch irgendwie die Flugrichtung des Satelliten merken, wie ungenau auch immer. Nachdem man dann mit Findsat eine Liste von Objekten berechnet hat, die als Kandidaten für die Sichtung in Frage kommen, kann man diese nacheinander in Home Planet einem "Probelauf" unterziehen und dabei beobachten, wann sie verdunkelt werden (diese Angabe befindet sich in Home Planet hier).
[2] Nebenbei bemerkt: Daß nur beleuchtete Satelliten von Findsat berechnet werden ist kein wirklicher Nachteil, es sei aber trotzdem erwähnt, daß man manche Satelliten auch dann beobachten kann, wenn sie nicht von der Sonne beschienen werden. Das gilt für Iridium-Satelliten (siehe Kapitel "Objektklassen"), die das Mondlicht reflektieren können und für Space Shuttles auf manchen Montage-Missionen, bei denen die Ladebucht von Flutlichtern beleuchtet ist. Da Shuttles im Orbit immer mit dem Rücken zur Erde ausgerichtet sind, kann man sie dann u.U. mit einem Fernglas sehen.


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Letzte Aktualisierung: 15.02.2009   Kontakt