Wettersatelliten sind heutzutage bei der Wettervorhersage unverzichtbar. Meteorologische Vorgänge lassen sich aus großer Höhe im Gesamtbild besser beobachten. Durch die gewonnenen Daten durch Wettersatelliten ließen sich in den letzten Jahren die Wettervorhersage deutlich verbessern.

Man unterscheidet grundsätzlich 2 Arten von Wettersatelliten. Umlaufende Wettersatelliten bewegen sich in einer Höhe von ca. 800 Kilometer über dem Erdboden und überfliegen in 12 Stunden jeden Punkt der Erde.
Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn (2) befinden sich in einer Höhe von 36.000 Km Höhe. Von der Erde aus gesehen stehen sie immer am gleichen Punkt am Himmel. Sie drehen sich quasi genauso schnell um die Erde, wie die Erde selbst.

Mit dem Empfang von Wetterbildern kann man sich ein unabhängiges Bild vom aktuellen Wettergeschehen machen.
Man kann sich ein eigenes Bild von Wolkenfeldern und deren Zugrichtung erstellen.
Der Empfang der umlaufenden Wettersatelliten ist einfacher und deren Kameras bieten auch eine bessere Auflösung, da sie tiefer fliegen.

APT Empfang (9)
Im Dezember 1963 wurde der Satellit Tiros 8 (Television and Infra-Red Observation Satellit) (3) gestartet. Mit diesem Wetter-Satelliten erprobte man die Übertragung von Bildern im APT-Format. APT steht für Automatic Picture Transmission (9).
Während eines Umlaufs wurden Bilder von der sonnenbeschienenen Seite der Erde aufgenommen und gespeichert.
Sobald der Satellit in Funksicht zur amerikanischen Kontrollstation war, wurden die aufgezeichneten Bilder durch ein Kommando mit dem 30-fachen der aufgezeichneten Geschwindigkeit zur Kontrollstation gesendet.
Später wurde dann damit begonnen, eine durchgehende Echtzeitübertragung der Bilder zu realisieren, um damit einen weltweiten Empfang der Bilder zu ermöglichen. Zu dieser Zeit war der Empfang solcher Bilder aber nur wenigen Personen vorbehalten. Es gab noch keine Computer, mit denen man die Bilder hätte dekodieren können. Man musste die Signale mithilfe eines FM-Demodulators in Bildimpulse umsetzen und an einen Telebildschreiber leiten, der die empfangenen Daten mit einer helligkeitsgesteuerten Lampe auf lichtempfindliches Fotopapier zeichnete. Das Fotopapier musste dann noch in einer Dunkelkammer entwickelt, fixiert und getrocknet werden.
Erst dann hielt man ein fertiges Bild in den Händen.
Heutzutage können die Bilder mit einem geeigneten Empfänger und einem entsprechenden Programm schnell und in Echtzeit grafisch dargestellt werden. Aber später hierzu mehr.

Heutzutage wird das APT-Format (9) immer noch verwendet. Allerdings gibt es momentan nur noch drei Satelliten, die im APT-Format (9) in Echtzeit Bilder zur Erde senden (NOAA 15,18 und 19)
Diese drei Satelliten bewegen sich in einer sonnensyncronen Umlaufbahn in ca. 800 Kilometer Flughöhe über den Nord- und Südpol hinweg.
Damit schaffen sie bis zu 6 Überflüge von maximal 15 Minuten Überfluglänge über den eigenen Standort. Somit sind Wetterbeobachtungen im Umkreis von maximal 6.000 Kilometern möglich.

Die NOAA-Satelliten (4) haben ein Radiometer an Board. Es heißt AVHRR (Advanced very high resolution radiometer). Es tastet mit einem rotierenden Spiegel im Winkel von 55,4 Grad die Erdoberfläche ab und sendet das Bild als fortlaufendes Endlosbild zur Erde. Das Wetterbild wird in zwei unterschiedlichen Farbkanälen gesendet. Im sichtbaren Bereich wird das Bild so gesendet, wie ein Mensch es sehen würde. Der zweite Kanal sendet das Bild im infraroten Bereich. Man hat über diesen Farbkanal auch noch bei Dunkelheit eine gute Sicht auf die Erde. Über diesen Farbkanal kann man Temperaturunterschiede in den Wolken und in den Gewässern erkennen.
Die NOAA-Satelliten (4) senden ihre Bilder im APT-Format (9) mit einer Auflösung von 4 Km. Die Abtastrate beträgt 4 Zeilen pro Sekunde. Das Bild hat maximal 1.024 Pixel pro Zeile.

Derzeit verfügbare umlaufende Wetter-Satelliten
Derzeit gibt es noch drei aktive umlaufende Wetter-Satelliten.
Nachfolgende die Empfangsdaten der drei derzeitig noch aktiven NOAA-Satelliten. Wenn du diese Seite aktualisierst, wird auch die Flugbahn aktualisiert.

NOAA-15 (4): 
NORAD-Nummer: 25338
Frequenz: 137,6200 MHz
Format: APT (9)
Polarisation: zirkulär, rechtsdrehend
Aktuelle Flugbahn:

Empfangs-Kanal, Wetter-Station Sielen: 1

 

NOAA-18 (4):
NORAD-Nummer: 28654
Frequenz: 137,9125 MHz
Format: APT (9)
Polarisation: zirkulär, rechtsdrehend
Aktuelle Flugbahn:

Empfangs-Kanal, Wetter-Station Sielen: 2

 

Wettersatellit NOAA-19 (4):
NORAD-Nummer: 33591
Frequenz: 137,1000 MHz
Format: APT (9)
Polarisation: zirkulär, rechtsdrehend
Kanal: 3
Aktuelle Flugbahn:

Empfangs-Kanal, Wetter-Station Sielen: 3

Bis vor einigen Jahren gab es auch noch russische Wettersatelliten. Diese nannten sich Resurs (5), Okean (6) und Sich.
Resurs (5) befand sich in einer Höhe von ca. 1.200 Km und hatte eine Auflösung von 2 Km.
Okean (6) und Sich dienten unter anderem der Sturmbeobachtung im Polarmeer.
Sie wurden nur durch Kommandos der russischen Kontrollstation aktiviert und sendeten dann, von uns aus gesehen, sehr östlich, ihre Bilder zur Kontrollstation.

Hard- und Software-Voraussetzungen
Umlaufende Wettersatelliten nutzen das APT-Format (9) zur Übertragung und arbeiten im internationalen Telemetrieband. Dies liegt zwischen 137 und 138 MHz.
Die Sender dieser Satelliten nutzen eine etwas untypische Bandbreite von 34 kHz. Somit kannst du mit einem normalen Funk-Empfänger die Signale zwar hören, aber das Bild, dass du mit diesen Empfängern bekommst, wirkt stark gestört und verrauscht. Dies hängt damit zusammen, dass die normale Filterbandbreite bei 12-15 kHz liegt.
Zum Empfangen der Signale empfiehlt sich daher ein spezieller Empfänger. Das beste Preis/Leistungsverhältnis bekommt man meiner Meinung bei den Geräten unter (1).
Dieser Empfänger hat eine sehr gute Empfindlichkeit und besitzt auch eine AFC-Schaltung (7), für den Ausgleich des Doppler-Effektes.
Die NOAA-Satelliten (4) arbeiten mit einer hohen Sendeleistung von ca. 5 Watt. Daher genügen für den Empfang normale Rundstrahler.
Besseren Empfang erreicht man allerdings mit einer zirkulär rechtsdrehend polarisierten Antenne (8).

Die Zukunft der umlaufenden Wettersatelliten:
Im Februar 2009 ist der letzte Satellit, der noch im APT-Format (9) sendet, NOAA 19 (4), gestartet worden. Man geht davon aus, dass er bis weit nach dem Jahr 2023 noch aktiv sein wird.
Zukünftige Wetter-Satelliten werden nur noch im Format LRPT senden. LRPT steht für Low rate picture transmission).
LRPT wird mit in der Modulationsart QPSK (10) übertragen. Die Geschwindigkeit der Übertragung liegt entweder bei 72.000 oder 80.000 bps.
Die gesendete Bandbreite beträgt 100 kHz.
Der Vorteil von LRPT liegt darin, dass das gesendete Bilder eine sehr viel höhere Auflösung besitzt. Sie liegt bei ca. 1,09 Kilometer.
Im Oktober 2006 wurde von der ESA (11) der Wetter-Satellit METOp-A gestartet. Er übertrug als erster Satellit seine Bilder im neuen Daten-Format. Die ESA (11) gab allerdings bekannt, dass dieser Satellit nach einigen Wochen Fehlfunktionen aufwies, sodass er dauerhaft deaktiviert werden musste.

Im September 2009 wurde der russische Wetter-Satellit Meteor M-N1 gestartet.
Er sendet auch im 137 MHz-Band Wetterbilder.

Quellennachweis:
(1) = http://www.df2fq.de/produkte/r2fx.html
(2) = https://de.wikipedia.org/wiki/Geosynchrone_Umlaufbahn#Geostation%C3%A4re_Umlaufbahn
(3) = https://de.wikipedia.org/wiki/TIROS
(4) = https://de.wikipedia.org/wiki/National_Oceanic_and_Atmospheric_Administration#Liste_der_Satelliten
(5) = https://de.wikipedia.org/wiki/Resurs
(6) = https://de.wikipedia.org/wiki/Okean
(7) = https://de.wikipedia.org/wiki/Automatic_frequency_control
(8) = http://www.rfcafe.com/references/articles/Satellite-Comm-Lectures/Satellite-Comms-Polarization.pdf
(9) = https://de.wikipedia.org/wiki/Automatic_Picture_Transmission
(10) = https://de.wikipedia.org/wiki/Quadraturphasenumtastung#%CF%80/4-QPSK
(11) = https://de.wikipedia.org/wiki/Europ%C3%A4ische_Weltraumorganisation