In der heutigen Ausgabe von “Fragen zur Astronomie” geht es nicht um das ferne Universum, Galaxien oder schwarze Löcher. Heute wird es wieder einmal ganz konkret und zwar mit der Frage: Kann man beobachten, wie Satelliten oder andere künstliche Objekte vor dem Mond vorüber fliegen?. Wenn zum Beispiel die Raumstation ISS genau in unserer Blickrichtung zwischen Erde und Mond vorbei fliegt: Kann man dann einen dunklen Fleck auf der Mondoberfläche erkennen? Und wie ist das mit Satelliten?

Die einfache Antwort darauf lautet: Ja, klar man das sehen! Man braucht nur ein Teleskop, das gut genug ist. Dann muss man nur noch wissen, wann und wo Raumstation oder Satelliten vorbei kommen und kann sie im Fernrohr beobachten. Entsprechende Bilder begabter Himmelsfotografen kann man überall im Internet finden. Hier ist eines von der Raumstation ISS vor dem Mond (und ja, ich weiß, das es sehr viel beeindruckendere und schönere Fotos dieser Art gibt – aber die kann ich hier aus Urheberrechtsgründen nicht zeigen):

Aber das man mit einem guten Teleskop solche Beobachtungen machen kann, ist keine Überraschung. Die eigentliche Frage lautet: Kann man das auch mit freiem Auge sehen? Wenn man in einer lauen Sommernacht den großen Vollmond betrachtet, kann man dann manchmal kleine, dunkle Punkte sehen, die über seine Oberfläche wandern und von vorüber ziehenden Raumfahrzeugen erzeugt werden?

Um das zu beantworten, müssen wir erst einmal herausfinden, was man mit dem freien Auge überhaupt sehen kann. Dazu muss man sich mit dem “Auflösungsvermögen” beschäftigen. Diese Eigenschaft eines optischen Instruments beschreibt, wie klein ein Objekt sein darf, damit es gerade noch erkannt werden kann. Das Auflösungsvermögen hängt von der Größe des Objekts selbst ab, aber auch von seinem Abstand (und ich habe hier genauer erklärt, wie man es berechnet. Bei unserem Auge beträgt das Auflösungsvermögen ungefähr eine Bogenminute. Wir können also nur Dinge am Himmel erkennen, deren Winkeldurchmesser größer als eine Bogenminute ist.

Diese Bezeichnungen (Bogenminute, Winkeldurchmesser) sind vielleicht ein wenig verwirrend, wenn man nicht daran gewöhnt ist. Aber eigentlich nicht schwer zu verstehen. Der Winkeldurchmesser gibt den Winkelbereich an, den ein Objekt an der gedachten Halbkugel des Himmels bedeckt. Der Vollmond zum Beispiel bedeckt am Himmel einen Bereich, der einem Winkel von 0,5 Grad entspricht.

Skizze zur Veranschaulichung des Winkeldurchmessers des Mondes (nicht maßstabsgetreu!)

Skizze zur Veranschaulichung des Winkeldurchmessers des Mondes (nicht maßstabsgetreu!)

Ein Grad enthält 60 Bogenminuten (und jede Bogenminute wieder 60 Bogensekunden) und es ist damit klar, dass der Winkeldurchmesser des Mondes deutlich größer ist als das Auflösungsvermögen unseres Auges. Und natürlich ist es daher auch kein Problem für uns, den Mond mit freiem Auge zu beobachten. Man kann mit der entsprechenden Formel (ich habe sie hier genauer erklärt) auch leicht ausrechnen, wie groß die kleinsten Strukturen auf dem Mond sein dürfen, damit wir sie mit freiem Auge noch erkennen können. In einer Entfernung von etwa 370.000 Kilometern (dem Abstand des Monds von der Erde) sind das 130 Kilometer. Alles was kleiner als 130 Kilometer ist, ist für uns auf der Oberfläche des Mondes also mit freiem Auge nicht mehr erkennbar.

Aber es ging ja in der Frage nicht um Krater auf dem Mond, sondern um Objekte, die im Weltall an ihm vorüber fliegen. Die Satelliten und Raumfahrzeuge sind zwar alle kleiner als 130 Kilometer, aber dafür auch näher. Die Raumstation ISS zum Beispiel ist fast 100 Meter lang und fliegt in 400 Kilometern Höhe um die Erde. Ihr Winkeldurchmesser beträgt darum circa 52 Bogensekunden, also ein bisschen weniger als eine Bogenminute. Damit liegt sie unter dem Limit des Auflösungsvermögen für unser Auge und wenn man nicht eine ganz außerordentlich gute Sehkraft hat, wird es schwer, sie zu erkennen. Bei den anderen Satelliten sieht es ähnlich aus. Envisat zum Beispiel, der größte bis jetzt gebaute zivile Erdbeobachtungssatellit ist nur 10 Meter lang und fliegt in 770 Kilometer Höhe. Sein Winkeldurchmesser beträgt kaum 3 Bogensekunden. Und selbst die riesigen Orion-Spionagesatelliten, deren Antennen fast so breit wie die Raumstation sind, sind nicht zu sehen, weil sie sich in fast 36.000 Kilometer Entfernung auf geostationären Umlaufbahnen befinden und daher einen Winkeldurchmesser von nicht einmal einer Bogensekunde habe.

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Kommentare (16)

  1. #1 Alderamin
    4. Mai 2015

    @Florian

    Der Kontrast zwischen Mond und Satelliten ist zu gering, um da irgendwas ohne Hilfsmittel sehen können.

    Außerdem ist das eine ziemlich kurzweilige Angelegenheit, auch mit dem Teleskop. Die ISS befindet sich in rund 400 km Höhe bei knapp 8 km/s. Damit legt sie bis zu 1,14° pro Sekunde am Himmel zurück (weniger, wenn sie schräg im Anflug ist). Da Mond und Sonne nur ein halbes Grad durchmessen, dauert der Vorbeiflug also nur eine gute halbe Sekunde (so lange, wie man beim Sprechen von “einundzwanzig” für “einund…” braucht) , vielleicht etwas über eine Sekunde bei flachem Winkel (tiefstehender Mond; dann ist die ISS allerdings auch 1500 km oder weiter entfernt).

    Normalerweise nehmen Amateure so einen Transit mit Video bei kürzester Belichtungszeit auf. Man hat die ISS dann auf einigen Einzelbildern, die man in einer Aufnahme kombinieren kann (z.B. auf dieser Seite, unten).

  2. #2 fehlfarbe
    4. Mai 2015

    Statt Heavensabove kann man auch Calsky.de nutzen. Dort ist es auch möglich sich automatisch per Mail warnen zu lassen, wenn in den nächsten Tagen ein Transit vor Sonne, Mond oder gar Planeten in der Nähe des eingestellten Ortes statt findet. So verpasst man keinen Überflug mehr 🙂

  3. #3 Alderamin
    4. Mai 2015

    Übrigens: falls die ursprüngliche Frage darauf abzielte, ob man auf diese Weise überhaupt Satelliten sehen kann, dann sei angemerkt, dass dies ungefähr die am wenigsten Erfolg versprechende Methode ist, sie ist nur aus ästhetischen Gründen interessant, und auch eigentlich nur fotografisch. Am besten sieht man Satelliten (nicht nur die helle ISS) nachts als leuchtende Punkte über den Sternenhimmel ziehen.

    Wenn man um diese Jahreszeit, in der die Sonne nachts nicht tief unter dem Nordhorizont steht, senkrecht nach oben oder grob zum Nordhimmel schaut, wird man (wenn der Himmel nicht zu lichtverseucht ist; ein Fernglas hilft in diesem Fall ungemein) nach wenigen Minuten irgendeinen Punkt finden, der sich mit Flugzeuggeschwindigkeit am Himmel bewegt, aber ohne blinkende Positionlichter, und der möglicherweise in südlicher oder östlicher Richtung zieht und dann plötzlich verschwindet (wenn er in den Erdschatten eingetreten ist). Es gibt zahllose Satelliten auf allen möglichen Bahnen, die man auf diese Weise sehen kann. Auch dafür liefert Heavens-Above Vorhersagen (“Daily predictions for brighter satellites”).

  4. #4 Tina_HH
    4. Mai 2015

    …nach wenigen Minuten irgendeinen Punkt finden, der sich mit Flugzeuggeschwindigkeit am Himmel bewegt, aber ohne blinkende Positionlichter…

    Ja, davon gibts so einige, die sich bei gutem Wetter und Sicht sogar von der Stadt aus sehen lassen. Ich sehe regelmäßig Satelliten, die sich nach Norden bewegen. Bisher habe ich mir allerdings noch nie die Mühe gemacht, nachzusehen, um welche(n) es sich dabei handelt.

    Die ISS finde ich immer wieder beeindruckend. Hat was von Venus (ähnliche Helligkeit) auf Speed. 😉

  5. #5 Chytharo
    4. Mai 2015

    Vielen, vielen Dank für den interessanten Artikel!
    Und dann auch noch zeitlich passend, da ja heute Vollmond ist 🙂
    Ich beobachte gerne den Himmel, deswegen werde ich diesen Sommer auf jeden Fall die Augen nach der ISS offen halten (ohne Mond). Die passenden Seiten über die Route der ISS stehen ja auch im Artikel.

    Wie sehr beeinträchtigt denn die Lichtverschmutzung die Sicht? Kann man sie auch von einer Stadt aus erkennen, oder sollte man schon aufs Land fahren, wenn man sich so etwas vornimmt?

    @Alderamin

    Auch sehr interessante Infos, wieder was gelernt, danke ^^
    Ich finde solche Fotos immer sehr faszinierend, gerade wenn der Mond mit drauf ist.
    Jemand hatte auch in den Kommentaren der Übersichtsseite ein tolles Foto gepostet. http://apod.nasa.gov/apod/ap150427.html
    Darunter in den Infos stand auch noch mal, dass der Flug über den Mond von der Erde aus nur eine halbe Sekunde dauert.

  6. #6 Ramoncito
    4. Mai 2015

    Bzgl. ISS fand ich diese Seite sehr praktisch:

    http://iss.de.astroviewer.net/

  7. #7 André K.
    4. Mai 2015

    Wer ein Adroid-Smartphone hat, kann das kostenlose*) Programm ISS Detector verwenden, dass nicht nur die Überflüge der ISS anzeigt, sondern auch bei Iridium-Flares für den aktuellen Beobachtungsort warnt. Dadurch sind mir in letzter Zeit zwei schöne -8m Flares untergekommen, Das geht natürlich mit Heavens Above auch, ist aber mit der App nach meinen bisherigen Erfahrungen unkomplizierter.
    *) mit Werbung – es gibt auch eine Kauf-Version.

  8. #8 Findelkind
    4. Mai 2015

    Als Kinder haben wir uns immer über Skylab informiert, oder sind von den Älteren informiert worden. Zwei mal hatte ich Glück und konnte Skylab am Nachthimmel vorüberziehen sehen. War zwar nur ein heller Punkt und hat auch nie lange gedauert, war aber sehr faszinierend…

  9. #9 Alderamin
    4. Mai 2015

    @Chytharo

    Wie sehr beeinträchtigt denn die Lichtverschmutzung die Sicht? Kann man sie auch von einer Stadt aus erkennen, oder sollte man schon aufs Land fahren, wenn man sich so etwas vornimmt?

    Die ISS ist so bombastisch hell, dass man sie sogar am hellen Tag sehen kann, wenn man genau weiß, wo man hingucken muss. Mehr Lichtverschmutzung geht nicht. 😉

    Sie ist, je nach Beleuchtung durch die Sonne, heller als der Planet Venus, der im Moment abends im Westen der hellste “Stern” am Himmel ist. Die ISS erscheint etwas schwächer, wenn sie sich aus der Entfernung nähert, und wird dann immer heller, am hellsten hoch über dem Betrachter (bei den Vorhersagen auf Heavens-Above darauf achten, dass man einen Pass (Überflug) auswählt, der bei “Highest Point” einen “Alt.”-Wert von mindestens 50° hat, damit sie auch schön nahe und hoch am Himmel steht; 90° wäre senkrecht über dem Beobachter (Zenit), 45° ist entsprechend halbe Höhe zwischen Horizont und Zenit).

    Meine Bemerkung zur Lichtverschmutzung bezog sich auf die vielen kleinen Satelliten und Raketenteile, die man ansonsten so am Himmel finden kann, die permanent dort unterwegs sind. Die sind ja viel kleiner als die ISS und weniger auffällig.

    Neulich konnte ich eine knappe halbe Stunde nach dem Start einer Falcon-Rakete in Florida mit einer Dragon-Kapsel auf dem Weg zur ISS die Kapsel und die nebenher schwebenden, abgeworfenen Abdeckungen ihrer Solarzellen sehen, als sie bei uns über den Himmel zogen, überraschend hell. Die Abdeckungen der Sonnensegel flogen beidseitig der Kapsel und taumelten offenbar, so dass sie abwechselnd heller und dunkler wurden, das sah schon sehr UFO-mäßig aus.

    Die Geometrie des Startplatzes in Florida und der ISS-Bahn (die zur Zeit des Starts eines Versorgungsflugs über Florida hinwegführen muss, damit die Rakete die ISS von dort aus erreichen kann) führt dazu, dass die Versorgungsflüge aus Florida immer eine knappe halbe Stunde nach dem Start über Europa herüber kommen; es muss allerdings die Uhrzeit passen, damit dies in den frühen Abend fällt, so dass die Rakete oben noch im Sonnenlicht ist, während es bei uns hier unten schon dunkel ist, damit man sie gut sehen kann.

  10. #10 voidpointer
    5. Mai 2015

    Vor dem Mond ist schwer wegen Kontrast
    aber Sonne geht echt gut siehe
    http://www.astrophoto.fr/

    Gruß

    vp

  11. #11 voidpointer
    5. Mai 2015

    natürlich bitte auf keinen Fall ohne
    entsprechende Schutzmaßnahmen in die Sonne schaun

  12. #12 Andreas
    5. Mai 2015

    Ich dachte bei den “kleinen, dunklen Punkten” erst, Du sprichst davon, ob man den Schatten sehen kann, den die Satelliten auf dem Mond werfen.

    Das geht nicht – selbst mit den besten Teleskopen nicht. ISS&Co sind viel zu weit entfernt vom Mond, so lang ist deren Schatten nicht. Oder anders ausgedrückt: Vom Mond aus gesehen ist die ISS viel kleiner als die Sonne. Selbst wenn sie also genau zwischen Sonne und Mond steht, verdunkelt sich der Mond nirgends.

    Nur Satelliten, die den Mond selber ziemlich eng umkreisen, können einen Schatten auf dessen Oberfläche werfen.

  13. #13 Ewald
    Seitenstetten
    23. September 2015

    Ich hab gestern mal den Monds gefilmt und dabei 2-3 Schatten drauf. die ziemlich schnell durchs Bild huschen. Tiere oder Insekten die vor dem Teleskop vorbeifliegen können das ja nicht sein, oder? Die würden ja nicht so klein und scharf dargestellt werden. Oder sehe ich das falsch.

  14. #14 Alderamin
    23. September 2015

    @Ewald

    War’s schon sehr dunkel? Vögel wären möglich oder Fledermäuse (Vögel fliegen wohl höher, aber normalerweise nicht im Dunklen; andererseits ist jetzt allmählich Zugzeit für viele Arten, vielleicht fliegen manche auch nachts? Bin kein Biologe).

    Ein Flugzeug sieht man auch gelegentlich vor Mond oder Sonne, aber das hinterlässt normalerweise eine sichtbare Verzerrung durch die heiße Luft aus dem Triebwerk, ist groß genug erkannt zu werden, und man wird wohl selten mehr als ein Flugzeug erwischen, höchstens bei Militärfliegern im Formationsflug.

  15. #15 Theres
    23. September 2015

    @Ewald
    @Alderamin
    Es ist Zugzeit und nicht nur Gänse fliegen durchaus nachts, Kraniche auch sehr hoch, doch die hört man meistens. Fledermäuse fliegen je nach Temperaturen auch noch … doch ohne wenigstens ein Bild zu sehen, kann ich zur Sichtung nicht viel sagen.

    Die Schärfe hängt ja von so einigem ab … aber wenn es duster war und nicht blinkte, sind Vögel wahrscheinlich.

    Ach Ewald, nimm doch die Mondfinsternis auch auf (und stell sie irgendwo ein, Link hier veröffentlichen, fleh …) – ich werde nämlich weiter im Norden ziemlich wahrscheinlich unter Wolken hängen, grml.

  16. #16 Chytharo
    7. September 2018

    Ich habe heute eine tolle Videoaufnahme eines Vorbeifluges gefunden, habe mich an den Artikel hier erinnert und möchte sie mit euch teilen 🙂