Was Orbinauts verfolgt
Die Live-Karte zeichnet 32.000 Objekte im Orbit nach denselben Regeln: jeden Satelliten, jede Raketenstufe, die ein Start zurückgelassen hat, jedes Fragment und alles, was der Katalog nicht identifiziert hat. 185 Satelliten aus 6 Arten haben eine eigene Seite, jede mit der aktuellen Position des Satelliten, seinem nächsten Überflug über dir und seiner Bahn. Über 53 von ihnen schreibt die Website außerdem von Hand (die Übersicht der Satelliten ordnet sie): was jeder ist, wer ihn betreibt und wofür er da ist, in jeder Sprache der Website. 132 von ihnen fliegen in den 5 Konstellationen GPS, Galileo, BeiDou, GLONASS und BlueBird, und über keinen einzelnen von ihnen schreibt die Website etwas von Hand: Die Seite jedes einzelnen nennt ihn so, wie der Katalog es tut, und sagt, was seine Bahn und seine Konstellation sagen. Auch jede Konstellation hat eine Seite, die jeden ihrer Satelliten mit dem Weg zu seiner Seite auflistet und die Frage beantwortet, die ein Empfänger beantwortet: wie viele von ihnen gerade über deinem Horizont stehen, berechnet in deinem Browser aus Bahnen, die die Seite schon hat.
Zwei Dinge an einer Bahn entscheiden, was der Rest der Website mit einem Satelliten macht. Nur einer, der hell genug ist, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, und das sind 11 der 185, bekommt Überflugzeiten für eine Stadt: Eine Stadtseite über etwas, das dort niemand je sehen kann, hätte nichts zu sagen, also behalten die anderen ihren Platz auf der Live-Karte und ihre eigene Seite, mehr nicht. Und ein Satellit auf einer geostationären Bahn steht über einem Längengrad des Äquators, statt auf- und unterzugehen; also sagt die Website, wo er steht, und es wird nie ein Überflug für ihn berechnet, denn es gibt keinen zu berechnen.
Zwei Quellen für die Bahn
Alle vier Stunden holt Orbinauts die aktuellen Bahnelemente jedes Satelliten, den es verfolgt, von Space-Track, dem öffentlichen Katalog der US Space Force, im Format Orbit Mean-Elements Message, das der Katalog empfiehlt. Die Bahnelemente beschreiben die Bahn zu einem Zeitpunkt, der Epoche, und ein Standardmodell (SGP4) propagiert sie von dort vorwärts oder rückwärts. Für die ISS veröffentlicht die NASA zusätzlich Ephemeriden: eine Tabelle des tatsächlichen und geplanten Zustands der Station über die kommenden Tage, geplante Triebwerkszündungen eingeschlossen. Orbinauts holt sie im selben Takt.
Eine Regel wählt zwischen beiden: Eine Antwort nutzt die Ephemeriden, wenn sie den angefragten Zeitpunkt abdecken und aktuell genug sind, und sonst die Bahnelemente. Jede Antwort nennt die Quelle, die sie genutzt hat, und wie alt diese Quelle ist, sodass veraltete Daten nie verborgen bleiben.
Positionen
Eine Position ist, wo der Satellit zu einem Zeitpunkt ist: der Punkt am Boden unter ihm und seine Höhe. Sie wird bei Bedarf berechnet, nie gespeichert, entweder durch Propagieren der Bahnelemente oder durch Interpolieren zwischen den Vektoren der Ephemeriden. Die Live-Karte führt denselben Propagationscode in deinem Browser aus, allein aus den Bahnelementen, und kann deshalb die Markierung jede Sekunde bewegen, ohne einen Server zu fragen; alles, was Folgen hat, etwa eine Überflugzeit, kommt von der API.
Überflüge
Ein Überflug ist ein Durchgang des Satelliten über den Horizont eines Beobachters: wann er aufgeht, wann er seinen höchsten Punkt erreicht und wie hoch, wann er untergeht und ob er dabei von der Sonne beleuchtet ist. Orbinauts sucht diese Durchgänge in den kommenden Tagen von einem Punkt auf der Erde aus, entweder dem, den dein Browser meldet, oder der Mitte einer Stadt, die eine Seite hat.
Der größte Teil eines Überflugs ist nicht zu sehen. Was Orbinauts stattdessen zeigt, ist das Sichtbarkeitsfenster, der Abschnitt des Überflugs, in dem vier Dinge zugleich gelten: Die Sonne steht mindestens 6 Grad unter dem Horizont des Beobachters (nautische Dämmerung oder dunkler), der Satellit ist im Sonnenlicht und nicht im Erdschatten, er steht mindestens 10 Grad über dem Horizont, und seine vorhergesagte Helligkeit ist Magnitude 4 oder heller, etwa das Schwächste, was ein bloßes Auge unter einem Stadthimmel findet. Die beiden Enden des Fensters sind der Moment, in dem der Satellit erscheint, und der, in dem er verschwindet, und das sind die Zeiten, die die Seiten, die Kalender und die Feeds angeben: Ein Überflug, der um 21:52 aufgeht, ist vielleicht nur von 21:53 bis 22:00 zu sehen und taucht danach in den Erdschatten ein, während er noch hoch am Himmel steht. Ein Überflug mit einem solchen Fenster ist ein sichtbarer Überflug; einer ohne wird trotzdem aufgeführt, mit seinen eigenen Zeiten für Aufgang und Untergang, aber nicht als sichtbar markiert. Hat ein Überflug mehr als einen solchen Abschnitt, ist der längste das Fenster. Unter 10 Grad klebt ein Satellit am Horizont und verschwindet leicht hinter Gebäuden, und die Sichtbarkeit sagt nichts über Wolken.
Die Helligkeit wird vorhergesagt, nie gemessen. Ein Satellit kann eine Standardmagnitude haben: wie hell er aus 1.000 km Entfernung aussieht, wenn er dem Beobachter die Hälfte seiner beleuchteten Seite zuwendet, eine Zahl aus den Werten, die Astronomen veröffentlichen. Von dort trägt das Modell die Zahl zu jedem Moment des Überflugs: Ein weiter entfernter Satellit ist schwächer, um fünf Magnituden je Faktor zehn in der Entfernung, und einer, der nur eine schmale Sichel seiner beleuchteten Seite zeigt, ist schwächer als einer, der sie ganz zeigt, wie der Mond in seinen Phasen. Das Ergebnis ist eine Schätzung. Es berücksichtigt weder die Lichtblitze an ebenen Flächen, die einen Satelliten kurz weit heller machen können, als das Modell sagt, noch den Dunst der Atmosphäre, der alles dämpft, was tief am Himmel steht; und es weiß nichts darüber, wie dunkel dein eigener Himmel ist. Jeder sichtbare Überflug wird mit der hellsten Magnitude gezeigt, die er in seinem Fenster erreicht, in einfachen Worten: so hell wie die Venus, so hell wie der Jupiter, so hell wie die hellsten Sterne oder nicht heller als ein schwacher Stern.
Was die Seiten zeigen
Eine Stadtseite listet die sichtbaren Überflüge aller Satelliten, die mit bloßem Auge sichtbar sind, über die nächsten 10 Tage in einer einzigen Tabelle auf, der nächste zuerst, jede Zeile mit dem Namen ihres Satelliten, berechnet für die Stadtmitte und gezeigt in der Zeitzone der Stadt; ein paar Kilometer entfernt weichen die Zeiten um Sekunden ab. Ihre Tabelle wird alle vier Stunden neu berechnet, wenn es die Bahnelemente werden, und ihr Kalender, ihr Feed und ihre Kachel tragen dieselben Überflüge. Die Seite eines Satelliten nennt seine Position zu dem Moment, in dem die Seite erstellt wurde, und ob der Satellit da im Sonnenlicht oder im Erdschatten war; im Browser frischt sie beides alle dreißig Sekunden auf. Die Live-Karte zeichnet jeden Satelliten; für den ausgewählten seine Bodenspur über den vorigen und den nächsten Umlauf und das Gebiet, über dessen Horizont er gerade steht; und zwei Bänder, wo die Sonne untergegangen ist: die Dämmerung, wo sie untergegangen, aber weniger als 6 Grad unter dem Horizont ist, und die Nacht, wo sie mindestens 6 Grad darunter steht, dunkel genug für einen sichtbaren Überflug. Für einen Umlauf, der länger als 24 Stunden dauert, deckt die Spur die letzten und die nächsten 6 Stunden ab statt eines ganzen Umlaufs in jede Richtung: Die Erde dreht sich unter einem solchen Satelliten mehrmals, bevor er einmal herumkommt, sodass ein ganzer Umlauf sich um die Karte wickeln würde, statt zu zeigen, wo er gewesen ist und wohin er fliegt. Auf der Karte wird jeder Satellit nach denselben Regeln gezeichnet, ob er eine Seite hat oder nicht und in welcher Konstellation er auch fliegt: ein kleiner Satellit, dessen Größe seine Masse bestimmt, gedreht in die Richtung, in die er sich über dem Boden bewegt, oder aufrecht, wenn er auf einer geostationären Bahn über dem Äquator steht, alle in einem Bernsteinton bis auf den ausgewählten, der rot gezeichnet wird. Eine Raumstation wird als Station gezeichnet, ein langer Gitterträger mit Sonnensegeln an beiden Enden und ihren Modulen quer darüber, und ein kleinerer Satellit wird mit weniger Zellen auf seinen Solarflächen gezeichnet, damit er in seiner Größe scharf bleibt. Ob der Satellit im Sonnenlicht oder im Erdschatten ist, eine der vier Bedingungen eines sichtbaren Überflugs, steht in Worten neben der Karte, statt auf seiner Markierung gezeichnet zu werden; seine Bodenspur wird auf dem Abschnitt, den er im Erdschatten verbringt, blasser gezeichnet.
Die Karte lesen
Zum ausgewählten Satelliten gehören zwei Linien. Die gestrichelte Linie vor ihm ist sein nächster Umlauf und die dünne Linie hinter ihm sein vorheriger; für einen Umlauf, der länger als 24 Stunden dauert, sind es stattdessen die nächsten und die letzten 6 Stunden. Beide Linien werden auf dem Abschnitt blasser, den der Satellit im Erdschatten verbringt, wo die Sonne ihn nicht beleuchtet. Der weiße Lichtfleck um den Satelliten ist das Gebiet, in dem er gerade über dem Horizont steht: Von überall darin ist der Satellit irgendwo am Himmel. Und die dunkleren Bänder sind Dämmerung und Nacht, wo die Sonne untergegangen ist, das dunklere der beiden dort, wo sie tief genug steht für einen sichtbaren Überflug.
In einem mindestens 1024 Pixel breiten Fenster wählt die Karte mit „Mehrere“ unter „Auswählen“ oben rechts bis zu sechs auf einmal aus, jeden mit einem eigenen Panel: Ein Druck auf eine Markierung fügt sie hinzu oder hebt ihre Auswahl auf, wenn sie schon ausgewählt ist, und ein Druck mit gedrückter Umschalttaste fügt eine hinzu, ohne vorher „Mehrere“ zu wählen. „Nur die Auswahl zeichnen“, die letzte der runden Schaltflächen oben rechts, lässt nur das Ausgewählte über der Erde stehen. Die Taste U blendet die Bedienelemente über der Karte aus und wieder ein und lässt die Panels und die Namen stehen; ein Druck auf die Karte abseits jeder Markierung tut dasselbe, außer bei „Einen“, wo dieser Druck die Auswahl aufhebt, wie er es immer getan hat.
Filter und Wiedergabe
Die Reihe von Schaltflächen am unteren Rand der Live-Karte enthält ihre Werkzeuge. „Filter“ wählt aus, was die Karte zeichnet: Satelliten nach Art, Raketenstufen, Fragmente und alles, was der Katalog nicht identifiziert hat, und jede Bahnklasse, jede Zeile mit der Zahl dessen, was sie enthält. Was auch immer die Filter weglassen, das Ausgewählte wird immer gezeichnet. „Einstellungen“ legt fest, wie die Karte aussieht und in welchen Einheiten sie Werte angibt, gespeichert auf diesem Gerät, und in einem mindestens 1024 Pixel breiten Fenster wählt „Widgets“, welche Widgets neben der Karte stehen und in welcher Reihenfolge.
In einem mindestens 1024 Pixel breiten Fenster stellt „Wiedergabe“ die Karte auf einen anderen Zeitpunkt, bis zu 7 Tage zurück oder voraus, auf ihrer Zeitleiste gewählt oder mit bis zu 600-facher Geschwindigkeit abgespielt. Nichts zu diesem Zeitpunkt ist eine Aufzeichnung: Jede Position wird aus den Bahnelementen propagiert, die die Karte heute hat, und Bahnelemente driften, wenn sie altern, wie der nächste Abschnitt sagt; je weiter der Zeitpunkt von heute entfernt ist, desto ungenauer ist also die Karte, und ein Manöver dazwischen ist nicht enthalten. Solange die Karte auf einem solchen Zeitpunkt steht, zeigt ihr Panel Datum und Uhrzeit statt „Jetzt“, und der nächste Überflug über dir, den sie angibt, bleibt der echte von jetzt an. Der Zeitpunkt steht im Link, sodass ein Link die Karte zu einer bestimmten Minute öffnen kann; in einem schmaleren Fenster öffnet er die Karte live.
Aus dem Orbit gesehen
Unter ihren Überflügen sagt eine Stadtseite, was in den letzten sieben Tagen auf die Stadt herabgeblickt hat. Jede Zeile ist ein Satellit, dessen Aufnahmestreifen am Boden, sein Ausschnitt, die Stadt bei Tageslicht erfasst hat, und jede Zeile ist eines von zwei Dingen. Mit Bild: Ein Anbieter hat das Bild veröffentlicht, und die Zeile zeigt es, auf die Stadt zugeschnitten, zum Zeitpunkt des Überflugs, bei dem es entstand. Noch kein Bild: Der Ausschnitt hat die Stadt überstrichen, nach der eigenen Überflugberechnung von Orbinauts aus den Bahnelementen, und veröffentlicht ist noch kein Bild, weil der Anbieter noch nicht so weit ist oder weil die Aufnahme wegen Wolken verworfen wurde. Eine Zeile ohne Bild bleibt nur so lange stehen, wie ihr Bild noch kommen kann (drei Tage bei Sentinel-2, acht bei Landsat, einen Tag bei den täglichen Ansichten); danach verschwindet sie, denn ein so spätes Bild kommt nicht mehr. Die Zeilen sind danach gruppiert, wie nah sie hinsehen: Sentinel-2 und Landsat, scharf genug, um Straßen zu erkennen, dann die täglichen Ansichten von Terra, Aqua, Suomi NPP, NOAA-20 und NOAA-21, die eine ganze Region zeigen. Die geostationären Satelliten, die die Stadt sehen, etwa Meteosat-12 oder GOES-19, haben eigene Zeilen, denn sie sehen sie auf jedem Bild, das sie aufnehmen, und jede verlinkt auf ihre Ansicht in Die Erde jetzt. Der Abschnitt beginnt mit dem besten Blick der Woche, dem ersten davon, den es gibt: dem schärfsten wolkenlosen Bild; dem schärfsten, das nur teilweise bewölkt ist; der neuesten täglichen Ansicht der ganzen Region, denn ein scharfes Bild voller Wolken zeigt nichts (ein scharfes, dessen Bewölkung sich nicht messen ließ, kommt davor); dem neuesten Bild des geostationären Satelliten, der am höchsten am Himmel der Stadt steht; und erst dann dem schärfsten bedeckten Bild, als solches gekennzeichnet.
Was er nie sagt. Auch kommerzielle Satelliten mit schwenkbaren Kameras kamen in Reichweite der Stadt, aber ihre Betreiber veröffentlichen nichts, also zählt der Abschnitt für sie nichts: Öffentliche Bahndaten sagen, wo ein Satellit war, nie, wohin seine Kamera zeigte. MetOp, Sentinel-3 und Fengyun-3 überstreichen jede Stadt täglich und veröffentlichen kein Bild, das die Seite zeigen kann, also sind auch sie keine Zeilen, und militärische Satelliten stehen nicht im öffentlichen Katalog. Keine Zeile ist eine Vermutung darüber, was eine Kamera sah: Sie ist ein Bild, das es gibt, oder ein Ausschnitt, der die Stadt überstrichen hat.
Jedes Bild wird bei seinem Anbieter abgerufen, wenn eine Seite es braucht, und hier von niemandem aufbewahrt: Der Zwischenspeicher am Rand des Netzes hält die Woche einer Stadt eine Stunde lang vor und ein Bild eine Woche lang. Lässt sich ein Anbieter nicht abrufen, bleiben die Überflüge, und der Abschnitt sagt es dort, wo seine Bilder stünden, mit dem Zeitpunkt seiner letzten Antwort, und die Zeilen der anderen Anbieter bleiben ebenfalls stehen.
Genauigkeit und Aktualität
Der Rechenkern wird an aufgezeichneten Szenarien gegen eine unabhängige Astronomie-Bibliothek getestet: Positionen entlang der Ephemeriden liegen bis auf etwa hundert Meter an ihr, Überflugzeiten bis auf ein paar Sekunden. Die größere Unsicherheit liegt in den Quellen selbst. Bahnelemente driften, wenn sie altern, bei der ISS um einige Kilometer pro Tag, und ein ungeplantes Manöver macht jede spätere Vorhersage falsch, bis zur nächsten Aktualisierung. Deshalb trägt jede Antwort das Alter ihrer Daten, und deshalb zeigt die Statusseite, ob die letzte Aktualisierung funktioniert hat.
Die API
Alles, was die Seiten zeigen, beantwortet die API in JSON: die aktuelle Position eines Satelliten, seine Bodenspur, die Überflüge über jedem Punkt der Erde und die Bahnelemente selbst. Sie ist anonym, auf eine bestimmte Zahl von Anfragen pro Stunde je Adresse begrenzt, und jede Antwort wiederholt die Quellenangabe, die du mit den Daten zeigen sollst.
Wie die Nachrichten entstehen
Jeder Artikel unter Nachrichten entsteht aus Primärquellen, die unter ihm aufgeführt sind. Der Redakteur prüft und genehmigt jeden Artikel, bevor er veröffentlicht wird. Wie Artikel belegt, geprüft und korrigiert werden und wie du einen Fehler meldest, erklärt die Seite Redaktionelle Grundsätze.