Wijst satellietschotel recht omhoog, dan ben je op evenaar

De satellietschotels wijzen in Nederland naar het zuiden. Rond de evenaar staan ze bijna loodrecht omhoog. Hoe zit dat?

‘Prime focus’-satellietschotels in Dili op Oost-Timor. Foto Jelijn Knip

Waar op aarde ben je als de satellietschotels om je heen recht omhoog wijzen? Dit hier op de foto is Dili, de hoofdstad van Oost-Timor. Maar het had net zo goed Jakarta, Singapore, Nairobi, Libreville of Quito kunnen zijn. Of een andere plaats op de evenaar. „Niet alle schotels in Dili wijzen recht omhoog”, zegt de informant die naast de schotels woonde, „maar de meeste wel”. Daar staat tegenover dat je in Europa of de VS nooit satellietschotels ziet die recht omhoog wijzen.

Satelliet blijft voortdurend op 6,6 aardstralen van het middelpunt der aarde

Daar begon het mee, met deze vraag: waarom in Dili wél en hier niet. Het antwoord bleek niet zo lastig. De schotels staan gericht op een ‘geostationaire satelliet’, een satelliet die op een vaste plek aan de hemel lijkt te staan omdat hij in hetzelfde tempo en in dezelfde richting om de aarde draait als de aarde om zichzelf. Dat kunstje lukt alleen als de satelliet voortdurend op een heel specifieke afstand van de aarde blijft: op 6,6 aardstralen van het aardmiddelpunt, om precies te zijn. Dat volgt uit de gravitatiewet van Newton en de oude formule voor de centrifugale kracht. Een bijkomende dwingende voorwaarde is dat de satellietbaan samenvalt met het equatorvlak van de aarde. Boven Dili doet hij dat duidelijk.

Dat geostationaire banen mogelijk zijn heeft men zich al in 1928 gerealiseerd, schrijft Wikipedia. In 1964 werd voor het eerst ook werkelijk een satelliet in die positie gebracht: de Syncom-3. Het is goed om te weten dat zo’n satelliet daar niet vanzelf eeuwig blijft. Zon, maan en onregelmatigheden in de aardvorm oefenen krachten uit die hem langzaam uit zijn baan duwen. Er is stuwstof aan boord voor stationkeeping manoevres, maar is die op dan drijft het toestel later onherroepelijk weg uit zijn vaste positie.

Bij voorkeur positioneert men een omroepsatelliet zo dicht mogelijk boven het gebied dat hij met zijn stralenbundel bereiken moet, dan staat hij in het beoogde verzorgingsgebied hoog aan de hemel en is daar de minste hinder van bebouwing of geboomte. Ook is dan de weg die de elektromagnetische signalen door de atmosfeer moeten afleggen zo kort mogelijk. Grote steden op de aardse evenaar, zoals Jakarta en Singapore, worden vaak bediend door satellieten die pal boven ze in het zenit staan, 90 graden boven de horizon.

In Nederland lukt dat niet, geostationaire satellieten verschijnen hier nog niet half zo hoog aan de hemel. Pal zuid is de situatie nog het best, daar reikt de hemelequator tot 38 graden boven de horizon. En inderdaad staan de meeste schotels min of meer op het zuiden gericht.

38 graden is nog flink hoog. Om een idee te krijgen: als de zon dit weekend rond half twee door het zuiden gaat staat ze 50 graden boven de horizon. Het eigenaardige is dat het overgrote deel van de Nederlandse satellietschotels bij lange na niet op zo’n hoge plek lijkt te zijn afgesteld, de meeste lijken gericht op een punt in het zuiden dat nog niet 15 graden boven de horizon steekt.

Hoe nu? De oplossing komt van twee kanten. In de eerste plaats is er het simpele feit dat wij vanaf onze hoge plaats op de aardbol (52 graden boven de evenaar) de satellieten zo’n 7,5 graden onder de hemelequator geprojecteerd zien. Het valt met simpele goniometrie uit te rekenen en het zit hem in die 6,6 aardstralen, waren dat er 660 geweest dan hadden we de satelliet wel op de equator gezien.

Van grotere invloed is de vorm van de satellietschotels die hier gangbaar zijn. Die wijkt af van de gewelfde, cirkelsymmetrische schotels die op de Dili-foto staan. De Dili-schotels zijn ‘prime focus dishes’, reflectoren met een paraboloïde vorm die de van ver komende tv-signalen bundelen in een brandpunt dat midden boven de schotel ligt. Daar bevindt zich de ontvangkop.

In Nederland zie je vooral ‘offset dishes’ met de ontvangkop ver uit het midden aan de onderkant van de ovale schotel. Ook dit zijn paraboloïde schotels, de ontvangkop staat even goed in het brandpunt, maar er is een heel ander deel van de paraboloïde gebruikt: een vlakker deel dat niet dwars op de hoofdas staat. De virtuele hoofdas staat wel degelijk op de omroepsatelliet gericht, de foute oriëntatie van de schotel is maar gezichtsbedrog. Het voordeel van offset dishes is dat de ontvangkop niet een deel van het binnenkomende signaal onderschept en dat de schotel op het balkon of aan de gevel minder ruimte inneemt. Ook blijft er minder sneeuw in staan.

Eén van de Dili-schotels blijkt uit metaalgaas samengesteld. Dat is zo gek nog niet, gezien de zware tropische regenbuien. Het hangt , zegt de literatuur, van de golflengte van het te reflecteren televisie-satellietsignaal af of gaas voldoende rendement heeft. De meeste schotels worden tegenwoordig uit gesloten platen gevormd. Waarom die niet glanzend glimmen wilde gisteren niet direct duidelijk worden. Wat ongetwijfeld een rol speelt is dat de schotels tweemaal per jaar ook zonlicht naar de ontvangkop kaatsen. In Nederland is dat rond 1 maart en 12 oktober. Het duurt maar een minuut of tien per dag, maar dat kan voldoende zijn om de kop in rook te doen opgaan.