¿Qué es un satélite geoestacionario?

Miércoles, 29 octubre a las 11:09:42     Noticia Los satélites artificiales nacieron a partir de la carrera tecnológica realizada entre Estados Unidos y la extinta Unión Soviética a mediados del siglo XX, siendo los segundos los que lograron lanzar con éxito, el día 4 de octubre de 1957, al primer satélite artificial, el llamado Sputnik I. A partir de este importante avance tecnológico, el desarrollo de satélites ha ido avanzando cada vez más rápido. Cinco años después, el lanzamiento del satélite Telstar I, el primer satélite de comunicaciones activo, marcaría el inicio de las comunicaciones vía satélite creando el primer enlace televisivo internacional.   Telstar I, primer satélite de comunicaciones Hay una gran variedad de satélites, ya sea por el tipo de órbita, por su tamaño, por su peso, por la distancia respecto a la Tierra, etc. Sin embargo hay un cierto tipo que, de acuerdo a sus características especiales, es muy utilizado para los servicios de comunicaciones, los llamados satélites geoestacionarios. Gracias a los satélites geoestacionarios, se puede tener una amplia cobertura de zonas terrestres que son de difícil acceso, por lo que no se podría llegar a ellos utilizando otros medios, por ejemplo fibra óptica. Se utilizan para la radiodifusión, la telefonía móvil, la transmisión de datos a altas velocidades, entre muchas otras aplicaciones que, en la actualidad, son indispensables para la sociedad.   Las órbitas LEO, MEO y GEO De acuerdo a la distancia entre un satélite y la Tierra, las órbitas satelitales se dividen en 3 tipos: órbitas bajas (LEO), órbitas medias (MEO) y órbitas geoestacionarias (GEO). Las LEO se ubican a aproximadamente 800 km. Las órbitas MEO se ubican entre 10 000 km y 12 000 km de la Tierra. Y las GEO están ubicadas a 35 786 km de la Tierra. Órbitas satelitales Existen importantes características que se deben analizar para la colocación de un satélite en órbita, ya que es necesario conocer las ventajas y desventajas de cada opción, ya sea para LEO, MEO o GEO. Las órbitas LEO y MEO se ubican a menor distancia de la Tierra comparándolas con la órbita GEO, esto tiene como ventajas una menor atenuación de la señal al realizar un enlace satelital (entiéndase un enlace satelital como la comunicación entre una o varias bases terrenas con un satélite, ya sea al transmitir y/o recibir información a través de ondas radioeléctricas). Una mayor atenuación, como sucede con la señal que se recibe de un satélite geoestacionario, requerirá que se utilicen receptores con mayor sensibilidad que puedan captar la señal transmitida. La otra ventaja es un menor retraso de la señal recibida, esto es fácil de notar debido a que un satélite geoestacionario, al estar más lejos con respecto a la Tierra, provocará que la señal tenga que viajar más distancia a comparación de una señal transmitida por un satélite de órbita media, y más aún con uno de órbita baja. A pesar de las evidentes desventajas de la órbita GEO con respecto a las órbitas LEO y MEO, existen marcadas ventajas que le han permitido ser una de las opciones preferidas para sistemas de comunicación terrestres. La más clara ventaja de esta órbita nos la da su nombre y es, por tanto, su principal característica: el término geoestacionario se refiere a tener un satélite que al mirar al cielo, siempre se observa como un punto en el mismo lugar, o sea que no tiene un movimiento aparente. Esta característica permite que sea más fácil, para los sistemas terrestres, ubicar al satélite, ya que siempre estará en la misma dirección, a comparación de los satélites ubicados en órbitas LEO y MEO, los cuales nunca están fijos en el cielo, lo que dificulta su seguimiento por sistemas terrestres, por ello es necesario utilizar constelaciones de satélites en éstas órbitas, ya que de otra forma, es muy probable que se llegue a perder la conexión debido a que los satélites se mueven y al desplazarse de un lado al otro del cielo, terminan por desaparecer de la vista y los sistemas de seguimiento tendrían que esperar a que el satélite diera una vuelta a la Tierra para volver a visualizarlos. Otra ventaja es la zona de cobertura que pueden manejar los satélites geoestacionarios, ya que, además de ser una zona fija, es amplia con respecto a satélites de órbitas más cercanas a la Tierra, esto es porque las antenas de los satélites, al tener una mayor distancia con respecto a la Tierra, podrán abarcar zonas más grandes de acuerdo a su patrón de radiación, además el tener una zona fija permite ofrecer servicios de manera eficiente. Por estas razones, los satélites geoestacionarios son una elección recurrente para los servicios de Telecomunicaciones, aunque algunos servicios, como la telefonía móvil, suelen utilizar satélites en órbitas bajas debido a las ventajas que se mencionaron anteriormente. Cabe aclarar que los satélites no solo son utilizados para servicios de Telecomunicaciones, también tienen diversas aplicaciones como en sistemas de detección o como una ayuda en la elaboración de mapas muy precisos de la Tierra, inclusive para cuestiones meteorológicas, en cuyos casos se utilizan satélites en órbitas bajas que mientras se mueven “recorren” distintas zonas de la superficie terrestre capturando imágenes o midiendo patrones. Características de los satélites geoestacionarios Como ya se mencionó, los satélites geoestacionarios se ubican en la órbita geoestacionaria (GEO), la cual tiene características muy especiales con respecto a cualquier otra órbita utilizada para colocar satélites. La primera característica es que la órbita GEO es geosíncrona. Esto quiere decir que el periodo orbital de cualquier satélite que se encuentra en ella es de 24 horas, o sea que al satélite le toma un día completo en girar alrededor de la Tierra, mismo tiempo que tarda ésta en girar sobre su propio eje, por ello el satélite parece estar fijo en el cielo cuando se le observa desde la superficie terrestre. Para que la órbita pueda ser geoestacionaria se cumplen 2 cosas: la primera es que la órbita es circular, siendo el perigeo (punto de la órbita más cercano a la Tierra) y el apogeo (punto de la órbita más lejano a la Tierra) iguales, a diferencia de las órbitas elípticas que tiene un apogeo y un perigeo distintos; la segunda es que el llamado plano orbital, aquel en el que se encuentra la órbita, corresponde al plano ecuatorial, el cual divide la Tierra a la mitad, esta característica es la que diferencia a una órbita geosíncrona de una geoestacionaria, ya que la órbita geosíncrona puede no estar en el plano ecuatorial, por lo que tendría una inclinación con respecto a éste, en cambio se considera que la geoestacionaria tiene una inclinación igual a cero con respecto al plano ecuatorial. La altura de la órbita GEO, mencionada con anterioridad, es de 35 786 km, en la cual los satélites deben girar en el mismo sentido que la Tierra a una velocidad orbital de 3.075 km/s, esta velocidad es tangencial a la órbita y permite que el satélite se mantenga en la órbita, de otra forma, con una velocidad menor, el satélite sería atraído a la Tierra, y por el contrario, teniendo una velocidad mayor, el satélite podría salir de la órbita hacia otras más lejanas y podría perderse. Claro está que hay muchos factores que afectan la posición del satélite en la órbita, por lo que este dato es solo teórico y solo sirve como una guía en la práctica. Posiciones orbitales de los satélites geoestacionarios La órbita geoestacionaria es única en su tipo, ya que por sus características especiales, permite un gran desarrollo de las comunicaciones a grandes distancias, sin embargo, al ser sólo una órbita, se considera como un recurso muy demandado y que, a pesar de su perímetro de aproximadamente 265 000 km, longitud en la que se podrían colocar un gran número de satélites, tiene una capacidad limitada. Posiciones orbitales La limitante es que los satélites usan antenas, las cuales tienen un cierto patrón de radiación. Si dos satélites están a corta distancia uno de otro, podrían llegar a interferirse debido a la radiación generada por sus antenas, por lo que es necesario colocarlos lo más lejos posible para impedir interferencias, pero hay que tomar en cuenta que la órbita estará poblada por muchos más satélites, por lo que se divide la órbita geoestacionaria en posiciones orbitales. La separación en grados entre satélites vecinos está regida por los niveles permisibles de interferencia radioeléctrica, con el fin de garantizar la buena calidad de la transmisión y recepción de cada uno, especialmente si funcionan en bandas de frecuencias similares. Se debe de tomar en cuenta que los patrones de radiación de las antenas de los satélites (generalmente platos parabólicos), deben cumplir con normas internacionales y los propietarios de los satélites vecinos deben vigilar y coordinar las posibles situaciones de interferencias mutuas, con el fin de evitarlas o reducirlas al mínimo, en particular cuando, por congestionamiento del arco, sus unidades estén físicamente más cerca de la media. Se considera como congestionamiento de arco a las zonas en que existe una alta densidad de satélites en una parte del arco de la órbita, por ejemplo en longitudes útiles como América o Europa. Las posiciones orbitales se determinan a partir de la posición de 0° sobre el meridiano de Greenwich, de allí se comienzan a determinar las demás hacia el Este o hacia el Oeste, por ejemplo el satélite Sátmex 5 está colocado en la posición 116.8° O. Vida útil de un satélite geoestacionario Las perturbaciones que afectan la posición del satélite provocan que se tenga que utilizar un subsistema de propulsión para corregir dicha posición, pero para activar el propulsor se necesita combustible, sin embargo, el combustible dentro de un satélite no puede durar para siempre, por lo que representa una limitación en el tiempo de vida útil. Así es que, la cantidad de combustible determina el tiempo que un satélite puede durar trabajando, ya que acabándose el combustible no hay otra forma de poder corregir la posición, por lo que se pierde el control sobre él. Después de varios años de trabajo normal y de correcciones para mantener el satélite dentro de su ventana de posicionamiento, el combustible se agota; entonces es preciso desactivarlo, para evitar posibles interferencias radioeléctricas con otros sistemas satelitales cercanos. Sin embargo, el artefacto que va a ser desactivado no permanece en su antiguo hogar o ventana de posicionamiento, ya que lo más seguro es que se esté preparando otro satélite que supla al que ha llegado al fin de su vida útil en la misma posición orbital para mantener la continuidad del servicio de tele-comunicaciones e incluso mejorarlo con tecnologías más avanzadas. Por lo tanto, la última reserva de combustible es utilizada para impulsarlo hacia una órbita superior a la órbita geoestacionaria. Se escoge una órbita superior porque, el ponerlo en una órbita inferior representaría un peligro, considerándolo como desecho o chatarra espacial que podría afectar en la colocación de satélites nuevos. Los satélites impulsados al final de su vida útil hacia la nueva órbita de retiro o “cementerio de los satélites”, como se le conoce comúnmente, pueden quedar a una altitud adicional que va desde unos 100 km hasta varios cientos de kilómetros. Después de que un satélite es desorbitado y apagado permanece en órbita alrededor de la Tierra, describiendo en su trayectoria una figura o traza semejante a la de un número ocho todos los días. Esta traza crece con el tiempo, conforme aumenta la inclinación progresiva del plano orbital hasta llegar a una posición de equilibrio en el que el satélite permanecerá errante a aproximadamente 100 km de la órbita geoestacionaria. Satélites geoestacionarios Esta es la lista de satélites geoestacionarios empleados en Telecomunicaciones, principalmente Radio y Televisión, backhauls, y sistemas DBS (Direct broadcast satellite). La lista se sucede de Occiente a Oriente, incrementando la longitud por posición orbital, finalizando con IDL (International Date Line). Un "io" significa 'órbita inclinada'. Hemisferio occidental 148.0°W: EchoStar-1 148.0°W: EchoStar-2 139.0°W: Americom-8 137.0°W: Americom-7 135.0°W: Americom-10 133.0°W: Galaxy-15 131.0°W: Americom-11 129.0°W: Galaxy-27 127.0°W: Galaxy-13 127.0°W: Horizons-1 125.0°W: Galaxy-14 125.0°W: Galaxy-12 - spare 123.0°W: Galaxy-10R 121.0°W: Galaxy-23 121.0°W: EchoStar-9 119.0°W: Directv-7S 119.0°W: EchoStar-7 119.0°W: Americom-16 118.8°W: Anik F3 116.8°W: Satmex 5 115.0°W: XM-4 115.0°W: XM-Rock 115.0°W: XM-Roll 115.0°W: Solidaridad-2 113.0°W: Satmex 6 111.1°W: Anik F2 110.4°W: EchoStar-6 - spare 110.0°W: EchoStar-8 110.0°W: EchoStar-10 110.0°W: Directv-5 107.3°W: Anik F1 107.3°W: Anik F1R 105.0°W: Americom-18 - designado para reemplazar al Americom 15 105.0°W: Americom-15 103.0°W: Americom-1 102.8°W: SPACEWAY-1 101.2°W: Directv-4S 101.1°W: Directv-9R 101.0°W: Americom-4 100.8°W: Directv-8 99.2°W: SPACEWAY-2 99.0°W: Galaxy-16 97.0°W: Galaxy-25 95.0°W: Galaxy-3C 93.0°W: Galaxy-26 91.0°W: Nimiq-1 91.0°W: Galaxy-11 89.0°W: Galaxy 28 87.2°W: Túpac Katari 87.0°W: Americom-3 85.0°W: XM-3 85.0°W: Americom-2 84.0°W: Brasilsat-B3 83.0°W: Americom-9 82.0°W: Nimiq-2 82.0°W: Nimiq-3 - Anteriormente llamado Directv-3 79.0°W: Americom-5 79.0°W: Satcom-C3 io 78.0°W: Venesat-1 77.0°W: EchoStar-4 - spare 76.8°W: Galaxy-4R io 75.0°W: Brasilsat-B1 74.9°W: Galaxy-9 - spare 74.0°W: SBS-6 72.0°W: AMC-6 72.5°W: Directv-1R 72.0°W: Americom-6 71.8°W: Nahuel-1 Actualmente en órbita inclinada. 70.0°W: Brasilsat-B4 70.0°W: StarOne C2 65.0°W: Brasilsat-B2 63.0°W: Estrela do Sul 2 (Telstar 14R) 61.5°W: Rainbow-1 61.5°W: EchoStar-3 61.0ºW: Amazonas 1 61.0ºW: Amazonas 2 58.0°W: Intelsat 21 55.5°W: Intelsat-805 53.0°W: Intelsat 23 50.0°W: Intelsat-705 50.0°W: Intelsat 1R - Anteriormente llamado PAS-1R 43.1°W: Intelsat-3R - Anteriormente llamado PAS-3R 43.0°W: Intelsat-6B - Anteriormente llamado PAS-6B 40.5°W: NSS-806 (Intelsat 806) 37.5°W: NSS-10 37.5°W: Telstar-11 - io 34.5°W: Intelsat 903 31.5°W: Intelsat-801 30.0ºW: Hispasat 1C 30.0ºW: Hispasat 1D 30.0ºW: Hispasat 1E 30.0ºW: SPAINSAT 27.5°W: Intelsat-907 24.5°W: Intelsat-905 24.0°W: Cosmos 2379 io 22.0°W: NSS-7 20.0°W: Intelsat-603 io 18.0°W: Intelsat-901 15.5°W: Inmarsat 3 f2 15.0°W: Telstar 12 14.0°W: Gorizont 32 io 14.0°W: Express-A4 12.5°W: Atlantic Bird 1 11.0°W: Express-A3 8.0°W: Atlantic Bird 2 8.0°W: Telecom 2D io 7.0°W: Nilesat 101 7.0°W: Nilesat 102 7.0°W: Nilesat 103/Atlantic Bird 4 5.0°W: Atlantic Bird 3 4.0°W: AMOS 1 4.0°W: AMOS 2 3.4°W: Meteosat 8 1.0°W: Intelsat 10-02 0.8°W: Thor 2 0.8°W: Thor 3 Hemisferio oriental 0.5°E: Meteosat 7 io 3.0°E: Telecom 2A 4.8°E: Sirius 2 5.0°E: Sirius 3 5.2°E: Astra 1A 6.0°E: Skynet 4F io 7.0°E: Eutelsat W3A 9.5°E: Meteosat 6 io 10.0°E: Eutelsat W1 12.5°E: Raduga 29 io 13.0°E: (Hot Bird) Hot Bird 1 Hot Bird 2 Hot Bird 3 Hot Bird 6 Hot Bird 7A 16.0°E: Eutelsat W2 19.2°E: (SES Astra) Astra 1B Astra 1C Astra 1E Astra 1F Astra 1G Astra 1H Astra 1KR Astra 2C 20.0°E: Arabsat 2A io 21.0°E: AfriStar 21.5°E: Eutelsat II f3 io 21.5°E: Artemis io 23.5°E: (SES Astra) Astra 1D Astra 3A 25.0°E: Inmarsat 3 f5 25.8°E: Badr 2 26.0°E: Badr 3 26.2°E: Badr C 28.2°E: (SES Astra) Astra 2A Astra 2B Astra 2D 28.5°E: Eurobird 1 29°E: XTAR EUR 30.5°E: Arabsat 2B 39.0°E: Hellas Sat 2 42.0°E: TurkSat2A 68.5°E (PanAmSat) PanAmSat 7 PanAmSat 10 78.5°E: Thaicom 3 91.5°E: MEASAT-1 91.5°E: MEASAT-3 148.0°E: MEASAT-2 166.0°E: PanAmSat 8 Lea también: Argentina lanza primer satélite geoestacionario Primer satélite argentino alcanza su órbita geoestacionaria definitiva

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