Alquimides

El origen de las comunicaciones por satélites comienza en 1957, cuando la unión Soviética lanza el primer satélite artificial llamado Sputnik I que marca el inicio de la carrera espacial. Un año después EEUU lanza el SCORE que transmitía un mensaje grabado.

Más tarde entre 1960-1964 se fabricaron los primeros satélites experimentales para comunicaciones en tiempo real (ECHO I, Curier, Telstar I, Relay I) usados para establecer enlaces de comunicaciones de voz, video y datos entre las costas Este y Oeste de EEUU.

En 1964, se lanza el primer satélite colocado en la órbita de Clarke (geoestacionaria) Sycom II. El Syncom III proporcionó comunicaciones a través del Pacífico (retransmisión de los juegos olimpicos de Tokyo).

En 1965, se crea la primera Organización Internacional de Satélites: Intelsat.

Casi diez años más tarde, EEUU lanza una serie de satélites llamados Marisat para el uso de navegación a bordo mundial.

Más tarde, una organización internacional, Inmarsat, se hizo cargo de ellos. Posibilitaba la comunicación con terminales móviles terrenos relativamente pequeños. Noviembre 1983: inauguración del servicio de difusión directa de TV a antenas domésticas por United Satellite Communications.

Desarrollo

Un sistema de comunicaciones por satélite está formado por unas estaciones terrenas, para la transmisión y recepción de las señales, y satélites situados en una órbita geoestacionaria, a unos 36 000 Km de la superficie de la Tierra, que recogen, amplifican y retransmiten las señales enviadas desde las estaciones terrenas. Se necesitan además estaciones que permitan el seguimiento del satélite, así como el control y la supervisión, tanto del satélite como de los sistemas de comunicaciones, a través de telemando y telemedida de los mismos.

En el caso de radiodifusión directa de televisión vía satélite, el servicio que se da es de tipo unidireccional por lo que normalmente se requiere una estación transmisora única, que emite los programas hacia el satélite, y numerosas estaciones terrenas de recepción que captan las señales provenientes del satélite.

Otros tipos de servicios son bidireccionales y las estaciones terrenas son de transmisión y recepción. Un requisito importante del sistema es el conseguir que las estaciones sean lo más económicas posibles para hacerlas accesibles a un gran número de potenciales usuarios, lo que se consigue utilizando antenas de pequeño diámetro y retransmisores de baja potencia. Naturalmente que la economía de escala en aquellas aplicaciones que lo admiten es un factor determinante del coste.

Para poder reducir la dimensión de las antenas receptoras en tierra se requiere la utilización de tubos amplificadores de gran potencia a bordo del satélite, lo que a su vez exige la utilización de grandes paneles solares que generen la potencia primaria necesaria para alimentar a estos tubos.

La función principal de la estación terrena transmisora es la adecuación de las señales para su transmisión hacia el satélite, desde el que se realizará la difusión de las mismas. Su misión es conceptualmente el mismo que el de una estación convencional de telecomunicaciones, dado que el procesamiento de la señal a transmitir es similar en todos los casos. Por tanto la estación estará formada por un subsistema de antena, un subsistema de seguimiento para apuntar el haz hacia el satélite deseado, un subsistema de transmisión - recepción en radiofrecuencia, una etapa de conversión de frecuencia, modulación y demodulación y un sistema de conexión con las redes terrenales, así como lógicamente el suministro de energía para toda la estación.

En principio la cadena de recepción no es estrictamente necesaria en la estación transmisora de los servicios de radiodifusión que implican una comunicación de tipo unidireccional, sin embargo sería conveniente supervisar las portadoras transmitidas a través del satélite por lo que se debe considerar la cadena de recepción como parte integrante de la estación transmisora. Naturalmente que en las estaciones de solo recepción no hay cadena transmisora y que en general las estaciones de transmisión y recepción tienen ambas.

El dimensionado, la configuración y la interconexión de los diferentes números de canales a transmitir, así como del sistema de redundancia que se adopte. En el canal de transmisión la señal, una vez modulada en frecuencia en fase, se traslada a la frecuencia de transmisión pasando luego por el amplificador de alta potencia. Esta cadena constará de tantas vías como canales se vayan a utilizar en un satélite. El control y supervisión del sistema de comunicaciones debe realizarse en otra estación separada, en la que se ubique el centro de control en el que se procesa la información que permite tomar las decisiones necesarias de estructuración del sistema y que permite tomar las medidas correctoras que pudieran necesitarse.

Las funciones de control y supervisión pueden subdividirse como sigue:

Telecontrol y telemedida del satélite

Pruebas periódicas en órbita de los parámetros principales del subsistema de la estación dependerá fundamentalmente del módulo de comunicaciones del satélite.

Supervisión de la calidad y características de las señales que se emiten a través del satélite.

Por supuesto que el elemento más característicos del sistema es el propio satélite. Un satélite de comunicaciones consta de un módulo de servicio, que comprende los aparatos necesarios para el mantenimiento del satélite en órbita, y un módulo de comunicaciones específico para la misión omisiones a cumplir. Dentro del módulo de servicio pueden destacarse los subsistemas de suministro de energía, de estabilización del satélite, de control orbital del mismo, control térmico, telecontrol y telemedida y, finalmente, estructura mecánica del propio satélite.

Modelos que se emplean en el diseño y funcionamiento del satélite

El movimiento de un satélite puede resolverse mediante el movimiento de su centro de masas en un sistema coordenado centrado en la Tierra y el movimiento de un cuerpo sobre su propio centro de masas.

La estabilidad de un satélite se representa respecto a los ejes de deriva (), alabeo () e inclinación () (yaw, roll y pitch, respectivamente) de un sistema de coordenadas local, tal y como indica la siguiente Figura:

Sistema de coordenadas local: Definición de deriva, alabeo e inclinación.

Este sistema de coordenadas está ajustado en el centro de masas de un satélite; el eje yaw apunta directamente al centro de la Tierra; el eje roll está en el plano de la órbita perpendicular al primero y en la dirección del vector velocidad;

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