Satelites

SATELITES

INTRODUCCIÓN

En términos de astronomía un satélite, es un cuerpo celeste que gira en órbita en torno a un planeta (por ejemplo, la Luna es un satélite de la Tierra). Pero en términos aeroespaciales un satélite es un vehículo espacial lanzado por humanos, que se describe en orbitas alrededor de la Tierra o de otro cuerpo celeste.

Básicamente, un satélite de comunicaciones es una repetidora de microondas en el cielo, formada por una diversa combinación de uno o más de los siguientes dispositivos: receptor, transmisor, regenerador, filtro, computadora de a bordo, multiplexor, demultiplexor, antena, guía de onda y casi cualquier otro circuito de comunicaciones electrónicas.

Las transmisiones de y hacia los satélites se clasifican como de bus y de carga útil. En el bus se incluyen los mecanismos de control que respaldan la operación de carga útil. La carga útil es la informaci6n real de usuarios que pasa por el sistema.

HISTORIA DE LOS SATÉLITES

EI tipo más sencillo de satélite es un reflector pasivo, que solo "rebota" las señales de un lugar a otro. Un satélite pasivo refleja las señales de regreso a la tierra, porque no hay dispositivos de ganancia que amplifiquen o modifiquen las señales.

En 1956 se estableció un sistema de repetidoras entre Washington, D. C., y Hawaii, y hasta 1962 ofreció un servicio confiable de radiocomunicaciones de larga distancia. En 1957, Rusia lanzo el Sputnik I, el primer satélite terrestre activo. Un satélite activo es capaz de recibir, amplificar, reconformar, regenerar y retransmitir información. EI Sputnik I transmitió información de telemetría durante 21 días.

La NASA lanzó el Score, en 1958, un satélite cónico de 150 lb. Score fue el primer satélite artificial en usarse para retransmitir comunicaciones terrestres.

También en 1960, el Departamento de la Defensa de E. U. A., lanzo Courier, que fue el primer satélite del tipo de transpondedor. Courier transmitió 3 W de potencia y sólo duró 17 días. En 1962, AT&T lanzó Telstar I, el primer satélite activo en recibir y transmitir señales de radio en forma simultánea.

EI primer satélite comercial de te1ecomunicaciolles fue Intelsat I. Fue lanzado de Cabo Kennedy en 1965, y usó dos transpondedores y un ancho de banda de 25 MHz, para conducir en forma simultánea una señal de televisión y 480 canales de voz.

LEYES DE KEPLER

Las leyes de Kepler se pueden aplicar a dos cuerpos cualesquiera en el espacio que interaccionen por gravitación. El mayor de los dos cuerpos se llama primario, y el menor es el secundario, o satélite.

La primera ley de Kepler establece que un satélite describe una órbita alrededor de un cuerpo primario (como la Tierra) siguiendo una trayectoria elíptica. Una elipse tiene dos focos como se ve en la fig. 18-1a: F1 y F2, y el centro de la masa, llamado baricentro, de un sistema de dos cuerpos siempre está en uno de los focos.

La segunda ley de Kepler, enunciada en 1609 con la primera, se conoce como la ley de las áreas, y establece que para intervalos iguales de tiempo, un satélite barre áreas iguales en el plano de su órbita, con un foco en el baricentro. La tercera ley de Kepler, publicada 1619, se llama a veces la ley armónica. Establece que el cuadro del periodo (el tiempo en recorrer la órbita) es proporcional al cubo de distancia promedio entre el periodo primario y el satélite.

Donde

Constante (kilómetros)

Semieje mayor (kilómetros)

Días solares medios en la Tierra

ÓRBITAS DE SATÉLITES

La mayoría se los satélites que se han mencionado son orbitales, que son asíncronos. Los satélites asíncronos giran en torno a la Tierra en órbitas elípticas o circulares, como se ve en la fig. 18-2.

CATEGORÍAS DE ELEVACIÓN DE SATÉLITES

Los satélites se clasifican por tener ya sea una órbita terrestre baja (LEO, por Low Earth Orbit), órbita terrestre intermedia (MEO, por Medium Earth Orbit) o una órbita terrestre geosíncrona(GEO, porGeosynchronous Earth Orbit). La mayoría de los satélites LEO trabaja en el intervalo de frecuencias de 1.0 a 2.5GHz. Los satélites MEO trabajan en la banda de frecuencias de 1.2 a 1.66GHz.

TRAYECTORIAS ORBITALES DE LOS SATÉLITES

Algunos de los términos básicos con que se describen las orbitas son:

• Apogeo: es el punto de una órbita que está más alejado de la Tierra

• Perigeo: es el punto de una órbita que está más próximo de la Tierra

• Eje mayor: es la línea que une al perigeo con el apogeo y que pasa por el centro de la Tierra; a veces se le llama línea de los ápsides

• Eje menor: es la perpendicular al eje mayor, a la mitad entre perigeo y apogeo. A la mitad de la longitud del eje menor se le llama semieje menor.

Las órbitas inclinadas son virtualmente todas, excepto las que van directamente arriba del ecuador o directamente arriba de los polos Norte y Sur.

Una órbita ecuatorial es cuando el satélite gira en órbita directamente arriba del ecuador, por lo general, en una trayectoria circular.

Una órbita polar es cuando el satélite gira en una trayectoria que lo hace pasar sobre los polos Norte y Sur, en una órbita perpendicular al plano ecuatorial.

SATÉLITES GEOESTACIONARIOS

Describen orbitas sobre el ecuador, con la misma velocidad angular que la tierra. Estos parecen estar en un lugar fijo sobre un punto en la superficie terrestre. Si un satélite viaja a demasiada velocidad su fuerza centrífuga supera a la de la gravedad de la tierra y el satélite se sale de orbita y escapa al espacio.

VELOCIDAD ORBITAL DE UN SATÉLITE GEOSÍNCRONO

VELOCIDAD TANGENCIAL O RECTILÍNEA V DEL SATÉLITE GEOSÍNCRONO

TIEMPO DE RETARDO POR VIAJE REDONDO PARA LOS SATÉLITES GEOSÍNCRONOS

El retardo de propagación por recorrido de ida y vuelta, entre un satélite y una estación terrestre directamente debajo de él es:

Cuando las estaciones terrestres están en lugares más alejados el retardo de propagación es todavía mayor y puede ser importante en conversaciones telefónicas o transmisiones de datos en dos sentidos.

ORBITA DE CLARKE

También llamada geosíncrona o cinturón de Clarke, esta orbita cumple con el conciso conjunto de especificaciones de orbitas de satélites geosíncronos: 1) Estar directamente arriba del ecuador, 2) Viajar en la misma dirección que la de rotación de la tierra a 6840 millas por hora, 3) Tener 22300 millas de altura sobre la tierra y 4) Describir una revolución

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