viernes, 12 de septiembre de 2014

Orbita satelital




























Con el inicio de la era espacial se revolucionó por completo el mundo de las telecomunicaciones. Los satélites artificiales (o simplemente satélites) son dispositivos construidos por el ser humano y puestos en órbita alrededor de la Tierra.


Satélites LEO (Low Earth Orbit, que significa órbitas bajas) Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000 km y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. 

Se usan para proporcionar datos geológicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de la telefonía satélite.

Satélites MEO (Medium Earth Orbit, órbitas medias). Son satélites con órbitas medianamente cercanas, de unos 10.000 km

Su uso se destina a comunicaciones de telefonía y televisión, y a las mediciones de experimentos espaciales.


Satélites HEO (Highly Elliptical Orbit, órbitas muy elípticas). Estos satélites no siguen una órbita circular, sino que su órbita es elíptica. Esto supone que alcanzan distancias mucho mayores en el punto de órbita más alejada. A menudo se utilizan para cartografiar la superficie de la Tierra, ya que pueden detectar un gran ángulo de superficie terrestre


Satélites GEO. Tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre.

Por eso se llaman satélites geoestacionarios. Para que la Tierra y el satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. 

Se destinan a emisiones de televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, y a la detección y difusión de datos meteorológicos.


Centros espaciales

En la actualidad se consideran siete centros espaciales de gran importancia, distribuidos en todo el globo terráqueo, tres localizados en América, uno en Europa y cuatro en Asia.



Lanzadores

Los principales lanzadores de de satélites y sondas espaciales son los cohetes. El cohete es un artefacto propulsado por reacción, gracias a la energía interna de un combustible, que es liberada durante una reacción química, se hace pasar por una cámara de combustión que posteriormente la desecha por una tobera y es así como la energía de presión generada en la cámara de combustión se trasforma en energía cinética, que impulsa al cohete.

Órbitas
En la actualidad existen por lo menos seis tipos de órbitas satelitales, las cuales son utilizadas con mayor frecuencia, geoestacionarias, elípticas, circulares bajas, intermedias y altas, geocincronas, polares y heliocincronas. 
Para que el satélite posea estas características, debe desplazarse en el mismo sentido en que lo hace la Tierra; además, para que no perdiese altura  poco a poco y completase una vuelta cada “día” debe de estar a aproximadamente a 36 000 km de altura sobre el nivel del mar; para lograrlo, el satélite deberá tener una velocidad constante de 3.075 m/s, siguiendo una órbita circular alrededor del planeta.

¿ Qué es una constelación ?


Una constelación de satélites es un conjunto de satélites idénticos, distribuidos en varios planos orbitales, cuyas órbitas generalmente tienen la misma altitud.

Los satélites se mueven en sincronía con sus trayectorias relativas a la tierra que son idénticamente repetidas después de un tiempo determinado.

Un satélite es un objeto que gira alrededor de un planeta. Un satélite artificial es cualquiera de los objetos puestos en órbita alrededor de nuestro planeta, con fines de científicos,  de espionaje, meteorológicos o de telecomunicaciones, estos últimos están dirigidos a facilitar las radiocomunicaciones entre dos o más lugares en la superficie terrestre.


Esencialmente, un satélite es un repetidor de radio en el cielo (transponder). Un sistema de satélite consiste de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar el funcionamiento y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción de tráfico de comunicaciones, a través del sistema de satélite. 

Las transmisiones de satélites se catalogan como bus o carga útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil. La de carga útil es la información del usuario que será transportada a través del sistema. Aunque en los últimos años los nuevos servicios de datos y radioemisión de televisión son mas y más demandados, la transmisión de las señales de teléfono de voz convencional (en forma analógica o digital).  

·  El primer satélite artificial de la historia puesto en órbita fue el satélite Ruso Sputnik1 lanzado el 4 de octubre de 1957.

  • El primer satélite Norte Americano fue puesto en órbita el 31 de enero de 1958.

  • En 1983 la Agencia Espacial Europea comenzó sus propios proyectos

TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES

Existen varios tipos de órbitas de los satélites artificiales los cuales se clasifican de acuerdo a:

Los satélites de órbita baja circular son muy usados en sistemas de comunicaciones móviles.


Los satélites y sus órbitas
Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera. Los tipos de satélites según sus órbitas son:


Período orbital

El período orbital es el tiempo que tarda un planeta u otro objeto en realizar una órbita completa. 

Existen varios tipos de períodos orbitales para los objetos alrededor del Sol:


Periodo y velocidades orbítales.


La formas mas general de una órbita satelital queda descrito por una elipse. Esta orbita puede tener cualquier inclinación con respecto al plano ecuatorial. La trayectoria de la órbita elíptica es dibujada sobre su propio plano orbital, y analíticamente se deducen las propiedades de la geometría de la elipse, es decir; Los puntos CE y CT  son, respectivamente, el centro de la elipse y el centro de la tierra.

Si los semiejes mayor y menor (a y b) son iguales, los puntos  CE y CT  coinciden, y la propiedad de la elipse denominada excentricidad (toda elipse presenta un valor de excentricidad, el cual, puede ser mayor o igual a cero, pero, menor o igual a la unidad)  presenta un valor igual a cero.

De la tercera ley de Keppler se deduce  que el tiempo T que le toma a un satélite para completar una revolución en una trayectoria elíptica es


Comunicaciones Satelitales



Objetivos principales de los sistemas móviles
  • Capacidad para una gran número de suscriptores
  • Uso eficiente del espectro electromagnético debido a la utilización repetida de frecuencias
  • Compatibilidad a nivel nacional e internacional, para que los usuarios móviles puedan utilizar sus mismos equipos en otros países o áreas
  • Prestación de servicios como teléfono portátil, teléfono vehicular, transmisión de datos, entre otros;
  • Adaptación a la densidad de tráfico; dado que la densidad de tráfico es diferente en cada punto de la zona de cobertura.
  • Calidad del servicio comparable a servicio telefónico tradicional y accesible al público en general
Asignación de frecuencias en sistemas celulares
  • Los sistemas celulares se localizaron en un principio en los 450 MHz y posteriormente se les asignó la banda de 800 y 900 MHz, independientemente si es digital o analógico.

  • La motivación principal para la elección se basó en la facilidad de acceso a la tecnología en la banda VHF;

Las ventajas de esta banda son:
  • Baja interferencia al ruido eléctrico;
  • Habilidad de penetrar edificios;
  • Interferencias causadas por cambios ionosféricos y por temperatura sigue una ley inversa a la frecuencia, teniendo mejor desempeño a frecuencias más altas; además,
  • Los tamaños de las antenas se reducen considerablemente y es posible hacerlas de menos de 30 cm de longitud
  • A pesar de las ventajas anteriores existen algunas desventajas en el uso de esa banda de frecuencias en zonas rurales, donde la atenuación varía con el clima y las pérdidas por propagación se incrementa con el polvo y con el follaje espeso.
  • Las obstrucciones tales como las montañas y edificios provocan áreas de reflexión haciendo que la señal se reciba con atenuaciones fuertes.

Servicios de telefonía satelital

Básicamente existen dos tipos bien diferenciados de telefonía satelital: 
- Telefonía fija o rural y Telefonía móvil o global
Cada una de ellas está relacionada con el tipo de servicio de comunicación que ofrecen los sistemas satelitales. 

La telefonía satelital fija se basa en redes de comunicación de satélites geoestacionarios y la telefonía satelital móvil en redes de comunicación de satélites de órbita baja.

Las características de cada uno de estos sistemas satelitales definen el tipo de telefonía satelital. Telefonía satelital fija.


Una red de telefonía satelital fija está compuesta por: una estación central, canales de satélite y terminales remotos. 

Los satélites de comunicación geoestacionarios hoy en día  son los más usados para proveer servicios de telefonía satelital fija. 

Los satélites GEO orbitan la Tierra directamente sobre el ecuador a una altura de 35.400 km aproximadamente. A esta altura, una vuelta completa alrededor de la Tierra toma 24 horas


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