Órbitas Satelitales

Autor: Luis Valtierra

Órbita Baja – LEO (Low earth orbit)

 

  • Los satélites LEO, tienen órbitas polares. Se encuentran entre 500 y 2000 km de altura, con periodo de rotación de 1,5 a 2 horas.
  • Tienen una velocidad de 20.000 a 25.000 km/h.
  • Un sistema LEO, tiene una cobertura mundial para la telefonía celular.
  • Debido a que están muy cerca de la Tierra, el tiempo de propagación ida y vuelta de una señal es menor de 20 ms, aceptable para la telefonía.
  • Se usa principalmente en comunicaciones móviles, teledetección (remote sensing), investigación espacial, vigilancia, meteorología, etc.

 

Ventajas Desventajas
– Cobertura global.

– Menores pérdidas.

– Terminales más pequeños.

– Retardos mínimos (<10ms).

– Uso eficiente del espectro.

– No requiere redundancia de satélite (constelaciones).

– Permite determinación de posición como valor añadido.

– Tiempo de revisita reducido.

  • Gran constelación de satélites para cobertura global.
  • Señal variable (multitrayecto).
  • Desviación Doppler.
  • Visibilidad breve y elevación variable.
  • Compleja arquitectura de red.
  • Tecnología poco establecida.
  • Muchos eclipses.
  • Basura espacial (space debris).
  • Reemplazo de satélites.
  • Instalación lenta.

 

Órbita Media – MEO (Medium Earth Orbit)

 

  • Altura de 8.000 a 20.000 km.
  • Describe una órbita elíptica.
  • Su periodo es de 6 horas.
  • Con 3 ó 4 satélites, se tiene una cobertura global.
  • Se usa principalmente en comunicaciones móviles, gestión de flotas, navegación, etc.
  • GPS.

 

Ventajas
  • Cobertura global.
  • Menores pérdidas que GEO.
  • Terminales de tamaño
  • medio.
  • Retardos medios (<100ms).
  • Uso eficaz del espectro.

 

Órbita Geoestacionaria – GEO (GEOSTATIONARY)

 

  • Altura de 35.786 km.
  • Ubicada sobre El Ecuador.
  • Circula con un periodo de rotación de 24 horas, igual que el de la Tierra.
  • Un solo satélite cubre 1/3 de la superficie terrestre.
  • Se usa frecuentemente en radiodifusión y enlaces de contribución, comunicación de flotas, comunicaciones móviles, meteorología (Meteosat), satélites de relay, redes VSAT, etc.

 

Ventajas Desventajas
– Tecnología madura y sólida.

– Estabilidad de la señal.

– Doppler mínimo.

– Interferencias predecibles.

– Cobertura de zonas pobladas.

– Puesta en órbita conocida.

– Buena visibilidad.

  • No cubre zonas polares.
  • Pérdidas de enlace.
  • Retardo considerable.
  • Alto coste de lanzamiento.
  • Bajo ángulo de elevación.
  • Eclipses.
  • Basura espacial.
  • Poco aprovechamiento del espectro.
  • Poca fiabilidad en móviles.
  • Costoso uso del satélite de reserva.

 

Órbitas Elípticas – HEO

 

  • Perigeo a unos 500 km y el apogeo a 50.000 km.
  • La órbita es inclinada.
  • El periodo varía de 8 a 24 horas.
  • Se usa en comunicaciones y observación espacial.

 

Ventajas Desventajas
  • Cobertura de zonas polares.
  • Mayor ángulo de elevación.
  • Menor coste de lanzamiento.
  • No requiere satélite de reserva.
– No da cobertura global.

– Pérdidas de enlace grande.

– Retardo considerable.

– Efecto Doppler.

– Conmutación de satélites.

– Cruce con cinturones de Van Allen en perigeo (radiación).

– Muy sensibles a la asimetría de la Tierra.

 

Frecuencias

 

Concretamente, las bandas más utilizadas en los sistemas de satélites son:

 

Banda L

  • Rango de frecuencias: 1.53-2.7 GHz.
  • Ventajas: grandes longitudes de onda pueden penetrar a través de las estructuras terrestres; precisan transmisores de menor potencia.
  • Desventajas: poca capacidad de transmisión de datos.

 

Banda Ku

  • Rango de frecuencias: en recepción 11.7-12.7 GHz, y en transmisión 14-17.8 GHz.
  • Ventajas: longitudes de onda medianas que traspasan la mayoría de los obstáculos y transportan una gran cantidad de datos.
  • Desventajas: la mayoría de las ubicaciones están adjudicadas.

 

Banda Ka

  • Rango de frecuencias: 18-31 GHz.
  • Ventajas: amplio espectro de ubicaciones disponible; las longitudes de onda transportan grandes cantidades de datos.
  • Desventajas: son necesarios transmisores muy potentes; sensible a interferencias ambientales.

 

Banda Gama de Frecuencias Aplicaciones
L De 1 a 2 GHz Telefonía móvil y transmisión de datos.
S De 2 a 3 GHz Telefonía Móvil y transmisión de datos.
C De 3.4 a 7 GHZ Servicios de telefonía fija y ciertas aplicaciones de difusión de radio/TV, redes de negocios.
X De 7 a 8.4 GHz Comunicaciones gubernamentales o militares cifradas por razones de seguridad.
Ku De 10.7 a 18.1 GHz Transmisión de señales de elevado caudal de datos: televisión, videoconferencias, transferencia de redes de negocios.
Ka De 18.1 a 31 GHz Transmisión de señales de elevado caudal de datos: televisión, videoconferencias, transferencia de redes de negocios.

 

Tiempo de vida útil

 

La vida útil de un satélite, se prolonga durante todo el tiempo que el satélite tiene combustible para poder moverlo en su posición orbital. Este combustible, es el que determina la vida útil.

 

Aunque existe también un desgaste de los paneles solares y de las baterías que dan potencia eléctrica al satélite a lo largo de su vida útil, estos elementos son los que limitan la vida operativa del satélite a los 10 ó 15 años que suelen ser habituales.

 

Espero que este repaso de los satélites artificiales te haya sido en primera instancia educativo, para que puedas conocer los nombres, tamaños, funcionalidades, órbitas, frecuencias con las que operan, y con ello, tu conocimiento del espacio crezca y que tu curiosidad te lleve a conocer a más detalle algunos de los tantos temas que contempla el espacio y su exploración.

 

Luis Armando Valtierra Gonzalez Madrid

Presidente del Consejo Aeroespacial de Occidente A.C.

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