SATÉLITESSATÉLITES

Paola Cruz YomayusaPaola Cruz Yomayusa

OBJETIVODar a conocer el concepto de satélite, funcionamiento y aplicaciones.

INDICADORESConocer de un Satélite

• Qué es?• Para qué sirve?• Cuál es su Anatomía?• Cómo funcionan?• Cuáles son los tipos?• Cuáles son sus aplicaciones?• Cuáles son los modelos de enlace?• Cuál es su trayectoria?• Cuáles son los ángulos de vista?• Qué ventajas y desventajas tienen?

El origen de los satélites artificiales está íntimamente ligado al desarrollo de los cohetes, ya que estos se convirtieron en instrumentos para colocar los satélites en el espacio.

Un satélite es un cuerpo que gira alrededor de un planeta y describe una trayectoria elíptica, denominada orbita. Los satélites utilizados para la telecomunicación orbitan la Tierra a diferentes alturas dependiendo de su aplicación.

QUE ES UN SATELITE?QUE ES UN SATELITE?

TRANSMISION VIA SATELITETRANSMISION VIA SATELITE

La Transmisión Vía Satélite (TVS), Permite recibir y transmitir imágenes, video y audio grabados o en vivo desde y hacia cualquier parte del mundo. Es necesario una estación terrena la cual conecta al satélite y desde aquí hacia cualquier otro punto del planeta.

Las señales de un evento deportivo o noticias de interés mundial son llevadas hasta la Estación Terrena (normalmente vía fibra óptica), desde donde son transmitidas hacia el satélite y este a su vez las retransmite hacia en punto destino o Site Remoto.

• Cualquiera de las oficinas remotas, ubicadas en un punto del país, puede establecer comunicación de voz, datos y video con la oficina principal a través del satélite. También se puede establecer comunicación de datos entre oficinas remotas utilizando un Hub como intermediario.

• En este caso, el remoto A transmite al satélite, este baja la señal al Hub, que la reenvía al satélite con la dirección del remoto B estableciendo así comunicación del remota A al remoto B.

COMO FUNCIONAN?COMO FUNCIONAN?

Por debajo de 1 GHz aparecen problemas debidos al ruido solar, galáctico y atmosférico. Por encima de 10 GHz, predominan la absorción atmosférica así como la atenuación debida a la lluvia. Cada satélite opera en una banda de frecuencia determinada conocida como Transpondedor.

Las frecuencias ascendente y descendente son distintas para evitar interferencias entre satélites, existe una normalización de separación entre ellos de un mínimo de  3º (en la banda de la 12/14Ghz) o 4º (4/6GHz). El rango de frecuencias óptimo para la transmisión comprende 1-10 GHz.

ANATOMIA DE LOS SATELITESANATOMIA DE LOS SATELITES

En la ingeniería de los satélites, influyen múltiples aspectos. Se debe construir una máquina que a pesar de sus delicados elementos electrónicos, sea capaz de resistir los rigores y presión de un lanzamiento, las ondas acústicas y funcionar en el ambiente del espacio, donde las temperaturas oscilan entre los 200° C bajo cero durante periodos de sombra y 200° C a la luz del Sol.

Las transmisiones de satélite 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.

Los requerimientos son proporcionados por elementos conocidos como subsistemas:

Subsistema de Estructura, puede tener distintas formas, siempre se construye con metales muy ligeros que a la vez tienen gran resistencia.

Subsistema de Propulsión, compuesto por múltiples motores o impulsores de bajo empuje, que realizan cambios de velocidad para controlar su orientación en el espacio y parámetros de la órbita.

Subsistema de control de orientación, trabaja contra las perturbaciones a las que está sometido el aparato, como el viento solar. Este sistema permite al satélite saber constantemente donde está y hacia donde debe orientarse.

Subsistema de potencia. La fuente primaria de energía para el satélite lo constituyen las celdas solares. Como fuente de energía secundaria, las baterías proveen energía suficiente para alimentar a los sistemas e instrumentos cuando la energía proveniente del Sol no puede ser aprovechada.

Subsistema de telemetría, es el encargado de hacer contacto con las estaciones terrenas con el fin de recibir órdenes de ellas y darles seguimiento. Esto permite el correcto mantenimiento de los subsistemas del satélite.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMADESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

Un sistema satelital consiste de un transponder, una estación basada en tierra y una red de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción del trafico de comunicaciones.

MODELOS DE ENLACE DEL MODELOS DE ENLACE DEL SISTEMA SATELITALSISTEMA SATELITAL

Esencialmente, un sistema satelital se conforma de tres etapas, dos están ubicadas en las estaciones terrenas, una de subida y otra de bajada, y la otra está en el espacio: el transponderdor.

PARÁMETROS CARACTERÍSTICOSPARÁMETROS CARACTERÍSTICOS

DE LOS SATÉLITESDE LOS SATÉLITES

Los parámetros de los satélites orbitales, son el apogeo y perigeo. El apogeo es la distancia más lejana, de la Tierra, que un satélite orbital alcanza, el perigeo es la distancia mínima; la línea colateral, es la línea que une al perigeo con el apogeo, en el centro de la Tierra.

TRAYECTOS DE UN SATÉLITETRAYECTOS DE UN SATÉLITE

Existen tres trayectos que un satélite puede tomar, conforme gira alrededor de la Tierra.

Orbita Ecuatorial: Cuando el satélite gira en una órbita arriba del ecuador; Orbita Polar: Cuando el satélite gira en una órbita que lo lleva arriba de los polos norte y sur; Orbita Inclinada: Cualquier otro trayecto orbital.

ANGULOS DE VISTAANGULOS DE VISTA

La parte más complicada a la hora de realizar la instalación de una parabólica es conocer los datos de azimut, elevación y polarización de la antena; todos estos datos dependen no solo del satélite del que se quiere recibir, sino también de la población en la que se encuentra.

AZIMUT: indica la posición del satélite, es decir el punto exacto hacia donde debe "mirar" la antena.

ELEVACION: Es el ángulo que resulta al trazar un triángulo entre el punto donde se encuentra la antena, el horizonte y el satélite. Depende de la posición geográfica (latitud y longitud) y el satélite al que se quiere orientar la antena.

POLARIZACION: Se refiere a la inclinación del LNB, no debe estar en sentido vertical (a menos que el cálculo de polarización así lo indique), hay que darle una inclinación dependiendo de la posición geográfica.

TIPOS DE SATELITESTIPOS DE SATELITES

Dada su gran variedad, existen diversas clasificaciones; Se divide de acuerdo con el tipo de servicio que éstos prestan, de tal manera que los hay fijos, móviles, de radiodifusión, de radionavegación y de exploración de la Tierra.

Edward W. Ploman los distingue en dos grandes categorías:

Satélites de observación: Para la recolección, procesamiento y transmisión de datos de y hacia la Tierra.

Satélites de comunicación: Para la transmisión, distribución y diseminación de la información desde diversas ubicaciones en la Tierra a otras distintas posiciones.

Para propósitos de estudio es conveniente clasificar los diferentes tipos de misiones satelitales basándose en las características principales de sus órbitas respectivas:

Satélites geoestacionarios (GEO): Son los que se ubican en la órbita del mismo nombre, sobre la línea del Ecuador y a una altitud de 36 mil km. Son utilizados para la transmisión de datos, voz y video.

Satélites no geoestacionarios: Que a su vez se dividen en dos:

Los Mediun Earth Orbit (MEO), ubicados en una órbita terrestre media a 10 mil km de altitud.

Los Low Earth Orbit (LEO), localizados en órbita más baja, entre 250 y 1500 km de altitud.

Tanto los satélites MEO como los LEO, por su menor altitud, tienen una velocidad de rotación distinta a la terrestre y, por lo tanto, más rápida; se emplean para servicios de percepción remota, telefonía etc.,

IRIDIUM

Sistema de telefonía móvil satelital, de órbita baja LEO (Low Earth Orbit), consiste en 66 satélites ubicados a una distancia aproximada de la tierra de 600 millas, que orbitan de polo a polo, tiene cobertura global, actualmente utiliza unidades portátiles con servicio de telefonía satelital a precios radicalmente más bajos que los que tenían inicialmente lo que ha convertido a Iridium en un éxito de mercadeo demostrado en los aproximadamente 150.000 subscriptores con los que cuenta hoy en día.

El Sistema de Satélites de Iridium es el único que provee verdadera comunicación móvil satelital de voz y datos en todo el planeta, incluyendo océanos, espacio aéreo y las regiones polares.

La constelación de satélites es ahora manejada por la empresa Boeing la cual tiene un contrato de ingeniería y mantenimiento a través de una estación terrestre ubicada en la ciudad de Tempe, Estado de Arizona en los Estados Unidos.

El servicio está idealmente diseñado para una amplia variedad de aplicaciones entre los que se incluyen: construcción, medios de comunicación, servicios militares y de defensa, gobierno, servicios marítimos, minería, campos petrolíferos y gasíferos, aviación, Etc.

Cuenta con: 66 satélites, 6 aviones de órbita, 11 satélites por avión de orbita, Un repuesto por avión de orbita, Conexión intersatélite.

Ofrece servicios de:

• Mensajes de Voz y Texto

• Beeper

• Conexión a Internet

• Mensaje de Texto doble SMS

• Sistema de Telefonía prepago

COBERTURAIridium es un sistema satelital de cobertura Global. Los únicos lugares donde no tiene cobertura son: Korea del Norte Y Polonia.

APLICACIONES

Satélites Científicos: Empezaron a lanzase en la década de los años 50, y hasta ahora tienen como principal objetivo estudiar la Tierra, superficie, atmósfera, entorno y los demás cuerpos celestes.

Satélites de comunicaciones: Constituyen la aplicación espacial más rentable y, a la vez, más difundida en la actualidad. Para las transmisiones en directo de servicios de televisión y radio, telefonía y comunicaciones móviles sólo son necesarios sencillos receptores y antenas parabólicas cada día más pequeñas.

Satélites de Meteorología: son aparatos especializados que se dedican exclusivamente a la observación de la atmósfera en su conjunto. La comprensión de la física dinámica atmosférica, el comportamiento de las masas nubosas o el movimiento del aire frío o caliente, resultan indispensables para realizar predicciones del clima.

Satélites de Navegación: marcan el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y tropas, se usan como sistemas de posicionamiento global para identificar locaciones terrestres mediante la triangulación de tres satélites y una unidad receptora manual que puede señalar el lugar donde ésta se encuentra y obtener así con exactitud las coordenadas de su localización geográfica.

Satélites de Teledetección: Éstos observan el planeta mediante sensores multiespectrales, esto es que pueden sensar diferentes frecuencias o "colores", lo que les permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestación, el avance de la contaminación en los mares entre otros.

Satélites MilitaresSatélites Militares

Son aquellos que apoyan las operaciones militares de ciertos países, bajo la premisa de su seguridad nacional. La magnitud de sus programas espaciales militares es tan grande y secreta que hasta hace poco sólo se podía valorar por el número de lanzamientos que suponía.

Entre las aplicaciones figuran tanto enlaces punto-punto entre estaciones terrestres distantes como la difusión: 

Difusión de TV: el carácter multidestino de los satélites los hace especialmente adecuados para la difusión, en particular de TV, aplicación para la que están siendo ampliamente utlizados.

Telefonía: los satélites proporcionan enlaces punto-a-punto entre centrales telefónicas en las redes públicas de telefonía. Es el medio óptimo para enlaces internacionales con un alto grado de utilización. Tecnológica y económicamente es competitivo con otros tipos de enlaces internacionales.

Redes privadas: la capacidad del canal de comunicaciones es dividido en diferentes canales de menor capacidad que se alquilan a empresas privadas que establecen su propia red sin necesidad de poner un satélite en órbita. 

VENTAJASVENTAJAS•Gran ancho de banda •Gran cobertura nacional e internacional, incluyendo las zonas rurales. •Costo insensible a la distancia

VENTAJASVENTAJAS

•Gran ancho de banda

•Gran cobertura nacional e internacional, incluyendo las zonas rurales.

•Costo insensible a la distancia

DESVENTAJASDESVENTAJAS

•Costo de operación mensual muy alto. •Retardo de 1/2 segundo •Inversión inicial en equipo de comunicaciones muy costoso (estaciones terrenas y demás dispositivos). •Muy sensible a factores atmosféricos •Sensible a la interferencia y ruido •Sensible a eclipses •Requiere de personal especializado •El mantenimiento corre a cargo del usuario •No recomendable para aplicaciones de voz •Hace uso del espectro radioeléctrico

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