sesion 14 satelites

CONTENIDO

3. Satélites

4. Tipos de orbitas

5. Ambiente Espacial

6. Tipos de satélites

7. Partes de un satélite

8. Aplicaciones

SATELITEDefinición:

Astro o cuerpo celeste que gira entorno a un planeta, describiendo una órbita, sometido a la fuerza de la gravitación. Puede ser natural o artificial, la luna es el satélite natural del planeta tierra.

Satélite Artificial:

Vehículo espacial, que puede estar tripulado como en el caso de la Estación Espacial Internacional (ISS), que se pone en orbita alrededor de un planeta llevando a bordo el instrumental apropiado para recoger información y retransmitirla a la tierra. El Sputnik Спутник fue el primer satélite artificial lanzado por el hombre en 1957, el segundo el explorer lanzado por USA en 1958.

ORBITASTipos de órbitas

Según la altura:

• Orbita Alta – GEO, Orbita Geoestacionaria altitud aproximada 36,000 Km.

• Orbita Media – MEO (Medium Earth Orbiter) altitudes entre 10,000 a 20,000 Km.

• Orbita Baja – LEO (Low Earth Orbiter) altitudes entre 200 a 1000 Km.

ORBITAS

Tipos de órbitas

Con relación al plano ecuatorial:

• Orbitas Polares.- Aquellas en el que el satélite pasa por los polos.

• Orbita Ecuatorial.- Paralelo al ecuador, ejemplo: la orbita GEO

• Orbitas Inclinadas.- Aquellas que mantienen un ángulo con relación al plano ecuatorial o a su perpendicular

Tipos de órbitas

Según la forma:

• Orbitas Circulares – CO (Circular Orbit) Aquellas en el que el satélite mantienen una altura constate en su trayectoria

• Orbita Elíptica – HEO (Highlly Elliptical Orbit) Trayectoria de forma helíptica. Aplicable principalmente para cobertura de altas altitudes.

• Orbitas No Geocéntricas.- Para exploraciones interplanetarias.

ORBITAS

Perturbaciones

Los factores que perturban las órbitas son:

• Asimetría del campo gravitatorio terrestre

• Rozamiento atmosférico

• Presión de radiación solar

• Influencia de los campos gravitatorios de la luna y el sol

• Influencia de las mareas

• Influencia del campo magnético terrestre

VIENTO SOLAR

Flujo de gas ionizado viajando entre 300 a 800 Km/s.

La Tierra es alcanzada por este flujo de partículas cargadas.

Ersfjord, Tromsoe, Noruega18 de enero

AurorasFenómeno causado en la ionósfera, por la interacción del viento solar acelerado con el campo magnético terrestre = tormentas magnéticas.Las partículas cargadas en el viento solar chocan con las moléculas de la alta atmósfera produciendo las auroras.

EXPLOSIÓN SOLAR

AMBIENTE ESPACIAL

Kristiansand Noruega

21 de enero 2005

Ullinish, Isla de Skye, Escocia21 de enero 2005

Aplicaciones de los satélites

Existe una gran variedad de satélites artificiales con diferentes aplicaciones como son: científicas, militares, astronómicas, etc., equipados con instrumental de acuerdo a sus aplicaciones y fuentes de energía (celdas fotovoltaicas, nucleares, etcétera).

Satélites científicos. Recogen datos del campo magnético terrestre, aurorasBoreales, distintos tipos de radiación, estudio de la Ionosfera, y otros.

Satélites astronómicos. Permiten escrutar el espacio sin el obstáculo que presenta la atmósfera terrestre, ya que ésta absorbe gran parte de la luz y la radiación.

Satélites meteorológicos. Recogen información sobre la atmósfera, los grupos de nubes y el equilibrio térmico.

SATELITES

Aplicaciones de los satélites

Satélites de comunicaciones. Permiten la transmisión telefónica, de imágenes, de datos de la red de Internet, de programas de televisión, etcétera.

Satélites de navegación. Situados en órbitas fijas, emiten señales para ayudar a barcosy aviones a determinar su posición.

Satélites de observación de la tierra. Investigación de recursos terrestres, informan de la existencia de bosques, yacimientos de petróleo, recursos hídricos, etc.

Satélites de espías. Fotografían instalaciones militares, nucleares, detectores de mísiles y son utilizados básicamente para fines militares.

Tecnología de satélites para distintas aplicaciones

• Satélites de Difusión Directa.

• Satélites de Comunicaciones en Red.

• Satélites de Comunicaciones Móviles.

• Satélites de Posicionamiento y Localización.

• Satélites de Percepción Remota (Observación de la Tierra).

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ESTRUCTURA DE SATELITES

Partes principales de un satélite

• La Plataforma o “BUS”

*Conjunto de subsistemas a bordo del satélite que permiten el funcionamiento y control remoto.

*Mantiene todas las partes unidas y comprende los diversos elementos que se necesitan para llevar y mantener la carga útil en el espacio de acuerdo con un fin establecido (misión)

• La Carga Útil o “Payload”

*Constituye todo el instrumental que necesita el satélite para cumplir con su misión. Es diferente para cada tipo de satélite.

*Subsistema específico del satélite que le permite al usuario en tierra obtener el servicio de su interés.

Partes de un satélite de telecomunicaciones

DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS

•Estructura.•Subsistema de Estabilización.•Subsistema de Potencia.•Subsistema de Control Térmico.•Subsistema de Telemetría, Comando y Control (TT&C).•Subsistema de Procesamiento de Datos.•Subsistema de Propulsión.

Estructura:•Estructura de Soporte, Tornillos,

etc.•Protege y retiene los componentes

en su sitio durante el lanzamiento y su

vida en órbita.


Subsistema de Potencia y Control Térmico:

•Energía para la operación mediante baterias y celdas solares.

•Control térmico necesario para mantener una temperatura interna de operación adecuada.


Subsistema de Potencia:•Genera electricidad en los páneles solares para operar los subsistemas de comunicaciones y otros.


Subsistema de Potencia:

•Modulo de baterías recargables.


Subsistema de Propulsión:

• Son los sistemas eléctricos o químicos que mantienen al satélite en su posición orbital correcta.

• Los satélites se salen de su órbita continuamente por efectos gravitacionales del sol y la luna, además de viento solar o fuerzas magnéticas.

• El subsistema de propulsión dispara pequeños cohetes controlados o máquinas para regresar a su posición y orientación original.


Subsistema de Control Térmico:

•Son los sistemas que mantienen las partes activas del satélite a una temperatura adecuada. Radía el calor excedente al espacio para mantener los elementos activos frios.•Las cubiertas térmicas mantienen el calor distribuido y controlado.


Subsistema de Procesamiento de Datos:

• Unidades de procesamiento que controlan y ejecutan las instrucciones, internas y externas, para la operación de la plataforma y la carga útil.• Unidades de procesamiento en satélites con procesamiento a bordo.


INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DEL SATELITE

Encapsulamiento del satélite listo para ser lanzado.

Encapsulamiento de satélite en cono de un lanzador

SATELITES

Centro de control de satélites en tierra

SATELITES

Sistema GPS - Global Positioning System –

Operado por el Departamento de la Defensa de los E. U.

• 24 satélites en órbitas MEO.

• 6 planos orbitales con 4 satélites en cada uno.

• Envío de señales codificadas para facilitar posicionamiento por triangulación en cualquier punto de la Tierra.

SATELITES

Satélites de Posicionamiento y Localización


SATELITES

Sistema GPS:

• 3 satélites dan coordenadas exactas.

• 4 satélites dan coordenadas y altura.

• Proporcionan hora exacta, velocidad y tiempo de viaje.

SATELITES


SATELITES

• Federación Rusa (URSS)

Sistema GLONASS

• Unión Europea

Sistema “Galileo”


Introducción Comunicaciones Satelitales

Ing. Camilo Velasquez Grandez

Competencia:

El discente logra habilidades cognitivas de las generalidades y conceptos básicos de los Sistemas de comunicación Vía Satélite

Temas:

Satelite

Principales Subsistemas y Funciones

Bandas de Frecuencia

Satélites de Clima

Sensado Remoto Terrestre

Capacidad:

Identificación, Aplicación e Interpretación de las Aplicaciones, Propiedades, Funciones de Los Sistemas de comunicación Vía Satélite

Introducción:

Proveer al estudiante una introducción a los aspectos más relevantes de los Sistemas de Comunicación Vía Satélite

Objetivo:

El objetivo de un Sistema de Comunicación Via Satelite, es transferir información de un lugar para otro.

Definición:

“Comunicación Via Microoondas transmisión, recepción y procesamiento de información.

¿Qué es un satélite?

Un satélite es cualquier objeto que orbita o revoluciona alrededor de otro objeto. ejemplo, la luna es un satélite de la tierra y la tierra es un satélite del sol.

DESVENTAJAS:Señal deficiente en lugares cerrados

-Alto cubrimiento geográfico-Reducción del problema de la línea de vista-Elevada confiabilidad (99.9% Up time)-Difusión confiable de información - Fácil de instalar

- Soporta diversas aplicaciones: - Video - Datos - Voz

Por qué emplear las comunicaciones por satélite?

Introducción Comunicaciones Satelitales

En 1945, el físico, matemático inglés Arthur C. Clarke, autor de “2001ODISEA DEL ESPACIO”, planteó la un sistema global mundial de radiocomunicación mediante 3 satélites a 120° c/u , que giran alrededor de la tierra en una órbita circular a unos 36,000 km de altura sobre el Ecuador y se mueven con igual sentido que ella , con igual velocidad angular .

De este modo parecerían inmóviles para los observadores terrestres ( órbita geoestacionaria, geosíncrona o de Clarke) y se utilizarían como repetidores radioeléctricos.

Historia

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 de EEUU fue puesto en órbita el 31 de enero de 1958. En 1983 la Agencia Espacial Europea comenzó sus propios proyectos

Anatomía de un Satélite

INTRODUCCION

El satélite es un sistema complejo y delicado integrado por varios subsistemas.

El satélite necesita:

energía eléctricadisipar calorcorregir sus movimientos y mantenerse en equilibrioregular su temperaturaser resistente al medio en el que vive poder comunicarse con la Tierra.

Los subsistemas están agrupados en dos categorías:Antenas y Comunicaciones o “carga de comunicaciones” (payload).Chasis o modelo básico del aparato.Cada empresa aeroespacial que se dedica a la fabricación de satélites ofrece varios modelos o chasises básicos que son adaptados y complementados con sus antenas y equipos de comunicaciones de acuerdo al cliente.

PRINCIPALES SUBSISTEMAS Y FUNCIONES

Subsistema Función

AntenasRecibir y transmitir las señales de RF desde o hacia lasdirecciones y zonas de cobertura deseada

ComunicacionesAmplificar las señales recibidas, cambiar su frecuencia yentregársela a las antenas para que sean retransmitidas hacia laTierra. Posibilidades de conmutación y procesamiento.

Energía eléctricaSuministrar electricidad a todos los equipos con los nivelesadecuados de voltaje y corriente, bajo condiciones normales ytambién en los casos de eclipses.

Control térmico Regular la temperatura del conjunto, durante el día y la noche

Posición y orientaciónDeterminar y mantener la posición y orientación del satélite.Estabilización y orientación correcta de las antenas y paneles ecélulas solares

Propulsión

Proporcionar incrementos de velocidad y pares para corregir ladesviaciones en posición y orientación. Ultima etapa empleadapara la colocación del satélite en la orbita geoestacionaria alinicio de su vida útil.

Rastreo, telemetría y comandoIntercambiar información con el centro de control en Tierra paraconservar el funcionamiento del satélite. Monitoreo de su estadode funcionamiento.

EstructuralAlojar todos lo equipos y darle rigidez al conjunto, durante ellanzamiento como en su medio de trabajo

Bandas de Frecuencias

Banda C Banda Ku Banda Ka

La banda C se refiere al margen 5,9 – 6,4 GHz para el canal ascendente y 3,7 – 4,2 para el descendente.Proporciona transmisiones demás baja potencia que la Ku , más coberturageográfica, con un plato del orden de 3 m , con un mayor margen de error de

.apuntamiento



Existe actualmente una banda de frecuencias emergente en el sector civil que proviene delámbito militar. Se trata de la banda Ka, que opera entre 18 y 31 GHz, con la que se espera satisfacer la creciente saturación de las

.bandas C y Ku


La banda Ku utiliza el margen 14-14,5 GHz para al canal ascendente y 11,7 – 12,2 GHz para el descendente. Esta banda proporciona más potencia que la C y, el plato de la antena receptora esdel orden de 1,22 m. , pero lacobertura es menor , no la afectan las interferencias terrestres, pero sí lasperturbaciones meteorológica s, producen

.distorsiones y ruido en la transmisión


TIPOS DE SATELITESLa Luna: Único satélite natural

– Diámetro Ecuatorial: 3.787,8 Km.– Superficie: 38.000.000 Km2

– Masa: 7.394 x 1022 Kg.– Radio Medio: 384.400 Km.– Excentricidad: 0,0549– Periodo de Rotación: 27d7h43m42s– Inclinación: 5,1454º

Según su aplicación

• Satélites Científicos• Satélites de Comunicaciones

• Satélites de Meteorología• Satélites de Navegación

• Satélites de Teledetección (Percepción Remota)• Satélites Militares

satélite de Comunicaciones

Este es un satélite de comunicaciones llamado EchoStar 3.Es usado para enviar señales de TV a las casas en Norte América.

Hoy, en día hay más de 100 satélites de comunicaciones orbitando la tierra.

TIPOS DE SATELITES

Otros Tipos

• Microsatélites– Comunicaciones apoyadas por uplink de VHF y downlink de UHF.– Usos: observación de la Tierra, defensa, radioaficionados, etc.– Ejemplo: Orbcomm.

• Nanosatélites– Pesan entre 1 y 10 Kg.– Desventaja: Corta vida útil

• Picosatélites– Miden 4x3x1 pulgadas– Pesan menos de 225 gramos.

• Hale (Globos estacionarios)– A 21 Km. de altura– Se utilizan para investigación– Ejemplo: Skystation

Globalstar

Teledesic

Inmarsat

VITA

DBSI

Final Analysis

LEO One (USA)

GONETS (Rusia)

ASTRA

Cyberstar

Astrolink

Euroskyway

Eutelsat

Kastar

Panamsat

SISTEMAS SATELITALES

• Skybridge• Asiasat• Celstar• GPS• Hispasat• PCSAT• Celestri• Aries• Starnet• Spaceway• Galileo• MSAT• Satmex• Intelsat• Loopus

• AMCS

• Aramis

• Tritium

• Thuraya

• Argos

ASPECTOS DE LA INGENIERIA DE COMUNICACIONES SATELITALES

SATÉLITETamaño y Peso (debe ser lo más pequeño y liviano como sea posible)Generación de energía (debe usar el mínimo de energía)- Transporte de muchos canales - Fiabilidad y Flexibilidad Funcionamiento por varios años en un ambiente hostil

CANAL DE RADIO- Distancia Atenuación - Ganancia de antenasEficiencia de transmisores/Figura de ruido de los receptores

MODULACIÓN- Analógica ↔ Digital - Esquemas eficientes de potencia: BW→ Pot.Detección y corrección de errores (para sistemas digitales)

MULTIPLEXACIÓN Y ACCESO MÚLTIPLE

ESTACIONES TERRENASEconomía / Complejidad

HuellasDebido a que los satélites GEO están muy alejados, tienen un visión muy amplia de la Tierra. Ejemplo, la huella de un satélite Echo Star cubre casi toda EEUU.

Ya que éstos permanecen siempre sobre la misma mancha en la tierra, siempre sabremos donde están los satélites GEO. Si nuestra antena apunta en la dirección correcta, siempre tendremos contacto directo con el satélite.

Muchos satélites de comunicación viajan en órbitas geoestacionaria, incluyendo los que manejan señales de TV en nuestras casas.

Los satélites del clima tienen muchos instrumentos.

Estamos familiarizados con la fotos de formación de nubes que nos muestran en la noticias en TV que son tomadas por cámaras de satélites.

Hay otros instrumentos que miden la temperatura, Húmedad y radiación solar en la atmósfera.

Hay inclusive sensores que pueden ayudar en operaciones de búsqueda y rescate.

Fotografía de un Huracán

Satélites del Clima

TIROS es parte de un sistema de satélites del clima operados por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA del Inglés National Oceanic and Atmospheric Administration).

Hay dos satélites TIROS circulando la Tierra sobre los polos.

Trabajan con otro grupo de satélites en órbitas Geoestacionarias llamados Satélites Geostacioanarios Operacionales Ambientales en Inglés Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES). Usando este grupo de satélites, los meteorólogos estudian el clima y los patrones del clima de todo el mundo.

Sistema NOAA

Satélites del ClimaEste satélite es llamado TIROS (Televisión Infrared Observational Satellite) en español ,Satélite de Televisión Infrarroja Observacional. Registra patrones de climas alrededor del mundo.Muchos países usan los datos del TIROS para pronóstico del clima, Rastreo de tormentas y para investigación científica.

los instrumentos de los satélites de sensado remoto estudian la cubierta de plantas de la tierra , composición química y superficie del agua, entre muchos otros comportamientos. La gente que trabaja en el campo, pesca, minería y otras industrias encuentran esta información muy útil.

Costa marina Este

Sensado Remoto Terrestre

También podemos usar los satélites de sensado remoto para estudiar los cambios en la superficie terrestre que son ocasionados por el hombre. Ejemplos el oeste de África que se está tornando desierto (desertificación), y la destrucción de las selvas en Sur América (desforestación).

Los satélites de sensado remote, estudian la superficie terrestre.Desde una altura de 480 Km (300 millas), estos satélites usan cámaras potentes para rastrear al planeta . El satélite envía datos valiosos acerca de el ambiente global.

Preguntas:

1 Qué es un satélite de comunicaciones?

Un “retransmisor radioe................” en el ...................Recibe, amplifica y reorienta señales hacia la ............. o a otros .......................

2 Partes de un Satélite

A. ................................. B. ..........................................................................C. .................................. D. ..........................................................................

3.- SATÉLITE

Tamaño y Peso (debe ser lo más ................... y ............... como sea posible)

Generación de energía (debe usar el ...............................de energía)

- Transporte de ...............canales - Fia................ y Flexibilidad

Funcionamiento por varios años en un ambiente......................

4.-Bandas de Frecuencias

A-.................................... B.-............................... c.-............................

Orbitas Satelitales

Competencia:

El discente logra habilidades cognitivas de las generalidades y conceptos básicos de las Orbitas Satelitales

Temas:

Introduccion

Tipos de Orbitas Satelitales

Parámetros de la Orbita GeoestacionariaParámetros de la Orbita Geoestacionaria

Calculo de la Orbita GeoestacionariaCalculo de la Orbita Geoestacionaria

Capacidad: Identificación, Interpretación, Propiedades, y Funciones de Los Orbitas Satelitales Introducción: Proveer al estudiante una introducción a los aspectos más relevantes de las Orbitas Satelitales

Objetivo: El objetivo es conocer los tipos de orbitas donde trabajan los Sistemas satelitales que transfieren información de un lugar para otro.

Definición: “Comunicación Vía Microondas transmisión, recepcióny procesamiento de información.

Introduccion Órbita, recorrido o trayectoria de un cuerpo a través del espacio bajo la influencia de fuerzas de atracción o repulsión de un segundo cuerpo.

En el Sistema Solar la fuerza de la gravitación hace que la Luna orbite en torno a la Tierra y los planetas orbiten alrededor del Sol. Las órbitas resultantes de las fuerzas gravitacionales son el objeto de estudio de la mecánica celeste.

Una órbita tiene la forma de una cónica —un círculo, elipse, parábola o hipérbola— con el cuerpo central en uno de los focos de la curva.

Cuando un satélite realiza una órbita alrededor del centro de la Tierra, el punto en que se encuentra más distante de ésta se llama apogeo y el más cercano perigeo

A menudo se dan las distancias del apogeo o perigeo del satélite con respecto a la superficie de la Tierra en lugar de las distancias correspondientes al centro del planeta.

La terminación -geo hace referencia a las órbitas alrededor de la Tierra; la terminación -helio a las órbitas alrededor del Sol; la terminación -astron se refiere a las órbitas alrededor de una estrella, y la terminación -ápside se utiliza cuando el cuerpo central no se ha especificado.

La llamada línea de ápsides es una línea recta que une el periápside y el apoápside

Orbitas Satelitales

TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES

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

Su distancia de la Tierra: (geoestacionaria, geosíncrona, de baja

altura, de media altura y excéntricas).

Su plano orbital con respecto al Ecuador: (ecuatorial, inclinada y polar). La trayectoria orbital que describen: ( circular y elíptica).

TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (CON RESPECTO A SU DISTANCIA A LA TIERRA)

Ó. Geosincrona: Es ó. circular con un periodo de un día sideral. Para tener este periodo la órbita debe tener un radio de 42,164.2 km.

Ó. Geoestacionaria (GEO): Igual propiedades que la geosíncrona, con 0 grados de inclinación respecto al ecuador y viajar en igual dirección que rota la tierra. Un satélite geoestacionario aparenta estar en la misma posición relativa a algún punto sobre la superficie de la Tierra, lo que es atractivo para las comunicaciones a gran distancia.

Órbitas de Media Altura (MEO) Son las que van desde 9,600 km hasta la altura de los satélites geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también en las comunicaciones móviles.

TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (CON RESPECTO A SU

DISTANCiA A LA TIERRA)

ÓRBITA DE BAJA ALTURA (LEO)

Estas órbitas estan en el rango de 640 km a 1,600 km entre las llamadas región de densidad atmosférica constante y la región de los cinturones de Van Allen.

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

TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (De acuerdo a su plano orbital con respecto al Ecuador)

Órbita Ecuatorial: En este tipo de órbita la trayectoria del satélite

sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de 0.

Órbitas Inclinada: En este curso la trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador.

Órbitas Polar: En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la tierra pasando sobre los polos y perpendicular la ecuador.

TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (De acuerdo a la trayectoria orbital que describen)

Órbitas circulares: Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria circular.

Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos.

Órbitas elípticas (Monlniya):

Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria elíptica.

Este tipo de órbita poseen un perigeo y un apogeo.

Caracteristicas

Orbita Ecuatorial Geosíncrona

Ya que la tierra se toma 24 horas en dar una vuelta sobre su propio eje, el satélite y la tierra se mueven juntos. Tal que un satélite en GEO siempre permanecerá directamente sobre el mismo punto sobre la tierra. (Un satélite en órbita geosíncrona también puede llamarse en órbita Geoestacionaria)

(de geo = tierra + síncrono = moviéndose a la misma velocidad). Un satélite en órbita ecuatorial geosíncrona (GEO) está localizado directamente arriba del Ecuador, exactamente a 36,000 Kms (23,300 millas). A esa distancia, al satélite le toma 24 horas darle una vuelta completa al planeta.

Órbita Baja Terrestre (LEO)

Cuando un satélite circula cerca de la tierra decimos que está en órbita baja terrestre (LEO).

Los satélites en LEO están a solo a 200 -500 millas (320-800 Kms.) de altura.

Debido a que orbitan tan cerca de la tierra , deben viajar muy rápidamente para que la gravedad no los jale de regreso a la atmósfera.

La velocidad de los Satélites anda del orden de 17,000 miles por hora (27,359 kilómetros por hora).

Pueden dar una vuelta a la tierra en aproximadamente 90 minutos.

Distancia a la tierra: (GEO, MEO, LEO)

Plano orbital respecto al plano ecuatorial terrestre: (ecuatorial, inclinada, polar)

Trayectoria orbital: (circular, elíptica)

Geosíncrona: Circular con período de un día sideral.

Geoestacionaria: Igual que el geosíncrono pero tiene cero grados respecto al plano ecuatorial.

Resumen de orbitas

Mejor Vista

Los Satélites que observan nuestro planeta como los satélites de sensado remoto y del clima , frecuentemente viajan en LEOs ya que por su altura pueden capturar imágenes detalladas de la superficie de la tierra.

Cálculo de la Orbita Geoestacionaria

Si hiciésemos la consideración de que la Tierra fuese realmente esférica, su masa equivalente podría considerarse como puntual y su fuerza de atracción sobre un satélite de masa m, respondería a la ley de

gravitación universal de Newton, esta fuerza puede expresarse como:

(1)2r

mMGFg =

Donde:

m: Masa del satélite M: Es la masa de la Tierra, 5.98x1024 kg.

G: Es la constante de gravitación universal r : Distancia desde el satélite al centro de la Tierra.

Para que un satélite sea geoestacionario debe tener un periodo de rotación igual al de la Tierra, por lo tanto se debe calcular con exactitud dicho periodo. Para ello se considera el dia sideral, que es el tiempo de rotación de la Tierra medido con respecto a una estrella lejana y es de 23h 56 min. 4.1seg.

Parámetros de la Orbita Geoestacionaria

Cálculo de la Orbita Geoestacionaria

Tierra

R

rFgFc

V

Orbita delsatelite

Además dado que el satélite se encuentra en una órbita circular con MCU, existirá una fuerza centrifuga Fc

debida a su movimiento alrededor de la Tierra, de igual magnitud pero opuesta a la fuerza Fg, en consecuencia el satélite

se encuentra en una situación de equilibrio.

Por lo tanto Fc = Fg

Donde: (2)

r

mVFc

2

=

V = 2πr (3) t t = 86,164 seg.t – tiempo de rotacion de la tierra

t=23h 56 min. 4.1seg.Cinturon de Clarke

h

Cálculo de la Orbita GeoestacionariaCálculo de la Orbita Geoestacionaria

Colocando (3) en (2):

Fg = m 4 π² r (4)

t²

Igualando (4) igual a (1):

m4π²r = G mM

t² r²

Despejando r:

r = GMt² 1/3

4 π²

Aplicando valores:

r = (6.67x10 -11Km 3/Kgs 2) (5.98x10 24 kg) (86,164 seg)2 1/3

4π²

r = 42,173 Kms

Distancia de la superficie de la tierra al satélite:h = r – R

Donde R = radio de la tierra = 6,377 KmsEntonces

h = 42,173 - 6,377 = 35,796 Kms



Parámetros de la órbita geoestacionaria

Radio medio de la Tierra. 6,377 km.

Periodo de rotación (Tierra y satélite).

23h 56min 4.1seg

Radio de la órbita geoestacionaria.

42,173 km

Altura del satélite sobre la Tierra.

35,796 km

Velocidad del satélite. 3.074 km/seg.

VEHICULOS DE LANZAMIENTOVEHICULOS DE LANZAMIENTO•Hay dos tipos de vehículos de lanzamiento:

•cohetes no recuperables, que se destruyen cuando completan la misión

• lanzaderas espaciales (Space Shuttle) que son reutilizables.

Preguntas:

1.- Órbita, recorrido o ..................................... de un cuerpo a través del espacio bajo la influencia de fuerzas de .................o repulsión de un segundo ............

En el Sistema Solar la fuerza de la ................hace que la Luna orbite en torno a la Tierra y los planetas ...........alrededor del Sol. Las órbitas resultantes de las fuerzas gravitacionales son el objeto de estudio de la mecánica ......................

2.- Tipos de Orbitas Satelitales Según:Su distancia de la Tierra: (geoestacionaria, geos.............., de baja .......... de media altura y excéntricas). Su plano orbital con respecto al Ecuador: (e...................., i............. y p...................). La trayectoria orbital que describen ( c......................... y e..................). 3.-Órbitas de ..................(MEO) Son las que van desde 9,600 km hasta la altura de los s.......................... geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también en las comunicaciones .....................4.- Un satélite en órbita e....................... g...................... (GEO) está localizado directamente arriba del................, exactamente a 36,000 Kms (23,300 millas). A esa distancia, al satélite le toma ...........horas darle una vuelta completa al..................................5.- tipos de vehículos de lanzamiento:cohetes no .........................., que se ................................cuando completan la misión lanzaderas ...........................(Space Shuttle) que son....................................

sesion 14 satelites

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