Satélite artificial

En el contexto de los vuelos espaciales, un satélite es un objeto que ha sido puesto en órbita intencionadamente. Estos objetos se llaman satélites artificiales para distinguirlos de los satélites naturales, como la Luna de la Tierra.

El 4 de octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial, el Sputnik 1. Desde entonces, alrededor de unos 8.900 satélites han sido lanzados por más de 40 países. Según una estimación hecha en 2018, unos 5.000 permanecen en órbita. De ellos, unos 1.900 estaban operativos, mientras que el resto ha cumplido con su vida útil y se han convertido en basura espacial. Aproximadamente el 63% de los satélites operativos están en órbita baja terrestre, el 6% está en órbita media terrestre (a 20.000 km), el 29% en órbita geoestacionaria (a 36.000 km) y el 2% restante se halla en órbita elíptica. Algunas estaciones espaciales de gran tamaño han sido lanzadas en partes y ensambladas en órbita. Más de una docena de sondas espaciales han sido situadas en órbita alrededor de otros cuerpos celestes y han pasado a ser satélites artificiales de la Luna, Mercurio,Venus, Marte, Júpiter, Saturno, un cometa, el Sol y unos cuantos asteroides.

Los satélites se utilizan para muchos propósitos. Entre otras cosas, pueden usarse para hacer mapas estelares y mapas de superficies planetarias, así también como para obtener fotografías de los planetas en los que son lanzados. Entre las modalidades más frecuentes se incluyen a los satélites de observación terrestre tanto civiles como militares, satélites de comunicaciones, satélites de navegación, satélites meteorológicos y telescopios espaciales. Las estaciones espaciales y las naves espaciales en órbita también son satélites.

Los satélites pueden funcionar independientemente o como parte de un sistema más grande, ya sea mediante una formación de satélites o a través de una constelación de satélites.

Las órbitas de los satélites varían considerablemente en base a la finalidad del satélite, clasificándose de varias maneras. Las clases (superpuestas) bien conocidas comprenden a la órbita baja terrestre, la órbita polar y la órbita geoestacionaria.

Una lanzadera espacial es un cohete que coloca un satélite en órbita y, por lo general, despegan desde una plataforma de lanzamiento en tierra. Algunos se lanzan desde desde un submarino o una plataforma marítima móvil, aunque también se puede hacer a bordo de un avión.

Los satélites suelen ser sistemas semiindependientes controlados por ordenador. Los subsistemas satelitales están a cargo de muchas tareas, como la generación de energía, el control térmico, la telemetría, el control de actitud, la instrumentación científica, la comunicación, etc.

Antecedentes históricos

La primera obra de ficción conocida que describe cómo un satélite artificial es lanzado a una órbita alrededor de la Tierra, aparece en un cuento de Edward Everett Hale, The Brick Moon (La luna de ladrillo), que fue publicado por entregas en Atlantic Monthly en 1869.

La idea reaparece en Los quinientos millones de la Begún (1879) de Julio Verne.[1] En este libro, sin embargo, se trata de un resultado no intencionado del villano, al construir una pieza de artillería gigante para destruir a sus enemigos. Este le imprime al proyectil una velocidad superior a la pretendida, lo que lo deja en órbita como un satélite artificial.

En 1903, el ruso Konstantín Tsiolkovski publicó La exploración del espacio cósmico por medio de los motores de reacción, que es el primer tratado académico sobre el uso de cohetes para lanzar naves espaciales. Tsiolkovski calculó que la velocidad orbital requerida para una órbita mínima alrededor de la Tierra es, aproximadamente, 8 km/s y que se necesitaría un cohete de múltiples etapas que utilizase oxígeno líquido e hidrógeno líquido como combustible. Durante su vida, publicó más de 500 obras relacionadas con el viaje espacial, propulsores de múltiples etapas, estaciones espaciales, escotillas para salir de una nave en el espacio y un sistema biológico cerrado para proporcionar comida y oxígeno a las colonias espaciales. También profundizó en las teorías sobre máquinas voladoras más pesadas que el aire, trabajando de forma independiente en mucho de los cálculos que realizaban los hermanos Wright en ese momento.[2]

En 1928, Herman Potočnik publicó su único libro, Das Problem der Befahrung des Weltraums - der Raketen-motor (El problema del viaje espacial - el motor-cohete), un plan para progresar hacia el espacio y mantener presencia humana permanente. Potočnik diseñó una estación espacial y calculó su órbita geoestacionaria. También describió el uso de naves orbitales para observaciones pacíficas y militares y como se podrían utilizar las condiciones del espacio para realizar experimentos científicos. El libro describía satélites geoestacionarios, y analizaba la comunicación entre ellos y la tierra utilizando la radio, pero no trataba la idea de utilizarlos para comunicación en masa y como estaciones de telecomunicaciones.[3]

En 1945, el escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke concibió la posibilidad de utilizar una serie de satélites de comunicaciones en su artículo en Wireless World, «Extra terrestrial relays». Clarke examinó la logística de un lanzamiento de satélite, las posibles órbitas y otros aspectos para la creación de una red de satélites, señalando los beneficios de la comunicación global de alta velocidad. También sugirió que tres satélites geoestacionarios proporcionarían la cobertura completa del planeta, pudiendo ser reemplazados cuando agotaran su vida útil.[4]

Historia de los satélites artificiales

Satélite ERS-2.

Los satélites artificiales nacieron durante la guerra fría entre Estados Unidos y La Unión Soviética, que pretendían ambos conquistar el espacio. En mayo de 1946, el Proyecto RAND presentó el informe Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship (Diseño preliminar de una nave espacial experimental en órbita), en el cual se decía que «Un vehículo satélite con instrumentación apropiada puede ser una de las herramientas científicas más poderosas del siglo XX. La realización de una nave satélite produciría una repercusión comparable con la explosión de la bomba atómica...».[5]

La era espacial comenzó en 1946, cuando los científicos comenzaron a utilizar los cohetes capturados V-2 alemanes para realizar mediciones de la atmósfera.[6] Antes de ese momento, los científicos utilizaban globos que llegaban a los 30 km de altitud y ondas de radio para estudiar la ionosfera. Desde 1946 a 1952 se utilizó los cohetes V-2 y Aerobee para la investigación de la parte superior de la atmósfera, lo que permitía realizar mediciones de la presión, densidad y temperatura hasta una altitud de 200 km.

Estados Unidos había considerado lanzar satélites orbitales desde 1945 bajo la Oficina de Aeronáutica de la Armada. El Proyecto RAND de la Fuerza Aérea presentó su informe pero no se creía que el satélite fuese una potencial arma militar, sino más bien una herramienta científica, política y de propaganda. En 1954, el Secretario de Defensa afirmó: «No conozco ningún programa estadounidense de satélites».

Tras la presión de la Sociedad Americana del Cohete (ARS), la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) y el Año Geofísico Internacional, el interés militar aumentó y a comienzos de 1955 la Fuerza Aérea y la Armada estaban trabajando en el Proyecto Orbiter, que evolucionaría para utilizar un cohete Jupiter-C en el lanzamiento de un satélite denominado Explorer 1 el 31 de enero de 1958.

El 29 de julio de 1955, la Casa Blanca anunció que los Estados Unidos intentarían lanzar satélites a partir de la primavera de 1958. Esto se convirtió en el Proyecto Vanguard. El 31 de julio, los soviéticos anunciaron que tenían intención de lanzar un satélite en el otoño de 1957.

El hito soviético que cambió el mundo

Artículo principal, Sputnik 1

Satélite soviético Sputnik 1.

La Unión Soviética, desde el Cosmódromo de Baikonur, lanzó el primer satélite artificial de la humanidad, el 4 de octubre de 1957; marcando con ello el comienzo de la carrera espacial, logrando que la Unión Soviética, se adelantara a Estados Unidos en dicha carrera. Este programa fue llamado Sputnik, el cual al momento de colocarse exitosamente en órbita, emitió unas señales radiales en forma de pitidos, demostrando el éxito alcanzado por los científicos soviéticos.[7]

Este programa fue seguido por otros logros rusos, como los programas Sputnik 2 y 3. Cabe señalar que en el Sputnik 2, la URSS logró colocar en órbita el primer animal en la historia, la perra llamada Laika. Con el Sputnik, la Unión Soviética, provocó una inseguridad en los Estados Unidos, debido al temor de que los soviéticos tengan misiles de largo alcance, dado que tenían la capacidad de lanzamientos orbitales.

En 1960 EE. UU. lanzó el primer satélite de comunicaciones: el Echo I era un satélite pasivo que no estaba equipado con un sistema bidireccional sino que funcionaba como un reflector. En 1962 EE. UU. lanzó el primer satélite de comunicaciones activos, el Telstar I, creando el primer enlace televisivo internacional.

La SSN (Red de Vigilancia Espacial) ha estado rastreando los objetos espaciales desde 1957, tras el lanzamiento del Sputnik I. Desde entonces, la SSN ha registrado más de 26 000 objetos orbitando sobre la Tierra y mantiene su rastreo sobre unos 8000 objetos de fabricación humana. El resto entran de nuevo en la atmósfera donde se desintegran o si resisten, impactan con la Tierra. Los objetos pueden pesar desde varias toneladas, como etapas de cohetes, hasta sólo unos kilogramos. Aproximadamente el 7% de los objetos espaciales (unos 560 satélites) están en funcionamiento, mientras que el resto son chatarra espacial.

Se hace mención que una réplica idéntica, desarrollada en la República Socialista Federativa Soviética de Rusia, del famoso Sputnik se encuentra en el vestíbulo principal del edificio de las Naciones Unidas, en la ciudad de Nueva York, como símbolo del desarrollo tecnológico alcanzado por el hombre.[cita requerida]

Tipos de satélites artificiales

Se pueden clasificar los satélites artificiales en dos grandes categorías: Satélites de Observación y Satélites de comunicaciones.[8]

Entre los satélites de Observación se incluyen todos aquellos que recopilan datos y envía esos datos a la tierra para su uso. Una gran cantidad de satélites en esta categoría toman fotografías de la propia tierra (o el cuerpo al cual orbitan), usando diferentes longitudes de onda. Pero también incluyen muy diversos campos de observación, como fotografía u observación astronómica, detectores del ambiente espacial (rayos cósmicos, viento solar, magnetismo), y otros campos.

Entre los satélites de Comunicación se incluyen los usados para retransmisión de señales de un punto a otro de la tierra, facilitando las comunicaciones y la difusión. Este es el uso más comercial de los satélites e incluye cobertura a radio, televisión, internet, telefonía y otros usos.

Sin embargo, también es usual clasificar los satélites por su finalidad específica, y también por el tipo de órbita que describen:

Por finalidad

Por tipo de órbita

Aunque hay enorme diversidad de órbitas posibles, generalmente se clasifican las órbitas de los satélites artificiales de La Tierra por su altura:

  • Órbita baja terrestre (LEO): Son satélites de órbita baja están a una altura de 700 a 1400 km y tienen un periodo orbital de 80 a 150 minutos.
  • Órbita media terrestre (MEO): Es de órbita mediana rota de 9 000 a 20 000 km y tiene un periodo orbital de 10 a 14 horas. También se la conoce como órbita circular intermedia.
  • Órbita geoestacionaria (GEO): Es una órbita a una altura de 35 786 km sobre el ecuador terrestre. Tiene un periodo orbital de 24 horas permaneciendo siempre sobre el mismo lugar de la tierra.


Tipos de órbita de satélites

Réplica del PeruSat-1, el satélite más avanzado que posee Perú.
Por altitud
  • Órbita baja terrestre (LEO): una órbita geocéntrica a una altitud de 0 a 2000 km
  • Órbita media terrestre (MEO): una órbita geocéntrica con una altitud entre 2000 km y hasta el límite de la órbita geosíncrona de 35 786 km. También se la conoce como órbita circular intermedia.
  • Órbita alta terrestre (HEO): una órbita geocéntrica por encima de la órbita geosíncrona de 35 786 km; también conocida como órbita muy excéntrica u órbita muy elíptica.
Por el astro al cual orbitan
  • Órbita areocéntrica: una órbita alrededor de Marte.
  • Órbita de Mólniya: órbita usada por la URSS y actualmente Rusia para cubrir por completo su territorio muy al norte del planeta.
  • Órbita geocéntrica: una órbita alrededor de la Tierra. Existen aproximadamente 2465 satélites artificiales orbitando alrededor de la Tierra.
  • Órbita heliocéntrica: una órbita alrededor del Sol. En el Sistema Solar, los planetas, cometas y asteroides siguen esa órbita. El satélite artificial Kepler, sigue una órbita heliocéntrica.
Por excentricidad
Por inclinación
  • Órbita inclinada: una órbita cuya inclinación orbital no es cero.
    • Órbita polar: una órbita que pasa por encima de los polos del planeta. Por tanto, tiene una inclinación de 90º o aproximada.
    • Órbita polar heliosíncrona: una órbita casi polar que pasa por el ecuador terrestre a la misma hora local en cada pasada.
      Satélite artificial mexicano Morelos II, uno de los más avanzados de su época, el cual ha sido utilizado en el 2004.
Por sincronía
  • Órbita areoestacionaria: una órbita areosíncrona circular sobre el plano ecuatorial a unos 17 000 km de altitud. Similar a la órbita geoestacionaria pero en Marte.
  • Órbita areosíncrona: una órbita síncrona alrededor del planeta Marte con un periodo orbital igual al día sideral de Marte, 24,6229 horas.
  • Órbita geosíncrona: una órbita a una altitud de 35 768 km. Estos satélites trazarían una analema en el cielo.
    • Órbita cementerio: una órbita a unos cientos de kilómetros por encima de la geosíncrona donde se trasladan los satélites cuando acaba su vida útil.
    • Órbita geoestacionaria: una órbita geosíncrona con inclinación cero. Para un observador en el suelo, el satélite parecería un punto fijo en el cielo.
  • Órbita heliosíncrona: una órbita heliocéntrica sobre el Sol donde el periodo orbital del satélite es igual al periodo de rotación del Sol. Se sitúa a aproximadamente 0,1628 UA.
  • Órbita semisíncrona: una órbita a una altitud de 12 544 km aproximadamente y un periodo orbital de unas 12 horas.
  • Órbita síncrona: una órbita donde el satélite tiene un periodo orbital igual al periodo de rotación del objeto principal y en la misma dirección. Desde el suelo, un satélite trazaría una analema en el cielo.
Otras órbitas

Países con capacidad de lanzamiento

Un total de once países y el grupo formado por la ESA (Agencia Espacial Europea) han lanzado satélites a órbita, incluyendo la fabricación del vehículo de lanzamiento. Existe también otros países que tienen capacidad para diseñar y construir satélites, pero no han podido lanzarlos de forma autónoma sino con la ayuda de servicios extranjeros.

Primer lanzamiento por país
PaísAño del primer lanzamientoPrimer satéliteCargas útiles en órbita a 2018[10]
 Unión Soviética1957Sputnik 11.510 (Rusia, Ucrania)
 Estados Unidos1958Explorer 11.579
 Francia1965Astérix61
Japón Japón1970Osumi172
China China1970Dong Fang Hong I316
Reino Unido Reino Unido1971Prospero X-347
India India1981Rohini89
Israel Israel1988Ofeq 118
Irán Irán2009Omid1
Corea del Norte Corea del Norte2012Kwangmyŏngsŏng-3[11]2
Corea del Sur Corea del Sur2013STSAT-2C24

El programa espacial de Brasil ha intentado en tres ocasiones fallidas lanzar satélites, la última en 2003. Iraq aparece en ocasiones como país con capacidad de lanzamiento con un satélite de 1989 aunque no ha sido confirmado. Corea del Norte afirma haber lanzado su satélite Kwangmyongsong en 1998, aunque tampoco está confirmado. La ESA lanzó su primer satélite a bordo de un Ariane 1 el 24 de diciembre de 1979. Argentina a la fecha (2018) se encuentra en fase de pruebas de los prototipos Vex como paso intermedio para el desarrollo final de su propio lanzador satelital Tronador II el cual se prevé que este listo para el periodo 2020-2022

Primer lanzamiento por país incluyendo la ayuda de otros[12]
PaísAño del primer lanzamientoPrimer satéliteCargas útiles en órbita a 2018
 Unión Soviética (Rusia)1957Sputnik 11507 (Rusia, Ucrania)
 Estados Unidos1958Explorer 11619
Canadá Canadá1962Alouette 148
Italia Italia1964San Marco 227
 Francia1965Astérix68
Australia Australia1967WRESAT21
Alemania Alemania1969Azur54
Japón Japón1970Osumi173
China China1970Dong Fang Hong I312
Reino Unido Reino Unido1971Prospero X-343
Polonia Polonia1973Intercosmos Kopernikus 5002
Países Bajos Países Bajos1974ANS6
España España1974Intasat24
India India1975Aryabhata88
Indonesia Indonesia1976Palapa A116
 Checoslovaquia1979Magion 15
Bulgaria Bulgaria1981Intercosmos 221
Brasil Brasil1985Brasilsat A117
México México1985Morelos I12
Suecia Suecia1986Viking12
Israel Israel1988Ofeq 117
Luxemburgo Luxemburgo1988Astra 1A4
 Argentina1990Lusat 119
Pakistán Pakistán1990Badr-16
Corea del Sur Corea del Sur1992Kitsat A24
 Portugal1993PoSAT-12
 Tailandia1993Thaicom 19
Turquía Turquía1994Turksat 1B15
Chile Chile1995Fasat-Alfa3
Malasia Malasia1996MEASAT4
Noruega Noruega1997Thor 29
Filipinas Filipinas1997Mabuhay 12
Egipto Egipto1998Nilesat 1015
Singapur Singapur1998ST-110
Dinamarca Dinamarca1999Ørsted9
Sudáfrica Sudáfrica1999SUNSAT6
Arabia Saudita Arabia Saudita2000Saudisat 1A12
Emiratos Árabes Unidos Emiratos Árabes Unidos2000Thuraya 19
Argelia Argelia2002Alsat 16
Grecia Grecia2003Hellas Sat 24
Nigeria Nigeria2003Nigeriasat 16
Irán Irán2005Sina-11
Kazajistán Kazajistán2006KazSat 11
Colombia Colombia2007Libertad 12
Vietnam Vietnam2008VINASAT-13
Venezuela Venezuela2008VENESAT-13
Letonia Letonia2009Venta-11
Ecuador Ecuador2013NEE-01 Pegaso 2
Bolivia Bolivia2013TKSAT-1 (Túpac Katari)1
Perú Perú2013PUCP SAT-1 5
Uruguay Uruguay2014Antel-Sat1
Costa Rica Costa Rica 2018 Batsú-CS1 (Proyecto Irazú)1
Guatemala Guatemala 2020 Quetzal-1 (Proyecto UV )1

Kazajistán lanzó su satélite en 2006 de forma independiente, pero fue fabricado por Rusia y el diseño del cohete tampoco era autóctono. Canadá fue el tercer país en fabricar un satélite y lanzarlo al espacio, aunque utilizó un cohete estadounidense y fue lanzado desde Estados Unidos. El San Marco 2 de Italia fue lanzado el 26 de abril de 1967 utilizando un cohete Scout estadounidense. Australia lanzó su primer satélite el 29 de noviembre de 1967, sin embargo utilizaba un cohete donado Redstone. Las capacidades de lanzamiento del Reino Unido y Francia están ahora bajo la ESA y la capacidad de lanzamiento de la Unión Soviética bajo Rusia. El Libertad 1 de Colombia lanzado en 2007 es un satélite miniaturizado de menos de 1 kg. El 28 de septiembre de 2012 fue lanzado en China el segundo satélite propiedad de Venezuela, el satélite de observación Miranda (VRSS-1, por sus sigla en inglés). El 26 de abril de 2013, Ecuador lanzó su primer satélite, construido dentro del país, con la ayuda de un cohete chino.[13] El 20 de diciembre de 2013, Bolivia lanzó su primer satélite, construido en China, con la ayuda de un cohete chino.[14] Perú desarrolló sus dos primeros satélites, PUCP SAT-1 y Pocket-PUCP, que fueron lanzados y puestos en órbita el 21 de noviembre del 2013 por un cohete ruso Dnepr-1. El satélite costarricense Batsú-CS1, construido en el país por la Asociación Centroamericana de Aeronáutica y del Espacio (ACAE) y el Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC), fue lanzado el día 2 de abril de 2018 con la ayuda de la compañía estadounidense SpaceX, por medio del cohete Falcon 9.[15]

Véase también

Referencias

  1. «http://www.lesia.obspm.fr/perso/jacques-crovisier/JV/verne_CI.html». Consultado el 16 de marzo de 2017.
  2. Pedro Gómez-Esteban (19 de mayo de 2008). «Konstantin Tsiolkovsky». El Tamiz. Consultado el 16 de marzo de 2016.
  3. Libro completo publicado por la NASA:
  4. «The 1945 Proposal by Arthur C. Clarke for Geostationary Satellite Communications» (en inglés). Consultado el 17 de marzo de 2016.
  5. «Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship» (en inglés). RAND Corporation. Consultado el 17 de marzo de 2016.
  6. Hess, Wilmot (1968). The Radiation Belt and Magnetosphere.
  7. Steve Garber. «Sputnik and The Dawn of the Space Age». Nasa. Consultado el 17 de marzo de 2017.
  8. «TIPOS DE SATELITES». Consultado el 19 de marzo de 2017.
  9. La web de Física. «Cálculo de la velocidad en órbitas elípticas». Consultado el 4 de octubre de 2017.
  10. http://www.celestrak.com/satcat/boxscore.asp
  11. «Corea del norte lanza un cohete de largo alcance». 12 de diciembre de 2012. Consultado el 31 de diciembre de 2012.
  12. «First time in History». The Satellite Encyclopedia. Consultado el 6 de marzo de 2008.
  13. http://www.eluniverso.com/2013/04/26/1/1445/fue-lanzado-espacio-pegaso-primer-satelite-ecuatoriano.html
  14. http://www.satlaunch.net/2013/03/tupak-katari-satellite-tksat-1.html
  15. Venegas, Johan Umaña (6 de marzo de 2018). «Satélite tico será lanzado al espacio el 2 de abril a bordo de un Falcon 9 de SpaceX». Hoy en el TEC. Consultado el 10 de abril de 2018.

Enlaces externos

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