Satélites artificiales (página 2)

Satélites de órbita baja: Como hemos dicho, los satélites con órbitas inferiores a 36000 Km. tienen un período de rotación inferior al de la Tierra, por lo que su posición relativa en el cielo cambia constantemente. La movilidad es tanto más rápida cuanto menor es su órbita. En 1990 Motorola puso en marcha un proyecto consistente en poner en órbita un gran número de satélites (66 en total). Estos satélites, conocidos como satélites Iridium se colocarían en grupos de once en seis órbitas circumpolares (siguiendo los meridianos) a 750 Km. de altura, repartidos de forma homogénea a fin de constituir una cuadrícula que cubriera toda la tierra. Cada satélite tendría el periodo orbital de 90 minutos, por lo que en un punto dado de la tierra, el satélite más próximo cambiaría cada ocho minutos.

• Satélites de observación terrestre:estos satélites observan la Tierra, con un objetivo científico o militar. El espectro de observación es extenso: óptico, radar, infrarrojo, ultravioleta, escucha de señales radioeléctricas… Entre éstos se encuentran los satélites Spot, LandSat, Feng Yun. Los satélites de observación terrestre son satélites artificiales diseñados para observar la Tierra desde una órbita. Son similares a los satélites espías pero diseñados específicamente para aplicaciones no militares como control del medio ambiente, meteorología, cartografía, etc. Funcionamiento

Los satélites de observación de la tierra, se dividen, según su órbita, en satélites de órbita baja (LEO) y satélites de órbita geoestacionaria (GEO).

1. Los LEOs varían en un rango de típicamente, 200 a 1200 Km. sobre la superficie terrestre, lo que significa que poseen periodos comprendidos entre 90 minutos y 5 horas y por lo tanto son excelentes candidatos para realizar exploraciones exhaustivas de la superficie terrestre(detección de incendios, determinación de la biomasa, estudio de la capa de ozono, etc…).
2. los GEOs tienen una órbita fija a 35875 Km. de distancia, en órbita ecuatorial (lo que significa que quedan en dirección sur para los habitantes del hemisferio norte, en dirección norte para los habitantes del hemisferio sur y justo encima de los habitantes del ecuador). Además, por las características de la órbita geoestacionaria, siempre permanecen fijos en el mismo punto. Son excelentes para estudios de meteorología (Meteosat).

Los instrumentos de observación son dependen del objeto del estudio; variando desde observación en el espectro visible, las microondas, etc. La mayoría de satélites se limitan a instrumentos pasivos, esto es, a recoger la radiación ya presente, principalmente en el espectro visible. Dichos satélites van equipados con lentes similares a las de un telescopio terrestre, una cámara CCD, etc…

Caso especial: El SAR

Otro caso especial: El LIDAR

Satélites y sus usos en la observación de la Tierra

• Satélites de observación espacial: estos satélites observan el espacio con un objetivo científico. Se trata en realidad de telescopios en órbita. En estos satélites el espectro de observación también es amplio. El telescopio espacial Hubble es un satélite de observación espacial. El Telescopio espacial Hubble (HST por sus siglas inglesas) es un telescopio robótico localizado en los bordes exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra a 593 Km. sobre el nivel del mar, con un periodo orbital entre 96 y 97 min. Fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA inaugurando el programa de Grandes Observatorios. El telescopio puede obtener imágenes con una resolución espacial mayor de 0,1 segundos de arco.

• Satélites de localización: estos satélites permiten conocer la posición de objetos a la superficie de la Tierra. Por ejemplo, el sistema americano GPS, el sistema ruso GLONASS o el futuro sistema europeo Galileo.

  El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Mundial (aunque se le suele conocer más con las siglas GPS su nombre más correcto es NAVSTAR GPS) es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros. El sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo a 20.200 Km. con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D que consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos conocidos, se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que desde tierra sincronizan a los satélites. GLONASS (Siglas rusas: ГЛОНАСС; ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система; Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) es un Sistema Global de Navegaciуn por Satélite (GNSS) desarrollado por Rusia y que representa la contrapartida al GPS norteamericano y al futuro Galileo europeo. Consta de una constelación de 24 satélites (21 en activo y 3 satélites de repuesto) situados en tres planos orbitales con 8 satélites cada uno y siguiendo una órbita inclinada de 64,8º con un radio de 25510 kilómetros. La constelación de GLONASS se mueve en órbita alrededor de la tierra con una altitud de 19.100 kilómetros (algo más bajo que el GPS) y tarda aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una órbita. Los satélites se han lanzado desde Tyuratam, Kazajstán. Los tres primeros fueron colocados en órbita en octubre de 1982. El sistema fue pensado para ser funcional en el año 1991, pero la constelación no fue terminada hasta diciembre de 1995 y comenzó a ser operativo el 18 de enero de 1996. La situación económica de Rusia en los años 90 supuso que en abril de 2002 solo 8 satélites estuvieran completamente operativos. En el 2004, 11 satélites se encuentran en pleno funcionamiento y tras un acuerdo con el gobierno indio se plantea tener de nuevo completamente operativo el sistema para el año 2007. La aparición en el mercado de receptores que permiten recibir señales pertenecientes a los dos sistemas GLONASS y GPS (con sistemas de referencia diferentes) hace interesante las posibilidades de GLONASS en la medición como apoyo al GPS norteamericano. Galileo, es un Sistema global de navegación por satélite desarrollado por la Unión Europea (UE), con el objeto de evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS, entre otros motivos porque el sistema de defensa americano (GPS), de carácter militar, se reserva la posibilidad de introducir errores de entre 15 y 100 metros en la localización y si hay algún accidente debido a estos errores no hay ningún tipo de responsabilidad. El sistema Galileo iba a estar disponible en el 2008, aunque se ha anunciado que sufrirá un retraso de 2 años respecto a la fecha prevista y será funcional en el 2010. De momento en abril de 2004 ha entrado en funcionamiento el "sistema EGNOS"' un sistema de apoyo al GPS para mejorar la precisión de las localizaciones. En otras regiones del mundo hay otros sistemas similares compatibles con EGNOS: WAAS de Estados Unidos, MSAS de Japón y el GAGAN de la India. Se ha logrado que el Galileo, de uso civil (financiado con capital público, aspira a que dos tercios de su coste provenga del sector privado), sea operativo con la señal abierta emitida por el sistema estadounidense GPS. El 28 de diciembre de 2005 se lanzó el satélite Giove -A (Galileo in- orbit validation element), primero de este sistema de localización por satélite, desde el cosmódromo de Baikonur, en Kazajistán. El segundo de los satélites de prueba, el Giove-B se prevé que sea lanzado en abril de 2006.

• Estaciones espaciales: estos satélites están destinados a estar habitados por el hombre, con un objetivo científico. Entre estos se encuentra la Estación Espacial Internacional, que está en órbita desde 1998 y habitada permanentemente desde 2002. Otras estaciones espaciales desaparecidas son las rusas Salyut y MIR y la estación americana Skylab.
• Sondas espaciales: Una sonda espacial está destinada a observar otro cuerpo celeste y por lo tanto debe estar en condiciones de desplazarse.
• • Beagle 2 (Marte) agencia europea
  • Galileo (Júpiter) NASA
  • Giotto
  • Hayabusa (asteroide Itokawua) agencia japonesa
  • Lunokhod (luna) Soviéticos
  • Mars Pathfinder (Marte)NASA
  • Pioneer 10 (Júpiter)NASA
  • Pioneer 11 (Saturno)NASA
  • Rosetta (cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.) agencia europea
  • Huygens (titán)ESA
  • Soyuz (luna)soviéticos
  • Stardust (cometa Wild 2)NASA
  • Venera (Venus)soviéticos
  • Voyager 1 (Júpiter)NASA
  • Voyager 2 (Urano y neptuno)NASA
  • Viking 1 (Marte)NASA
  • Viking 2 (Marte)NASA
  • WMAP NASA
  • Zond (Marte y Venus) soviéticos

Habitualmente, los satélites se dividen en dos partes principales:

• La carga útil que permite al satélite llevar a cabo su misión.

• La plataforma que garantiza las funciones adjuntas a la misión.

Conclusiones

Los satélites artificiales caracterizan la época en que vivimos. Gracias a ellos atravesamos por una era de explosión de información impensable unos cuantos años atrás. Desde mediados de los años sesenta, con la introducción de los satélites geoestacionarios, podemos apreciar por televisión eventos que ocurren al otro lado del mundo casi simultáneamente. En unos dos o tres años la red de telefonía celular dirigida por satélite permitirá a cualquier usuario realizar llamadas desde y hacia cualquier parte del mundo con tarifas al alcance de todos.

Así mismo, los satélites geoestacionarios permiten la rápida transmisión de datos que incluye la red Internet la cual permite, para quien este conectado, en cualquier parte del mundo, tener acceso a una cantidad astronómica de información sobre cualquier tópico imaginable, enviar mensajes o sostener comunicaciones prácticamente simultáneas con personas situadas aún en otros continentes. Los descubrimientos científicos realizados por satélites los ha convertido en una herramienta poderosa para seguir penetrando y desenterrar los secretos del universo y de nuestro planeta.

Se espera que los telescopios del siglo XXI sean grande satélites artificiales captando ondas electromagnéticas en diversas longitudes de onda. Desafortunadamente el problema de acumulación de basura espacial seguirá creciendo pues hoy por hoy no existe una manera práctica de recogerla o destruirla y todo hace pensar que el ritmo de lanzamiento de satélites aumentará.

Por ahora existen soluciones parciales para el caso de los satélites geoestacionarios en donde al final de su vida operativa son trasladados a una órbita superior o inferior donde no se corre el riesgo de que puedan chocar con otros satélites operativos. Los países avanzados deben ser concientes de que ya es hora que la ecología se traslade de los parajes terrestres al espacio sideral.

Cleverth Castillo Rosado