Satélite


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

Flota de observación de la Tierra de la NASA a junio de 2019
Un modelo de tamaño completo del satélite de observación de la Tierra ERS 2

El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial del mundo, Sputnik 1 . Desde entonces, se han lanzado alrededor de 8,900 satélites de más de 40 países. Según una estimación de 2018, 5.000 permanecieron en órbita. De ellos, alrededor de 1.900 estaban operativos, mientras que el resto ha excedido su vida útil y se han convertido en desechos espaciales . Aproximadamente el 63% de los satélites operativos se encuentran en órbita terrestre baja , el 6% en órbita terrestre media (a 20.000 km), el 29% en órbita geoestacionaria (a 36.000 km) y el 2% restante en varias órbitas elípticas . En términos de países con más satélites, Estados Unidos tiene la mayor cantidad con 1.897 satélites, China ocupa el segundo lugar con 412 y Rusia el tercero con 176. [1] Algunas grandes estaciones espaciales , incluida la Estación Espacial Internacional , se han lanzado en algunas partes. y ensamblado en órbita. Más de una docena de sondas espaciales se han colocado en órbita alrededor de otros cuerpos y se han convertido en satélites artificiales de la Luna , Mercurio , Venus , Marte , Júpiter , Saturno , algunos asteroides , [2] un cometa y el Sol .

Los satélites se utilizan para muchos propósitos. Entre varias otras aplicaciones, se pueden usar para hacer mapas de estrellas y mapas de superficies planetarias , y también tomar fotografías de los planetas en los que se lanzan. Los tipos comunes incluyen militares y civiles satélites de observación de la Tierra , los satélites de comunicaciones , los satélites de navegación , satélites meteorológicos , y los telescopios espaciales . Las estaciones espaciales y las naves espaciales humanas en órbita también son satélites.

Los satélites pueden operar por sí mismos o como parte de un sistema más grande, una formación de satélites o una constelación de satélites .

Las órbitas de los satélites varían mucho, según el propósito del satélite, y se clasifican de varias formas. Las clases bien conocidas (superpuestas) incluyen la órbita terrestre baja, la órbita polar y la órbita geoestacionaria .

Un vehículo de lanzamiento es un cohete que coloca un satélite en órbita. Por lo general, despega de una plataforma de lanzamiento en tierra. Algunos se lanzan al mar desde un submarino o una plataforma marítima móvil , o a bordo de un avión (ver lanzamiento aéreo a órbita ).

Los satélites suelen ser sistemas semiindependientes controlados por computadora. Los subsistemas satelitales atienden muchas tareas, como generación de energía, control térmico , telemetría, control de actitud , instrumentación científica, comunicación , etc.

Konstantin Tsiolkovsky
Un número de 1949 de Popular Science describe la idea de una "luna artificial".
Animación que representa las órbitas de los satélites GPS en órbita terrestre media .
Sputnik 1 : El primer satélite artificial en orbitar la Tierra.
1U CubeSat ESTCube-1 , desarrollado principalmente por estudiantes de la Universidad de Tartu , lleva a cabo un experimento de despliegue de tether en órbita terrestre baja .

El primer estudio matemático publicado sobre la posibilidad de un satélite artificial fue la bala de cañón de Newton , un experimento mental de Isaac Newton para explicar el movimiento de los satélites naturales , en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687). La primera representación ficticia de un satélite que se puso en órbita fue un cuento de Edward Everett Hale , " The Brick Moon " (1869). [3] [4] La idea surgió de nuevo en Julio Verne 's de Fortune del Begum (1879).

En 1903, Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) publicó Exploring Space Using Jet Propulsion Devices , que es el primer tratado académico sobre el uso de cohetes para lanzar naves espaciales. Calculó la velocidad orbital requerida para una órbita mínima, y ​​que un cohete de múltiples etapas alimentado por propulsores líquidos podría lograrlo.

En 1928, Herman Potočnik (1892-1929) publicó su único libro, El problema de los viajes espaciales: el motor cohete . Describió el uso de naves espaciales en órbita para la observación del suelo y describió cómo las condiciones especiales del espacio podrían ser útiles para experimentos científicos.

En un artículo de Wireless World de 1945 , el escritor de ciencia ficción inglés Arthur C. Clarke describió en detalle el posible uso de satélites de comunicaciones para comunicaciones masivas. [5] Sugirió que tres satélites geoestacionarios proporcionarían cobertura sobre todo el planeta.

En mayo de 1946, la Fuerza Aérea de Estados Unidos 's Proyecto RAND liberado el diseño preliminar de una nave espacial experimental Mundial-circunda , que declaró que "Un vehículo satélite con instrumentación apropiada puede esperarse que sea uno de los más herramientas científicas potentes de la Vigésima Siglo." [6] Estados Unidos había estado considerando el lanzamiento de satélites orbitales desde 1945 bajo la Oficina de Aeronáutica de la Armada de los Estados Unidos . El Proyecto RAND finalmente publicó el informe, pero consideró que el satélite era una herramienta para la ciencia, la política y la propaganda, más que un arma militar potencial. [7]

En 1946, el astrofísico teórico estadounidense Lyman Spitzer propuso un telescopio espacial en órbita . [8]

En febrero de 1954, el Proyecto RAND publicó "Usos científicos para un vehículo satélite", escrito por RR Carhart. [9] Esto amplió los usos científicos potenciales de los vehículos satelitales y fue seguido en junio de 1955 con "El uso científico de un satélite artificial", por HK Kallmann y WW Kellogg. [10]

En el contexto de las actividades planificadas para el Año Geofísico Internacional (1957–58), la Casa Blanca anunció el 29 de julio de 1955 que Estados Unidos tenía la intención de lanzar satélites en la primavera de 1958. Esto se conoció como Proyecto Vanguardia . El 31 de julio, los soviéticos anunciaron que tenían la intención de lanzar un satélite para el otoño de 1957.

El primer satélite artificial fue el Sputnik 1 , lanzado por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957 bajo el programa Sputnik , con Sergei Korolev como diseñador jefe. El Sputnik 1 ayudó a identificar la densidad de las capas atmosféricas elevadas mediante la medición de su cambio orbital y proporcionó datos sobre la distribución de señales de radio en la ionosfera . El anuncio inesperado del éxito del Sputnik 1 precipitó la crisis del Sputnik en los Estados Unidos y encendió la llamada Carrera Espacial dentro de la Guerra Fría .

El Sputnik 2 se lanzó el 3 de noviembre de 1957 y llevó al primer pasajero vivo a la órbita, un perro llamado Laika . [11]

A principios de 1955, tras la presión de la American Rocket Society , la National Science Foundation y el Año Geofísico Internacional, el Ejército y la Marina estaban trabajando en el Proyecto Orbiter con dos programas en competencia. El ejército usó el cohete Júpiter C , mientras que el programa civil / Marina usó el cohete Vanguard para lanzar un satélite. El Explorer 1 se convirtió en el primer satélite artificial de los Estados Unidos el 31 de enero de 1958. [12]

En junio de 1961, tres años y medio después del lanzamiento del Sputnik 1, la Red de Vigilancia Espacial de los Estados Unidos catalogó 115 satélites en órbita terrestre. [13]

Los primeros satélites se construyeron con diseños únicos. Con los avances en la tecnología, se comenzaron a construir múltiples satélites en plataformas de un solo modelo llamadas buses satelitales . El primer diseño de bus de satélite estandarizado fue el satélite de comunicación geosincrónico (GEO) HS-333 lanzado en 1972.

Actualmente, el satélite artificial más grande de todos los tiempos es la Estación Espacial Internacional . [14]

Los satélites se pueden rastrear desde estaciones terrestres y también desde otros satélites.

Red de vigilancia espacial

El espacio estados de vigilancia en red Estados (SSN), una división del comando estratégico de Estados Unidos , ha sido el seguimiento de objetos en la órbita de la Tierra desde 1957, cuando la Unión Soviética abrió la era espacial con el lanzamiento del Sputnik I . Desde entonces, el SSN ha rastreado más de 26.000 objetos. El SSN actualmente rastrea más de 8,000 objetos en órbita artificial. El resto ha vuelto a entrar en la atmósfera de la Tierra y se ha desintegrado, o ha sobrevivido al reingreso y ha impactado la Tierra. El SSN rastrea objetos que tienen 10 centímetros de diámetro o más; los que ahora orbitan alrededor de la Tierra van desde satélites que pesan varias toneladas hasta piezas de cuerpos de cohetes gastados que pesan solo 10 libras. Aproximadamente el siete por ciento son satélites operativos (es decir, ~ 560 satélites), el resto son desechos espaciales . [15] El Comando Estratégico de los Estados Unidos está principalmente interesado en los satélites activos, pero también rastrea los desechos espaciales que, al volver a entrar, podrían confundirse con misiles entrantes.

Hay tres categorías básicas de servicios por satélite (no militares): [16]

Servicios satelitales fijos

Los servicios satelitales fijos manejan cientos de miles de millones de tareas de transmisión de voz, datos y video en todos los países y continentes entre ciertos puntos de la superficie de la Tierra.

Sistemas satelitales móviles

Los sistemas satelitales móviles ayudan a conectar regiones, vehículos, barcos, personas y aviones remotos con otras partes del mundo y / u otras unidades de comunicaciones móviles o estacionarias, además de servir como sistemas de navegación.

Satélites de investigación científica (comerciales y no comerciales)

Los satélites de investigación científica proporcionan información meteorológica, datos de estudios terrestres (por ejemplo, sensores remotos), radioaficionados (HAM) y otras aplicaciones de investigación científica diferentes, como ciencias de la tierra, ciencias marinas e investigación atmosférica.

  • Los satélites astronómicos son satélites que se utilizan para la observación de planetas distantes, galaxias y otros objetos del espacio exterior.
El telescopio espacial Hubble
  • Los biosatélites son satélites diseñados para transportar organismos vivos, generalmente para experimentación científica.
  • Los satélites de comunicación son satélites estacionados en el espacio con fines de telecomunicaciones . Los satélites de comunicaciones modernos suelen utilizar órbitas geosincrónicas , órbitas de Molniya u órbitas terrestres bajas .
  • Los satélites de observación de la Tierra son satélites destinados a usos no militares como el monitoreo ambiental , la meteorología , la elaboración de mapas ,etc. (Ver especialmente el Sistema de Observación de la Tierra ).
  • Los satélites de navegación son satélites que utilizan señales de tiempo de radio transmitidas para permitir que los receptores móviles en tierra determinen su ubicación exacta. La línea de visión relativamente clara entre los satélites y los receptores en tierra, combinada con una electrónica en constante mejora, permite que los sistemas de navegación por satélite midan la ubicación con precisiones del orden de unos pocos metros en tiempo real.
  • Los satélites asesinos son satélites que están diseñados para destruir ojivas enemigas, satélites y otros activos espaciales.
  • Las naves espaciales tripuladas (naves espaciales) son grandes satélites capaces de poner a los humanos en (y más allá) una órbita y devolverlos a la Tierra. (El Módulo Lunar del programa Apollo de EE. UU. Fue una excepción, ya que no tenía la capacidad de devolver ocupantes humanos a la Tierra). Las naves espaciales, incluidos los aviones espaciales de sistemas reutilizables, tienen importantes instalaciones de propulsión o aterrizaje . Se pueden utilizar como transporte hacia y desde las estaciones orbitales.
  • Los satélites miniaturizados son satélites de masas inusualmente bajas y tamaños pequeños. [17] Se utilizan nuevas clasificaciones para categorizar estos satélites: minisatélite (500-1000 kg), microsatélite (menos de 100 kg), nanosatélite (menos de 10 kg). [ cita requerida ]
  • Los satélites de reconocimiento son satélites de observación de la Tierra o satélites de comunicaciones desplegados paraaplicaciones militares o de inteligencia . Se sabe muy poco sobre la potencia total de estos satélites, ya que los gobiernos que los operan suelen mantener clasificada la información relativa a sus satélites de reconocimiento.
  • Los satélites de recuperación son satélites que proporcionan una recuperación de las cargas útiles de reconocimiento, biológicas, de producción espacial y otras desde la órbita a la Tierra.
  • Los satélites de energía solar basados ​​en el espacio son satélites propuestos que recolectarían energía de la luz solar y la transmitirían para su uso en la Tierra u otros lugares.
  • Las estaciones espaciales son estructuras orbitales artificiales diseñadas para que los seres humanos vivan en el espacio exterior . Una estación espacial se distingue de otras naves espaciales tripuladas por la falta de instalaciones importantes de propulsión o aterrizaje. Las estaciones espaciales están diseñadas para vivir en órbita a medio plazo, durante períodos de semanas, meses o incluso años.
Estación Espacial Internacional
  • Satélites de amarre son satélites que están conectados a otro satélite mediante un cable delgado llamado correa .
  • Los satélites meteorológicos se utilizan principalmente para monitorear el tiempo y el clima de la Tierra. [18]

Varias órbitas terrestres a escala; el cian representa la órbita terrestre baja, el amarillo representa la órbita terrestre media, la línea punteada negra representa la órbita geosincrónica, la línea discontinua verde representa la órbita de los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la línea punteada roja la órbita de la Estación Espacial Internacional ( ISS).

El primer satélite, Sputnik 1 , se puso en órbita alrededor de la Tierra y, por lo tanto, se encontraba en órbita geocéntrica . Este es el tipo de órbita más común con diferencia, con aproximadamente 3.372 [19] satélites artificiales activos orbitando la Tierra. Las órbitas geocéntricas pueden clasificarse además por su altitud, inclinación y excentricidad .

Las clasificaciones de altitud de la órbita geocéntrica comúnmente utilizadas son la órbita terrestre baja (LEO), la órbita terrestre media (MEO) y la órbita terrestre alta (HEO). La órbita terrestre baja es cualquier órbita por debajo de los 2000 km . La órbita terrestre media es cualquier órbita entre 2.000 y 35.786 km. La órbita terrestre alta es cualquier órbita superior a 35 786 km.

Clasificaciones céntricas

  • Órbita galactocéntrica : una órbita alrededor del centro de una galaxia . El Sol sigue este tipo de órbita sobre el centro galáctico de la Vía Láctea .
  • Órbita geocéntrica : una órbita alrededor del planeta Tierra, como la Luna o satélites artificiales . Actualmente hay más de 2.787 [19] satélites artificiales activos en órbita alrededor de la Tierra.
  • Órbita heliocéntrica : una órbita alrededor del sol. En nuestro Sistema Solar , todos los planetas, cometas y asteroides están en tales órbitas, al igual que muchos satélites artificiales y pedazos de desechos espaciales . Las lunas, por el contrario, no están en una órbita heliocéntrica, sino que orbitan su planeta padre.
  • Órbita areocéntrica : una órbita alrededor del planeta Marte , como por ejemplo por lunas o satélites artificiales .

Clasificaciones de altitud

  • Órbita terrestre baja (LEO) : órbitas geocéntricas que varían en altitud de 180 km a 2000 km (1200 mi)
  • Órbita terrestre media (MEO) : órbitas geocéntricas que varían en altitud desde 2.000 km (1.200 mi) - 35.786 km (22.236 mi). También conocida como órbita circular intermedia .
  • Órbita geosincrónica (GEO) : órbita circular geocéntrica con una altitud de 35.786 kilómetros (22.236 millas). El período de la órbita es igual a un día sideral , coincidiendo con el período de rotación de la Tierra. La velocidad es de 3.075 metros por segundo (10.090 pies / s).
  • Órbita terrestre alta (HEO) : órbitas geocéntricas por encima de la altitud de la órbita geosincrónica 35,786 km (22,236 mi).
Altitudes orbitales de varios satélites importantes de la tierra.

Clasificaciones de inclinación

  • Órbita inclinada : Órbita cuya inclinación con respecto al plano ecuatorial no es cero grados.
    • Órbita polar : una órbita que pasa por encima o casi por encima de ambos polos del planeta en cada revolución. Por lo tanto, tiene una inclinación de (o muy cercana) a 90 grados .
    • Órbita síncrona del sol polar : una órbita casi polar que aprovecha la precesión nodal, de modo que un satélite en dicha órbita pasa por el ecuador a la misma hora local en cada paso. Útil para los satélites de toma de imágenes porque las sombras serán casi iguales en cada pasada, y para los satélites de observación solar porque pueden tener una vista continua del Sol durante todo el año.

Clasificaciones de excentricidad

  • Órbita circular : Una órbita que tiene una excentricidad de 0 y cuya trayectoria traza un círculo .
    • Órbita de transferencia de Hohmann : una órbita que mueve una nave espacial desde una órbita aproximadamente circular, generalmente la órbita de un planeta, a otra, utilizando dos impulsos de motor. El perihelio de la órbita de transferencia está a la misma distancia del Sol que el radio de la órbita de un planeta y el afelio está en el otro. Las dos quemaduras de cohetes cambian la trayectoria de la nave espacial de una órbita circular a la órbita de transferencia y luego a la otra órbita circular. Esta maniobra lleva el nombre de Walter Hohmann .
  • Órbita elíptica : una órbita con una excentricidad mayor que 0 y menor que 1 cuya órbita traza la trayectoria de una elipse .
    • Órbita de transferencia geosincrónica : una órbita elíptica donde el perigeo está a la altitud de una órbita terrestre baja (LEO) y el apogeo a la altitud de una órbita geosincrónica. Los satélites utilizan esta órbita para transferir a una órbita geoestacionaria .
    • Órbita de transferencia geoestacionaria : Una órbita de transferencia geosincrónica que se utiliza para transferir a una órbita geoestacionaria.
    • Órbita de Molniya : una órbita muy excéntrica con una inclinación de 63,4 ° y un período orbital de la mitad de un día sidéreo (aproximadamente 12 horas). Dicho satélite pasa la mayor parte de su tiempo en dos áreas designadas del planeta (generalmente Rusia y América del Norte).
    • Órbita de la tundra : una órbita muy excéntrica con una inclinación de 63,4 ° y un período orbital de un día sidéreo (aproximadamente 24 horas). Tal satélite pasa la mayor parte de su tiempo en una sola área designada del planeta.

Clasificaciones sincrónicas

  • Órbita síncrona : Una órbita en la que el satélite tiene un período orbital igual al período de rotación promedio(el de la Tierra es: 23 horas, 56 minutos, 4.091 segundos) del cuerpo en órbita y en la misma dirección de rotación que ese cuerpo. Para un observador terrestre, tal satélite trazaría un analema (figura 8) en el cielo.
  • Órbita semisincrónica (SSO) : una órbita con una altitud de aproximadamente 20.200 km (12.600 millas) y un período orbital igual a la mitad del período de rotación promedio (la Tierra es de aproximadamente 12 horas) del cuerpo en órbita.
  • Órbita geosincrónica (OSG) : órbitas con una altitud de aproximadamente 35.786 km (22.236 millas). Tal satélite trazaría un analema (figura 8) en el cielo.
    • Órbita geoestacionaria (GEO) : una órbita geosincrónica con una inclinación de cero. Para un observador en tierra, este satélite aparecería como un punto fijo en el cielo. [20]
      • Órbita de Clarke : Otro nombre para una órbita geoestacionaria. El nombre del científico y escritor Arthur C. Clarke .
    • Órbita supersincrónica : una órbita de eliminación / almacenamiento por encima de la OSG / GEO. Los satélites se desplazarán hacia el oeste. También es sinónimo de órbita de eliminación.
    • Órbita subsincrónica : una órbita de deriva cercana pero por debajo de la OSG / GEO. Los satélites se desplazarán hacia el este.
    • Órbita del cementerio : una órbita a unos cientos de kilómetros por encima de la geosincrónica a la que se mueven los satélites al final de su operación.
      • Órbita de eliminación : sinónimo de órbita de cementerio.
      • Órbita basura : sinónimo de órbita cementerio.
  • Órbita areosincrónica : Una órbita sincrónica alrededor del planeta Marte con un período orbital de duración igual al día sideral de Marte, 24.6229 horas.
  • Órbita Areostationary (ASO) : Una circular órbita areosynchronous en el plano ecuatorial y alrededor de 17.000 kilometros (10557 millas) sobre la superficie. Para un observador en tierra, este satélite aparecería como un punto fijo en el cielo.
  • Órbita heliosincrónica : una órbita heliocéntrica alrededor del Sol donde el período orbital del satélite coincide con el período de rotación del Sol. Estas órbitas ocurren en un radio de 24,360 Gm (0.1628 AU ) alrededor del Sol, un poco menos de la mitad del radio orbital de Mercurio .

Clasificaciones especiales

  • Órbita síncrona con el sol : una órbita que combina la altitud y la inclinación de tal manera que el satélite pasa sobre cualquier punto dado de la superficie de los planetas a la misma hora solar local. Una órbita de este tipo puede colocar un satélite a la luz solar constante y es útil para satélites de imágenes , espionaje y meteorológicos .
  • Órbita lunar : las características orbitales de la Luna de la Tierra. Altitud promedio de 384,403 kilómetros (238,857 millas),órbita elíptica inclinada.

Clasificaciones de pseudoórbitas

  • Órbita de herradura : una órbita que a un observador terrestre le parece estar orbitando un planeta determinado, pero que en realidad está en co-órbita con el planeta. Ver asteroides 3753 (Cruithne) y 2002 AA 29 .
  • Vuelo espacial suborbital : maniobra en la que una nave espacial se acerca a la altura de la órbita pero carece de la velocidad para sostenerla.
  • Órbita de transferencia lunar (LTO)
  • Órbita progresiva : una órbita con una inclinación de menos de 90 °. O más bien, una órbita que está en la misma dirección que la rotación de la primaria.
  • Órbita retrógrada : una órbita con una inclinación de más de 90 °. O mejor dicho, una órbita contraria a la dirección de rotación del planeta. Aparte de los que se encuentran en órbita síncrona con el sol , pocos satélites se lanzan a la órbita retrógrada porque la cantidad de combustible necesaria para lanzarlos es mucho mayor que para una órbita prograda. Esto se debe a que cuando el cohete comienza en el suelo, ya tiene un componente de velocidad hacia el este igual a la velocidad de rotación del planeta en su latitud de lanzamiento.
  • Órbita de halo y órbita de Lissajous : órbitas "alrededor" de puntos lagrangianos .

La versatilidad funcional del satélite está incrustada en sus componentes técnicos y sus características operativas. Al observar la "anatomía" de un satélite típico, se descubren dos módulos. [16] Tenga en cuenta que algunos conceptos arquitectónicos novedosos, como la nave espacial fraccionada, alteraron un poco esta taxonomía.

Módulo de servicio o bus de la nave espacial

El módulo de bus consta de los siguientes subsistemas:

Estructura

El subsistema estructural proporciona a la estructura de base mecánica la rigidez adecuada para resistir el estrés y las vibraciones experimentadas durante el lanzamiento, mantener la integridad estructural y la estabilidad mientras se encuentra en la estación en órbita, y protege al satélite de cambios extremos de temperatura y daños por micro-meteoritos .

Telemetría

El subsistema de telemetría (también conocido como Mando y Manejo de Datos, C&DH) monitorea las operaciones del equipo a bordo, transmite datos de operación del equipo a la estación terrena de control y recibe los comandos de la estación terrena de control para realizar ajustes de operación del equipo.

Energía

El subsistema de energía puede consistir en paneles solares para convertir la energía solar en energía eléctrica, funciones de regulación y distribución, y baterías que almacenan energía y abastecen al satélite cuando pasa a la sombra de la Tierra. Las fuentes de energía nuclear ( generador termoeléctrico de radioisótopos ) también se han utilizado en varios programas de satélite exitosos, incluido el programa Nimbus (1964-1978). [21]

Control termal

El subsistema de control térmico ayuda a proteger los equipos electrónicos de temperaturas extremas debido a la luz solar intensa o la falta de exposición al sol en diferentes lados del cuerpo del satélite (por ejemplo, reflector solar óptico )

Control de actitud y órbita

El subsistema de control de actitud y órbita consta de sensores para medir la orientación del vehículo, leyes de control integradas en el software de vuelo y actuadores (ruedas de reacción, propulsores ). Estos aplican los pares y las fuerzas necesarias para reorientar el vehículo a la posición deseada, mantener el satélite en la posición orbital correcta y mantener las antenas apuntando en las direcciones correctas.

Comunicaciones

El segundo módulo principal es la carga útil de comunicación, que se compone de transpondedores. Un transpondedor es capaz de:

  • Recepción de señales de radio de enlace ascendente desde estaciones de transmisión terrestres por satélite (antenas).
  • Amplificar las señales de radio recibidas
  • Clasificar las señales de entrada y dirigir las señales de salida a través de multiplexores de señales de entrada / salida a las antenas de enlace descendente adecuadas para su retransmisión a las estaciones receptoras de satélites terrestres (antenas).

Cuando los satélites llegan al final de su misión (esto normalmente ocurre dentro de los 3 o 4 años posteriores al lanzamiento), los operadores de satélites tienen la opción de desorbitar el satélite, dejar el satélite en su órbita actual o mover el satélite a una órbita cementerio . Históricamente, debido a las limitaciones presupuestarias al comienzo de las misiones de satélites, los satélites rara vez se diseñaron para ser desorbitados. Un ejemplo de esta práctica es el satélite Vanguard 1 . Lanzado en 1958, Vanguard 1 , el cuarto satélite artificial en ser puesto en órbita geocéntrica, todavía estaba en órbita en marzo de 2015., así como la etapa superior de su cohete de lanzamiento. [22] [23]

En lugar de ser desorbitados, la mayoría de los satélites se dejan en su órbita actual o se mueven a una órbita cementerio . [24] A partir de 2002, la FCC requiere que todos los satélites geoestacionarios se comprometan a moverse a una órbita cementerio al final de su vida operativa antes de su lanzamiento. [25] En casos de desorbitación incontrolada, la variable principal es el flujo solar , y las variables menores los componentes y factores de forma del propio satélite, y las perturbaciones gravitacionales generadas por el Sol y la Luna (así como las ejercidas por grandes cadenas montañosas, ya sea por encima o por debajo del nivel del mar). La altitud de ruptura nominal debido a las fuerzas aerodinámicas y las temperaturas es de 78 km, con un rango entre 72 y 84 km. Los paneles solares, sin embargo, se destruyen antes que cualquier otro componente en altitudes entre 90 y 95 km. [26]

Esta lista incluye países con capacidad independiente para colocar satélites en órbita, incluida la producción del vehículo de lanzamiento necesario. Nota: muchos más países tienen la capacidad de diseñar y construir satélites, pero no pueden lanzarlos, sino que dependen de servicios de lanzamiento extranjeros. Esta lista no considera esos numerosos países, sino que solo enumera aquellos capaces de lanzar satélites de forma autóctona y la fecha en que se demostró por primera vez esta capacidad. La lista no incluye la Agencia Espacial Europea , una organización estatal multinacional, ni consorcios privados.


Primeros lanzamientos intentados

  • El Estados Unidos intentó en 1957 para lanzar el primer satélite utilizando su propio lanzador antes de completar con éxito un lanzamiento en 1958.
  • Japón intentó cuatro veces en 1966-1969 lanzar un satélite con su propio lanzador antes de completar con éxito un lanzamiento en 1970.
  • China intentó en 1969 lanzar el primer satélite utilizando su propio lanzador antes de completar con éxito un lanzamiento en 1970.
  • India , después de lanzar su primer satélite nacional usando un lanzador extranjero en 1975, intentó en 1979 lanzar el primer satélite usando su propio lanzador antes de tener éxito en 1980.
  • Irak ha reclamado un lanzamiento orbital de una ojiva en 1989, pero esta afirmación fue refutada más tarde. [30]
  • Brasil , después de lanzar su primer satélite nacional usando un lanzador extranjero en 1985, intentó lanzar un satélite usando su propio lanzador VLS 1 tres veces en 1997, 1999 y 2003, pero todos los intentos fueron infructuosos.
  • Corea del Norte reclamó el lanzamiento de los satélites Kwangmyŏngsŏng-1 y Kwangmyŏngsŏng-2 en 1998 y 2009, pero funcionarios estadounidenses, rusos y otros y expertos en armas informaron más tarde que los cohetes no enviaron un satélite a la órbita, si ese era el objetivo. Estados Unidos, Japón y Corea del Sur creen que esto fue en realidad una prueba de misiles balísticos , que fue una afirmación también hecha después del lanzamiento del satélite de Corea del Norte en 1998, y luego rechazada. [31] El primer lanzamiento (abril de 2012) de Kwangmyŏngsŏng-3 no tuvo éxito, un hecho reconocido públicamente por la RPDC. Sin embargo, el lanzamiento en diciembre de 2012 de la "segunda versión" de Kwangmyŏngsŏng-3 fue un éxito, y puso en órbita el primer satélite confirmado de la RPDC.
  • Corea del Sur ( Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea ), después de lanzar su primer satélite nacional por un lanzador extranjero en 1992, intentó sin éxito lanzar su propio lanzador, el KSLV (Naro) -1 , (creado con la ayuda de Rusia) en 2009 y 2010 hasta Naro-3 logró el éxito en 2013.
  • La primera organización estatal multinacional europea ELDO intentó realizar los lanzamientos orbitales en cohetes Europa I y Europa II en 1968-1970 y 1971, pero dejó de funcionar después de fallas.

Otras notas

  • RusiayUcraniaeran parte de la Unión Soviética y, por lo tanto, heredaron su capacidad de lanzamiento sin la necesidad de desarrollarla localmente. A través de la Unión Soviética, también se encuentran en la posición número uno en esta lista de logros.
  • Francia , Reino Unido y Ucrania lanzaron sus primeros satélites con lanzadores propios desde puertos espaciales extranjeros .
  • Algunos países como Sudáfrica , España , Italia , Alemania , Canadá , Australia , Argentina , Egipto y empresas privadas como OTRAG , han desarrollado sus propios lanzadores, pero no han tenido un lanzamiento exitoso.
  • Solo doce países de la siguiente lista (URSS, EE. UU., Francia, Japón, China, Reino Unido, India, Rusia, Ucrania, Israel, Irán y Corea del Norte) y una organización regional (la Agencia Espacial Europea , ESA) han lanzado satélites de forma independiente. en sus propios vehículos de lanzamiento desarrollados localmente.
  • Varios otros países, incluidos Brasil , Argentina , Pakistán , Rumania , Taiwán , Indonesia , Australia , Malasia , Turquía y Suiza, se encuentran en diversas etapas de desarrollo de sus propias capacidades de lanzamiento a pequeña escala.

Lanzar entidades privadas capaces

Orbital Sciences Corporation puso en órbita un satélite en el Pegasus en 1990. SpaceX puso en órbita un satélite en el Falcon 1 en 2008. Rocket Lab puso en órbita tres cubesats en el Electron en 2018.

   lanzamiento orbital y operación satelital
  operación satelital, lanzada por proveedor extranjero
  satélite en desarrollo
   proyecto de lanzamiento orbital en etapa avanzada o misiles balísticos autóctonos desplegados

Si bien Canadá fue el tercer país en construir un satélite que se lanzó al espacio, [32] se lanzó a bordo de un cohete estadounidense desde un puerto espacial estadounidense. Lo mismo ocurre con Australia, que lanzó el primer satélite que involucró un cohete Redstone de Estados Unidos donado y personal de apoyo estadounidense, así como una instalación de lanzamiento conjunta con el Reino Unido . [33] El primer satélite italiano San Marco 1 se lanzó el 15 de diciembre de 1964 en un cohete Scout estadounidense desde Wallops Island (Virginia, Estados Unidos) con un equipo de lanzamiento italiano entrenado por la NASA . [34] En ocasiones similares, casi todos los demás primeros satélites nacionales fueron lanzados por cohetes extranjeros.

Primeros satélites intentados

  • Estados Unidos intentó sin éxito lanzar su primer satélite en 1957; tuvieron éxito en 1958.
  • China intentó sin éxito lanzar su primer satélite en 1969; tuvieron éxito en 1970.
  • Chile intentó sin éxito en 1995 lanzar su primer satélite FASat-Alfa mediante cohete extranjero; en 1998 tuvieron éxito. †
  • Corea del Norte intentó en 1998, 2009 y 2012 lanzar satélites, el primer lanzamiento exitoso el 12 de diciembre de 2012. [35]
  • Libia desde 1996 desarrolló su propio proyecto nacional de satélite Libsat con el objetivo de proporcionar servicios de telecomunicación y teledetección [36] que se pospuso tras la caída de Gaddafi .
  • Bielorrusia intentó sin éxito en 2006 lanzar su primer satélite BelKA con un cohete extranjero. †

† -nota: Tanto Chile como Bielorrusia utilizaron empresas rusas como contratistas principales para construir sus satélites, utilizaron cohetes fabricados por Rusia y Ucrania y los lanzaron desde Rusia o Kazajstán.

Primeros satélites planificados

  • Armenia fundó ArmCosmos en 2012 [37] y anunció la intención de crear y lanzar el primer satélite de telecomunicaciones del país, llamado ArmSat . La inversión estimada es de 250 millones de dólares y los posibles contratistas para la construcción del satélite incluyen a Rusia, China y Canadá. [38] [39]
  • El Grupo Real de Camboya tiene previsto comprar por 250–350 millones de dólares y lanzar a principios de 2013 el satélite de telecomunicaciones. [40]
  • Islas Caimán 's Global IP Cayman planes de la empresa privada para poner en marcha GISAT-1 satélite de comunicaciones geoestacionario en 2018.
  • República Democrática del Congo encargó en noviembre de 2012 en China ( Academy of Space Technology (CAST) y Great Wall Industry Corporation (CGWIC) ) el primer satélite de telecomunicaciones CongoSat -1 que se construirá sobre la plataforma de bus satelital DFH-4 y se lanzará en China hasta finales de 2015. [41]
  • Croacia tiene el objetivo de construir un satélite para 2013-2014. El lanzamiento a la órbita terrestre estaría a cargo de un proveedor extranjero. [42]
  • Irlanda del equipo de 's Instituto de Tecnología de Dublín tiene la intención de lanzar el primer satélite de Irlanda dentro del programa de la Universidad Europea CubeSat QB50. [43]
  • El primer satélite de teledetección de la República de Moldova tiene previsto comenzar en 2013 por el centro espacial de la Universidad Técnica Nacional. [44]
  • Myanmar planea comprar por 200 millones de dólares su propio satélite de telecomunicaciones. [45]
  • Nicaragua ordenó por $ 254 millones en noviembre de 2013 en China el primer satélite de telecomunicaciones Nicasat -1 (que CAST y CGWIC construirán en la plataforma de autobuses satelitales DFH-4), que planea lanzar en China en 2016. [46]
  • Paraguay bajo nueva Agencia Espacial del Paraguay - La agencia del espacio aéreo AEP planea el primer satélite de observación Eart. [47] [48]
  • El primer satélite Tesla-1 de Serbia fue diseñado, desarrollado y ensamblado por organizaciones no gubernamentales en 2009, pero aún no se ha lanzado.
  • Sri Lanka tiene el objetivo de construir dos satélites además de alquilar la carga útil nacional SupremeSAT en los satélites chinos. La Comisión Reguladora de Telecomunicaciones de Sri Lanka ha firmado un acuerdo con Surrey Satellite Technology Ltd para obtener ayuda y recursos relevantes. El lanzamiento a la órbita terrestre estaría a cargo de un proveedor extranjero. [49] [50]
  • El Centro de Investigaciones Espaciales de Siria desarrolla el primer satélite nacional pequeño tipo CubeSat desde 2008. [51]
  • Túnez está desarrollando su primer satélite, ERPSat01 . Compuesto por un CubeSat de 1 kg de masa, será desarrollado por la Escuela de Ingeniería Sfax . Está previsto que el satélite ERPSat entre en órbita en 2013. [52]
  • La Agencia Estatal de Investigación Espacial de Uzbekistán ( UzbekCosmos ) anunció en 2001 su intención de lanzar en 2002 el primer satélite de teledetección. [53] Más adelante en 2004 se afirmó que Rusia construiría dos satélites (teledetección y telecomunicaciones) por 60-70 millones de dólares cada uno [54]
  • Bangladesh Bangladesh lanzó Bangabandhu-1 el 12 de mayo de 2018. SpaceX ayudó con el lanzamiento.

Desde mediados de la década de 2000, los satélites han sido pirateados por organizaciones militantes para transmitir propaganda y robar información clasificada de las redes de comunicación militar. [55] [56]

Con fines de prueba, los satélites en órbita terrestre baja han sido destruidos por misiles balísticos lanzados desde la Tierra. Rusia , Estados Unidos , China e India han demostrado la capacidad de eliminar satélites. [57] En 2007, el ejército chino derribó un satélite meteorológico envejecido, [57] seguido por la Armada de los Estados Unidos derribando un satélite espía desaparecido en febrero de 2008. [58] El 27 de marzo de 2019, India derribó un satélite de prueba en vivo a 300 km. altitud en 3 minutos. India se convirtió en el cuarto país en tener la capacidad de destruir satélites activos. [59] [60]

Interferencia

Debido a la baja intensidad de la señal recibida de las transmisiones por satélite, son propensas a interferencias por transmisores terrestres. Tal interferencia se limita al área geográfica dentro del alcance del transmisor. Los satélites GPS son objetivos potenciales de interferencias, [61] [62] pero las señales de televisión y teléfonos satelitales también han sido objeto de interferencias. [63] [64]

Además, es muy fácil transmitir una señal de radio portadora a un satélite geoestacionario y así interferir con los usos legítimos del transpondedor del satélite. Es común que las estaciones terrestres transmitan en el momento equivocado o en la frecuencia incorrecta en el espacio de los satélites comerciales, e iluminan el transpondedor de forma dual, dejando la frecuencia inutilizable. Los operadores de satélite ahora tienen un monitoreo sofisticado que les permite identificar la fuente de cualquier portador y administrar el espacio del transpondedor de manera efectiva. [ cita requerida ]

Durante las últimas cinco décadas, las agencias espaciales han enviado miles de naves espaciales, cápsulas espaciales o satélites al universo. De hecho, los meteorólogos hacen predicciones sobre el tiempo y las calamidades naturales basándose en las observaciones de estos satélites. [sesenta y cinco]

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) [66] solicitó a las Academias Nacionales que publicaran un informe titulado Observaciones de la Tierra desde el espacio; Los primeros 50 años de logros científicos en 2008. Describió cómo la capacidad de ver todo el mundo simultáneamente a partir de observaciones satelitales revolucionó los estudios sobre el planeta Tierra. Este desarrollo trajo consigo una nueva era de ciencias terrestres combinadas. El informe de las Academias Nacionales concluyó que las observaciones continuas de la Tierra desde la galaxia son necesarias para resolver los desafíos científicos y sociales en el futuro. [67]

NASA

La NASA introdujo un Sistema de Observación de la Tierra (EOS) [68] compuesto por varios satélites, un componente científico y un sistema de datos descrito como el Sistema de Información y Datos del Sistema de Observación de la Tierra (EOSDIS). Difunde numerosos productos de datos científicos, así como servicios diseñados para la educación interdisciplinaria. Se puede acceder a los datos de EOSDIS en línea y acceder a través del Protocolo de transferencia de archivos (FTP) y el Protocolo seguro de transferencia de hipertexto (HTTPS). [69] Los científicos e investigadores realizan operaciones científicas de EOSDIS dentro de una plataforma distribuida de múltiples nodos interconectados o sistemas de procesamiento dirigidos por investigadores científicos (SIPS) y centros de archivos activos distribuidos (DACC) específicos de la disciplina. [70]

ESA

La Agencia Espacial Europea [71] ha estado operando satélites de observación de la Tierra desde el lanzamiento de Meteosat 1 en noviembre de 1977. [72] La ESA tiene actualmente planes para lanzar un satélite equipado con un procesador de inteligencia artificial (IA) que permitirá a la nave espacial hacer decisiones sobre imágenes para capturar y datos para transmitir a la Tierra. [73] BrainSat utilizará la unidad de procesamiento de visión (VPU) Intel Myriad X. El lanzamiento estará programado para 2019. El director de Programas de Observación de la Tierra de la ESA, Josef Aschbacher, hizo el anuncio durante la PhiWeek en noviembre de 2018. [74] Esta es la reunión de cinco días que se centró en el futuro de la observación de la Tierra. La conferencia se celebró en el Centro de Observación de la Tierra de la ESA en Frascati, Italia. [73] La ESA también lanzó PhiLab, en referencia al equipo enfocado en el futuro que trabaja para aprovechar el potencial de la IA y otras innovaciones disruptivas. [75] Mientras tanto, la ESA también anunció que espera comenzar el vuelo de calificación del avión espacial Space Rider en 2021. Esto vendrá después de varias misiones de demostración. [76] Space Rider es la secuela del Vehículo Experimental Intermedio (IXV) de la Agencia que se lanzó en 2015. Tiene una capacidad de carga útil de 800 kilogramos para misiones orbitales que durarán un máximo de dos meses. [77]

Generalmente, la responsabilidad ha sido cubierta por el Convenio de Responsabilidad . Problemas como los desechos espaciales , la contaminación radioeléctrica y lumínica están aumentando en magnitud y, al mismo tiempo, carecen de avances en la regulación nacional o internacional. [78] Con el futuro aumento en el número de constelaciones de satélites , como SpaceX Starlink , se teme especialmente por la comunidad astronómica, como la IAU , que la contaminación orbital aumentará significativamente. [79] [80] Un informe del taller SATCON1 en 2020 concluyó que los efectos de grandes constelaciones de satélites pueden afectar gravemente algunos esfuerzos de investigación astronómica y enumera seis formas de mitigar el daño a la astronomía. [81] [82] Algunas fallas notables de satélites que contaminaron y dispersaron materiales radiactivos son Kosmos 954 , Kosmos 1402 y el Transit 5-BN-3 . Se ha propuesto el uso de madera como material alternativo para reducir la contaminación y los desechos de los satélites que vuelven a entrar en la atmósfera. [83]

Varios de código abierto satélites tanto en términos de hardware de código abierto y el software de código abierto se volaron o se encuentran en desarrollo. Los satélites suelen tener forma de CubeSat o PocketQube . En 2013, se lanzó un satélite de radioaficionados OSSI-1 que permaneció en órbita durante aproximadamente 2 meses. [84] En 2017 UPSat creado por la Universidad Griega de Patras y la Fundación Espacio Libre permaneció en órbita durante 18 meses. En 2019 se lanzó FossaSat-1. [85] [86] [87] [88] En febrero de 2021, la Portland State Aerospace Society está desarrollando dos satélites de código abierto llamados OreSat [89] [90] y la Libre Space Foundation también tiene proyectos de satélites en curso. [91] [92] [93]

  • Monitoreo de cultivos por satélite
  • Acceso a Internet por satélite
  • Navegación satelital
  • Telefono satelital
  • Radio por satelite
  • Televisión via satélite

  • 2009 colisión de satélites
  • Luna artificial
  • Satélites artificiales en órbita retrógrada
  • Satélite atmosférico
  • Satélites de financiación colectiva
  • Cubesat
  • Nave espacial fraccionada
  • Pista de tierra
  • Inteligencia de imágenes
  • Designador internacional
  • Lista de primicias de satélites de comunicaciones
  • Lista de satélites de observación de la Tierra
  • Lista de satélites pasivos
  • Instalación de prueba de motores de cohetes
  • Número de catálogo de satélite
  • Formación de satélites volando
  • Geolocalización satelital
  • Observación por satélite
  • Exploración espacial
  • Estación de investigación  : estación construida con el propósito de realizar investigaciones científicas.
  • Observatorio espacial
  • Estación Espacial
  • Sonda espacial
  • Puerto espacial (incluida la lista de puertos espaciales)
  • Satélites en sellos
  • USA-193 (prueba de misiles antisatélite estadounidense de 2008)
  • Sputnik-1

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