Satélites Artificiales: ¿Qué son?, Tipos, Uso y más

Los satélites creados por el hombre se denominan Satélites Artificiales porque no son naturales ni son uno de los cuerpos celestes presentes en el espacio, son utilizados por diversas organizaciones involucradas con fines de investigación, posicionamiento militar o global. Puede conocer más de este interesante tema aquí. 

Satélites artificiales

¿Qué son los satélites artificiales?

Los satélites artificiales son unos objetos que las personas han hecho y colocado en la órbita usando cohetes para transportarlos, actualmente hay más de mil satélites activos en órbita alrededor de la Tierra, el tamaño, la altitud y el diseño de un satélite dependen de su propósito.

Los satélites varían en tamaño, algunos satélites cúbicos son tan pequeños como 10 cm, otros satélites que son de comunicación tienen aproximadamente 7 m de largo y tienen paneles solares que se extienden otros 50 m. El satélite artificial más grande es la Estación Espacial Internacional es tan grande como una gran casa de cinco habitaciones, incluyendo paneles solares, es tan grande como un campo de práctica deportiva. 

Historia de los Satélites Artificiales

Los Satélites Artificiales de la Tierra aparecieron en la escena mundial a fines de la década de 1950 y los geodesistas los adoptaron relativamente temprano como la herramienta potencial obvia para resolver problemas geodésicos mundiales. En aplicaciones geodésicas, los satélites se pueden usar tanto en posicionamiento como en estudios de campo gravitacionales, como hemos mencionado en las tres secciones anteriores.

Los geodesistas han usado muchos satélites diferentes en los últimos 40 años, que van desde satélites activos, (transmisores) completamente pasivos, a altamente sofisticados, desde bastante pequeños hasta muy grandes.

Los satélites  artificiales, pasivos no tienen sensores a bordo y su función es básicamente la de un objetivo en órbita. Los satélites activos pueden llevar una gran variedad de sensores, que van desde relojes precisos a través de varios contadores hasta sofisticados procesadores de datos y transmiten los datos recopilados a la tierra de forma continua o intermitente.

Satélites artificiales

La era espacial moderna con Satélites Artificiales enviado para mediciones directas del espacio cercano a la Tierra comenzó a principios de la década de 1960. A pesar de las últimas cuatro décadas de mediciones satelitales de la magnetosfera de la Tierra, en general se acepta que la magnetosfera de la Tierra todavía está escasamente muestreada simplemente debido a su enorme volumen.

Este hecho naturalmente plantea un obstáculo para lograr una comprensión integral de muchos fenómenos magnetosféricos, para agravar este obstáculo está la creciente evidencia de que muchos problemas magnetosféricos desafiantes están asociados con procesos físicos que involucran múltiples escalas espaciales o temporales.

Existe un fuerte acoplamiento entre los fenómenos microfísicos con los de gran escala, en consecuencia, muchas investigaciones magnetosféricas y misiones espaciales hasta la fecha enfatizan mediciones multipunto. El logro de mediciones multipunto en el espacio a menudo requiere esfuerzos arduos y recursos inmensos, que pueden lograrse de manera más eficiente y económica a través de la colaboración internacional.

«El primer satélite artificial fue enviado al espacio por la Unión Soviética el 4 de octubre del año 1957, esté satélite tenía por nombre Sputnik, pesaba 183 libras, era del tamaño de un objeto pequeño y demoró 98 minutos en orbitar la tierra, el lanzamiento de este satélite ha sido escogido como la iniciación de la era espacial y el inicio de la competencia espacial entre Estados Unidos y la Unión Soviética que se prolongó durante los años de la década de 1960.»

El acontecimiento soviético que cambió al mundo

Sputnik, fue el satélite que inauguró la era espacial, era una cápsula de 83,6 kg (184 libras), logró una órbita con un apogeo de 940 km (584 millas) y un perigeo (punto más cercano) de 230 km (143 millas), rodeando la Tierra cada 96 minutos y permaneció en órbita hasta 04 de enero 1958, cuando cayó y se quemó en la atmósfera de la Tierra.

El lanzamiento del Sputnik conmocionó a muchos estadounidenses, que habían asumido que su país estaba tecnológicamente por delante de la Unión Soviética y condujo a la «competencia espacial» entre los dos países.

Para entender por qué el Sputnik fue tan sorprendente, es importante mirar lo que estaba sucediendo en ese momento, para echar un buen vistazo a finales de la década de 1950.

En ese tiempo, el mundo estaba al margen de la investigación espacial, el progreso de la tecnología de cohetes en realidad estaba encaminado al espacio, pero se desvió al uso en tiempos de guerra, luego de la Segunda Guerra Mundial, los Estados Unidos y la Unión Soviética fueron competidores tanto militar como culturalmente.

Los científicos de ambos lados estaban desarrollando cohetes más grandes y potentes para llevar cargas al espacio. Ambos países querían ser los primeros en explorar la alta frontera, era solo cuestión de tiempo antes de que sucediera, lo que el mundo necesitaba era un impulso científico y técnico para llegar allí.

Satélites artificiales

En medio de la Guerra Fría, los estadounidenses estaban particularmente preocupados por el retraso de su país y las consecuencias que los descubrimientos soviéticos podrían tener a nivel militar.

En Moscú, no esperaban el éxito del primer intento, se encontraban sorprendidos por la onda expansiva del Sputnik sobre la opinión mundial. Sin embargo, rápidamente entendieron que la Unión Soviética estaba usando este Satélite Artificial como arma de propaganda en la Guerra Fría contra Estados Unidos.

Tipos de Satélites Artificiales

Hagamos ya una distinción entre dos tipos de satélites, esta diferencia actúa sobre el tipo de órbita tomada por el satélite, de hecho, se hace una distinción entre satélites itinerantes y satélites geoestacionarios. Los satélites que viajan solo pueden establecer enlaces cuando son visibles entre un transmisor y un receptor.

Los Satélites Artificiales poseen dos características y de esta forma se pueden clasificar de acuerdo a su misión o su órbita.

Satélites por tipo de misión

De acuerdo a su misión tenemos los siguientes tipos de satélites:

Satélites astronómicos

Estos son satélites que permiten un estudio en profundidad de la Tierra o un estudio más preciso del espacio, en el caso de la teledetección, es, por ejemplo, la realización de mapas precisos o la medición de la forma exacta de la Tierra o incluso el estudio de espacios continentales y oceánicos.

Satélites artificiales

También ayuda a comprender mejor ciertos fenómenos atmosféricos, en el caso del estudio del espacio, en realidad son grandes telescopios enviados al espacio ya que no tienen la incomodidad que la atmósfera proporciona en la Tierra y por lo tanto, pueden capturar imágenes más nítidas.

Biosatélites

Están diseñados para estudiar los efectos biológicos de la gravedad cero, la radiación cósmica y la ausencia del ritmo diurno y nocturno de la Tierra las 24 horas en varias plantas y animales que van desde una variedad de microorganismos hasta un primate, dichos laboratorios espaciales están equipados con maquinas de telemedición para monitorear el estado de las muestras.

Satélites de comunicaciones

Un sistema de comunicación satelital puede ponerse en funcionamiento relativamente rápido, ya que no es necesario tener acceso directo al área, ya que sería necesario realizar conexiones físicas como cables o similares. Esta es una ventaja significativa en áreas geográficas o políticamente difíciles.

Un satélite de telecomunicaciones típico tiene un cierto número de transpondedor, cada transpondedor consiste en una antena receptora sintonizada a un canal o un rango de frecuencias, en la entrada de un dispositivo, que escala estas frecuencias al rango de frecuencia del canal de salida y un amplificador de potencia para proporcionar la salida de microondas con la potencia adecuada. El número de transpondedores, o canales, indica la capacidad del satélite.

Satélites miniaturizados

Un satélite en miniatura es un dispositivo de órbita terrestre que tiene menor masa y dimensiones físicas más pequeñas que un satélite convencional, como un satélite geoestacionario, los satélites miniaturizados se han vuelto cada vez más comunes en los últimos años.

Son adecuados para su uso en redes de comunicaciones inalámbricas patentadas, así como para observación científica, recopilación de datos y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS).

Los satélites miniaturizados a menudo se colocan en órbitas terrestres bajas y se lanzan en grupos llamados «enjambres». En este tipo de satélite espacial, cada sistema funciona de manera similar a un repetidor en un sistema de comunicaciones celulares, algunos satélites miniaturizados se colocan en órbitas alargadas (elípticas).

Satélites de navegación

Han sido muy útiles para las compañías navieras y aéreas, de hecho, le permiten posicionarse con extrema precisión en la Tierra. Esto trae una ventaja en las misiones de rescate, además, la precisión puede llegar hasta 1 centímetro, pero solo para investigación militar, en otros casos, es mucho menos precisa. Estos satélites también pueden realizar mediciones de distancia.

Satélites militares

Estos satélites usan distintos tipos de órbita esto va a depender del objetivo, por lo tanto, tomará una órbita geoestacionaria si su misión es servir como un satélite de telecomunicaciones o una órbita muy elíptica si su misión es espiar, por ejemplo.

Estos últimos tipos de satélites se denominan «satélites espías». También pueden observar la Tierra como satélites de teledetección, este tipo de satélite ciertamente no se limita al tipo de misiones, pero obviamente no se tiene acceso a este tipo de información.

Satélites artificiales

Satélites de observación terrestre

Se han usado una variedad de instrumentos a bordo de estos satélites para proporcionar los datos necesarios en resoluciones espaciales, espectrales y temporales diversificadas para satisfacer los diferentes requisitos de los usuarios en el país y para el uso global.

Los datos de estos satélites se utilizan para varias aplicaciones que abarcan agricultura, recursos hídricos, planificación urbana, desarrollo rural, prospección de minerales y medio ambiente, desde el espacio hacia la tierra.

Satélites de energía solar

Es un tremendo sistema de energía que recolecta y convierte la energía solar en energía eléctrica en el espacio y luego transmite la energía eléctrica a la tierra de forma inalámbrica.

Proporciona energía a otros sistemas, es uno de los sistemas más importantes, en muchos aspectos determina la geometría de la nave espacial, el diseño, la masa y el período de existencia activa. La falla del sistema de suministro de energía conduce a la falla de todo el aparato.

El sistema de suministro de energía generalmente incluye: una fuente primaria y secundaria de electricidad, conversión, cargadores y automatización de control.

Satélites artificiales

Satélites meteorológicos

También ubicados en órbita más o menos baja, estos satélites permiten pronosticar, al concentrar sus mediciones y estudios en la atmósfera, directamente a tiempo y el mal tiempo terrestre y estudiar los climas y su evolución. Estos satélites usan cámaras infrarrojas y normales, además, dependiendo de la precisión buscada, se colocan más en órbita geoestacionaria (menos precisa) o en órbita polar (más precisa).

Estaciones espaciales

Es una estructura artificial colocada en órbita, que tiene la energía, los suministros y los sistemas ambientales necesarios para soportar la habitación humana durante períodos prolongados. Dependiendo de su configuración, una estación espacial puede servir como base para una variedad de actividades.

Estos incluyen observaciones del Sol y otros objetos astronómicos, estudio de los recursos y el medio ambiente de la Tierra, reconocimiento militar e investigaciones a largo plazo del comportamiento de los materiales y sistemas biológicos, incluida la fisiología y la bioquímica humana, en un estado deingravidez o microgravedad.

Las estaciones espaciales pequeñas se lanzan completamente ensambladas, pero las estaciones más grandes se envían en módulos y se ensamblan en órbita, para hacer el uso más eficiente de la capacidad de su vehículo de transporte, se lanza una estación espacial vacía y los miembros de su tripulación y a veces equipo adicional, la siguen en vehículos separados.

Satélites por tipo de órbita

De acuerdo a su órbita los satélites se clasifican de la siguiente forma:

Clasificación por centro

  • Órbita galactocéntrica: La órbita del centro de la galaxia, el Sol sigue este tipo de órbita sobre el centro galáctico en la Vía Láctea. 
  • Órbita heliocéntrica: La órbita alrededor del sol, los Planetas del Sistema Solar, cometas y asteroides están en tales órbitas, como muchos satélites artificiales y escombros de escombros espaciales, los satélites, por el contrario, no están en la órbita heliocéntrica, sino en la órbita de su objeto padre.
  • Órbita geocéntrica: Es la órbita cerca del planeta Tierra, como en el caso de la luna o los satélites artificiales.
  • Órbita lunar: La órbita alrededor de la Luna de la Tierra.
  • Órbita areocéntrica: La órbita alrededor del planeta Marte, como la de sus lunas o lunas artificiales.

Clasificación por altitud

  • Órbita terrestre baja: Es, como su nombre indica, una órbita que está relativamente cerca de la superficie de la Tierra, normalmente está a una altitud de menos de 1000 km, pero podría estar tan bajo como 160 km sobre la Tierra, que es bajo en comparación con otras órbitas, pero aún muy por encima de la superficie de la Tierra.
  • Órbita terrestre media: Comprende una amplia gama de órbitas en cualquier lugar, necesita tomar caminos específicos alrededor de la Tierra y es utilizado por una variedad de satélites con muchas aplicaciones diferentes.

Es muy utilizado por los satélites de navegación, como el sistema europeo Galileo. Galileo impulsa las comunicaciones de navegación en toda Europa y se utiliza para muchos tipos de navegación, desde el seguimiento de grandes aviones hasta la obtención de indicaciones para llegar a su teléfono inteligente. Galileo utiliza una constelación de múltiples satélites para proporcionar cobertura en grandes partes del mundo a la vez.

  • Órbita alta terrestre: Cuando un satélite alcanza exactamente 42.164 kilómetros desde el centro de la Tierra (a unos 36.000 kilómetros de la superficie de la Tierra), ingresa en una especie de «punto dulce» en el que su órbita coincide con la rotación de la Tierra.

Debido a que el satélite orbita a la misma velocidad que gira la Tierra, el satélite parece permanecer en su lugar en una sola longitud, aunque puede desplazarse de norte a sur, esta órbita especial de la Tierra alta se llama geosíncrona.

Es considerablemente importante para el monitoreo del clima a que los satélites en esta órbita suministren una vista firme de la misma superficie, cuando ingresa a internet a paginas meteorológicas y observa la vista satelital de su ciudad de nacimiento, la imagen que está observando desciende de un satélite en órbita geoestacionaria.

Clasificación por inclinación

  • Órbita inclinada: Cuya órbita no está inclinada con respecto al plano ecuatorial.
  • Órbita polar: Los satélites en una órbita polar no tienen que pasar con precisión los polos norte y sur, incluso una desviación dentro de 20 a 30 grados todavía se clasifica como una órbita polar.
  • Órbita polar heliosíncrona: Una órbita casi polar que atraviesa el ecuador en el mismo tiempo solar local en cada pasada. Útil para satélites que toman imágenes, ya que la sombra será la misma en cada pasada.

Clasificación por excentricidad

  • Órbita circular: La órbita tiene una excentricidad de 0 y cuya trayectoria dibuja un círculo.
  • Órbita elíptica: Una órbita con una excentricidad mayor que 0 y menor que 1, la órbita traza el camino hacia la elipse.
  • Órbita de transferencia geosíncrona: Es una órbita elíptica donde el perigeo se localiza a una altitud de la órbita terrestre menor y un apogeo a una altitud de la órbita geoestacionaria.
  • Órbita de transferencia geoestacionaria: Es una maniobra orbital que agita una nave espacial de una órbita circular a otra usando dos motores de propulsión.
  • Órbita hiperbólica: Es una órbita con una excentricidad mayor que 1. Dicha órbita también tiene una velocidad que excede la velocidad desbocada y como tal, evitará la atracción gravitacional del planeta y continuará viajando sin cesar hasta que otro órgano con suficiente gravedad actúe.
  • Órbita parabólica: Es una órbita con una excentricidad igual a 1. Esta órbita también tiene una velocidad igual a la velocidad de escape y por lo tanto, para evitar la gravedad del planeta, si la velocidad de la órbita parabólica aumenta, se convertirá en una órbita hiperbólica.

https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4

Clasificación por sincronía

  • Órbita síncrona: Es cualquier órbita en la que la etapa orbital de un satélite o cuerpo celeste es mayor que la etapa de rotación del cuerpo que sujeta el baricentro orbital.
  • Órbita semisíncrona: Es una órbita con un período orbital igual a la mitad del período promedio de rotación del cuerpo, que gira en la misma dirección de rotación que este cuerpo.
  • Órbita geosíncrona: Tienen un eje semi-mayor de 42,164 km (26199 millas). Opera a una altitud de 35,786 km (22,236 millas).
  • Órbita geoestacionaria: Son las órbitas alrededor de la Tierra correspondientes al período de rotación estelar de la Tierra.
  • Órbita cementerio: Es una órbita que está lejos de las órbitas operativas comunes.
  • Órbita areosíncrona: Es una órbita síncrona que se posiciona cerca del planeta Marte con un tiempo orbital igual a la permanencia del día sideral de Marte, 24.6229 horas.
  • Órbita areoestacionaria: Es parecida a la órbita geoestacionaria, pero está situada en Marte.

Otras órbitas

  • Órbita de herradura: Es la órbita que aparece en el observador terrestre será un planeta orbital específico, pero de hecho en una órbita conjunta con el planeta.
  • Punto de Lagrange: Son puntos contiguos a dos cuerpos enormes en órbita, donde una cosa pequeña conservará su posición con respecto a los objetos en movimiento grandes.

Clasificación de los satélites según su peso

De acuerdo a su peso podemos clasificar los Satélites Artificiales de la siguiente manera:

  • Grandes satélites: mayor a 1000 kg
  • Satélites medianos: entre 500 y 1000 kg
  • Mini satélites: entre 100 y 500 kg
  • Micro satélites: entre 10 y 100 kg
  • Nano satélites: entre 1 y 10 kg
  • Pico satélite: entre 0,1 y 1 kg
  • Femto satélite: menor a 100 g

Países con capacidad de lanzamiento

Existen varios países con la capacidad de lanzamiento de satélites hacia el espacio como, por ejemplo:

Rusia

Líder en lanzamientos espaciales comerciales, Rusia opera varios puertos espaciales, la nación paga a Kazajstán $ 115 millones al año por el uso de su sitio de lanzamiento más activo.

Estados Unidos

Constantemente las empresas privadas y los gobiernos estatales están estableciendo puertos espaciales en los Estados Unidos que apoyan directa o indirectamente a la industria de lanzamiento de satélites.

Francia

Este país construyó sus instalaciones de lanzamiento en la Guayana Francesa en la década de 1970, utilizando el giro ecuatorial de la Tierra para lanzar cientos de libras adicionales de carga útil a la órbita.

Japón

La primera expulsión fue en mayo de 2012 de un satélite surcoreano y fue más que una misión triunfante; inició la liberalización oficial del negocio de lanzamiento de satélites de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón.

Brasil

La difícil entrada de Brasil en la industria del lanzamiento es un recordatorio de lo técnicamente difícil y peligroso que puede ser este negocio, dos lanzamientos satelitales no se pudieron lanzar.

¿Cuántos satélites hay orbitando la Tierra?

«Según la Oficina de Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Exterior (UNOOSA), en la historia se han lanzado al espacio un total de 8378 objetos. Actualmente, 4928 todavía están en órbita, aunque 7 de ellos están en órbita alrededor de cuerpos celestes que no sean la Tierra; lo que significa que hay 4921 satélites que zumban por encima de nuestras cabezas todos los días.»

¿Cuál es el tamaño de un satélite?

Desde el tamaño de un pequeño automóvil hasta el tamaño de un pequeño aparato, se utilizan satélites de todas las formas y tamaños para monitorear la Estructura de la Tierra desde el espacio, desde el satélite de 3.238 kg hasta el satélite de 570 kg.

Ahora, el rápido desarrollo de la tecnología satelital permite que satélites incluso más pequeños brinden capacidades similares, estos pequeños satélites proporcionan tiempos de construcción más cortos y costos reducidos.

¿Cuál es la función de un satélite?

Un satélite es un cuerpo en el espacio que orbita cerca de otra cosa, puede ser natural, como una luna, o artificial. Un satélite artificial se pone en órbita al enlazar a un cohete, se envía al espacio y después se separa cuando está en la ubicación correcta, todos los Satélites Artificiales además se usan para investigar otras partes de nuestro sistema solar, incluidos Marte, Planeta Júpiter y el sol. 

¿Cómo un satélite se mantiene en órbita?

La gravedad, combinada con el impulso del satélite desde su lanzamiento al espacio, hace que el satélite entre en órbita sobre la Tierra, en lugar de caer al suelo.

Entonces, realmente, la capacidad de los satélites para mantener su órbita se reduce a un equilibrio entre dos factores: su velocidad (o la velocidad a la que viajaría en línea recta) y la atracción gravitacional entre el satélite y el planeta en el que orbita.

¿Los satélites pueden chocar?

Hay muchos satélites en órbita, teniendo en cuenta los miles de satélites antiguos y difuntos que ya no pueden comunicarse con la Tierra, es sorprendente lo poco que chocan; pero tal colisión podría ocurrir indudablemente.

¿Quién controla los satélites?

Todos los Satélites Artificiales se controlan desde centros de control de satélites ubicados en diferentes lugares de la Tierra. Con respecto a los satélites geosíncronos, están equipados con computadoras y software dedicados a mantener el satélite anclados a la Tierra y funcionan correctamente para cumplir la misión para la que son lanzados.

Los satélites mandan telemetría a los centros de control de satélites de forma continua, para que el personal técnico pueda comprobar en todo momento del día el estado de los distintos subsistemas a bordo.

¿Cualquiera puede enviar un satélite el espacio?

Sí efectivamente, solo debe conseguir una licencia de la Agencia Federal de Comunicaciones, porque de lo contrario podría concluir interfiriendo con otros satélites, ya sea por los periodos de comunicación o por el itinerario orbital.


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