Download Diapositiva 1

DEFINICION


En astronomía, un satélite se define como un cuerpo
celeste que gravita alrededor de un planeta; así
decimos que la Luna es el satélite natural de la
Tierra.
En astronáutica, se denomina satélite artificial a un
ingenio fabricado por el hombre y situado en
órbita terrestre o planetaria.
SPUTNIK 1


Lanzado el 4 de
octubre de 1957 por
la Union Sovietica.
Fue el primer satelite
artificial de la historia
ARQUITECTURA
Todos los satélites artificiales, tienen unos componentes
comunes, y otros específicos de su misión:
Los sistemas comunes son:
 Sistema
de suministro de energía: Asegura el
funcionamiento de los sistemas. Normalmente está
constituido por paneles solares.
 Sistema de control: Es el ordenador principal del satélite y
procesa las instrucciones almacenadas y las instrucciones
recibidas desde la Tierra.
 Sistema de comunicaciones: Conjunto de antenas y
transmisores para poder comunicarse con las estaciones de
seguimiento, para recibir instrucciones y enviar los datos
captados.
ARQUITECTURA



Sistema de posicionamiento: Mantienen el satélite en
la posición establecida y lo apuntan hacia su(s)
objetivo(s).
Blindaje térmico: Constituye el aislante térmico que
protege los instrumentos del satélite de los cambios
bruscos de temperatura a los están sometidos,
dependiendo de si reciben radiación solar o están de
espaldas al Sol. Esta protección, es la que da el color
dorado característico de muchos satélites.
Carga útil: Conjunto de instrumentos adaptados a las
tareas asignadas al satélite. Varían según el tipo de
satélite.
Lanzamiento de satélites
Para poner en órbita los
satélites
son
necesarios
potentes cohetes propulsores.
La potencia de los cohetes
está en función del peso del
satélite y de la órbita a la
que hay que subirlo.
La mayor parte de los
lanzadores de satélites son
desechables. La lanzadera
espacial norteamericana, es
el primer vehículo espacial
recuperable, capaz de poner
satélites en órbita baja.
LEYES DE KEPLER

Las propiedades fundamentales de las órbitas son
resumidas por las tres leyes del movimiento
planetario de Kepler. Kepler descubrió esas tres
leyes empíricamente, basadas en conclusiones de
notas de extensas observaciones de Marte por
Tycho Brahe. A través de estas leyes se estableció
el movimiento planetario con respecto al sol; éstas
son igualmente aplicables a los satélites con
respecto a la tierra y son un buen punto de partida.
LEYES DE KEPLER
1.
La órbita de cada planeta (satélite) es una elipse con el sol
(tierra) en uno de sus focos. El punto de la órbita en el cual el
planeta está más cerca del sol se denomina Perigeo, y el punto
donde está más lejos del sol se le denomina Apogeo.
2. La línea que une al sol (tierra) al planeta (satélite) barre áreas
iguales en tiempos iguales. Se puede ver claramente los efectos de
esta ley observando que el planeta Tierra circula por su órbita a
diferentes velocidades. Así cuando es invierno en el hemisferio
Norte (estamos más cerca del Sol) lleva una velocidad de traslación
mayor que en verano. Esto es así porque al ser menor el radio
vector debe recorrer mayor arco para igualar el área barrida en
verano, cuando está más lejos. Para recorrer más arco en el mismo
tiempo tiene que ir a mayor velocidad.
3. El cuadrado del periodo de revolución es proporcional al cubo de su
eje mayor. T^2/R^3=k
CLASIFICACION DE SATELITES


Por la altura orbital:
– LEO
– SSO
– MEO
– GEO
– HEO
Por la aplicación:
– Exploración
– Comunicaciones
– Navegación
– Observación


Por el carácter:
– Militar
– Civil
– Mixto
Por el tamaño:
– Large
– Medium-size
– Small
• Minisatellites
• Microsatellites
• Nanosatélie
• Picosatélites
• Femtosatélites
TIPOS DE SATELITES



Satélites Científicos: Tienen como principal objetivo estudiar
la Tierra: superficie, atmósfera y entorno y los demás
cuerpos celestes. Estos aparatos permitieron que el
conocimiento del Universo
sea mucho más preciso en la actualidad.
Satélites de comunicación: Se ubican en la intersección de la
tecnología del espacio y la de las
comunicaciones. Constituyen la aplicación espacial más
rentable y, a la vez, más difundida en la actualidad.
Satélites de meteorología: Son aparatos especializados que
se dedican exclusivamente a la observación de la atmósfera
en su conjunto.
TIPOS DE SATELITES



Satélites de navegación: Desarrollados originalmente con fines
militares al marcar el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y
tropas, ahora se usan como sistemas de posicionamiento global
para identificar locaciones terrestres mediante la triangulación de
tres satélites y una unidad receptora manual que puede señalar el
lugar donde ésta se encuentra y obtener así con exactitud
las coordenadas de su localización geográfica.
Satélites de teledetección: Permite localizar recursos naturales,
vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de
deforestación, el avance de la contaminación en los mares y un
sinfín de características más.
Satélites Militares: Apoyan las operaciones militares de ciertos
países, bajo la premisa de su seguridad nacional.
SATÉLITES DE COMUNICACIÓN

Es un satélite artificial estacionado en el espacio
con el propósito de servir a telecomunicaciones
usando frecuencias de radio y microondas. Muchos
de ellos están en órbitas geosincronizadas o
geoestacionarias, aunque algunos sistemas recientes
usan orbitas más bajas. Un satélite de baja órbita
(LEO en inglés) es un satélite en el que el semieje
mayor de su órbita es menor que el de una órbita
geoestacionaria.
VENTAJAS DE LOS SATÉLITES DE
COMUNICACIÓN


Disponibilidad: El objetivo de los satélites es proveer al usuario un
servicio en cualquier lugar del planeta, sin necesidad de cables,
fibra óptica e infraestructura de cobre, además los precios de renta
de espacio satelital es más estable que los que ofrecen las
compañías telefónicas. Ya que la transmisión por satélite no es
sensitiva a la distancia, y además existe un gran ancho de banda
disponible.
Comunicación:
-Transferencia de información a altas velocidades (Kbps, Mbps).
-Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente
accesibles geográficamente.
-Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos.
-Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con
la posibilidad de evitar las redes públicas telefónicas.
VENTAJAS DE LOS SATÉLITES DE
COMUNICACIÓN


Cobertura: En términos generales los satélites tienen una cobertura
amplia y muy segura, por lo tanto la capacidad de trasmitir la
información a grandes distancias no es pobre, esto dependiendo de
la altura en la que este el satélite, por lo general se instalan en
lugares donde desde el punto donde nosotros nos encontramos en
muy largo por ejemplo, los satélites de orbita baja proveen
comunicaciones de datos a baja velocidad y no son capaces de
manipular voz , señales de video o datos a altas velocidades.
Propagación: Que se refiere al conjunto de fenómenos físicos que
emiten ondas de radio de un emisor a un receptor, suele ser menor
en pérdidas de retardos al enviar la información de una estación a
otra, lo cual hace innecesario el uso de antenas y potencias de
trasmisión.
DESVENTAJAS DE LOS SATÉLITES DE
COMUNICACIÓN






Como en todas las cosas, los satélites de comunicación también
presentan ciertas desventajas, las cuales veremos a continuación:
Diseño del sistema: puesto que el número de satélites que se
requiere para una cobertura global es mayor, este hecho complica
el sistema de instalación de los satélites.
Mantenimiento del sistema: este es mayor, debido al mayor numero
de satélites y a que son mas afectados por la atmosfera.
Velocidad de desplazamiento
Complicación con el posicionamiento de los satélites
Costo: ya que va desde los 70 millones de dólares asta los 350
ORBITAS SATELITALES

De acuerdo a la ruta que sigue el satélite
alrededor de la Tierra se definen distintas órbitas.
ORBITA BAJA – LEO (LOW EARTH
ORBIT)




Los satélites LEO tienen órbitas polares. Se encuentran
entre 500 y 2000 km de altura con periodo de
rotación de 1,5 a 2 horas.
Tienen una velocidad de 20.000 a 25.000 km/h.
Un sistema LEO tiene una cobertura mundial para la
telefonía celular. Debido a que están muy cerca de la
Tierra, el tiempo de propagación ida y vuelta de una
señal es menor que 20 ms, aceptable para la telefonía.
Se usa principalmente en comunicaciones móviles,
teledetección
(remote
sensing),
investigación
espacial, vigilancia, meteorología, etc.
LEO
VENTAJAS








– Cobertura global (si
constelación)
– Menores pérdidas
– Terminales más pequeños
– Retardos mínimos (<10ms)
– Uso eficiente del espectro
– No requiere redundancia de
satélite (constelaciones)
– Permite determinación de
posición como valor añadido
– Tiempo de revisita reducido
INCONVENIENTES










– Gran constelación de satélites
para cobertura global
– Señal variable (multitrayecto)
– Desviación Doppler
– Visibilidad breve y elevación
variable
– Compleja arquitectura de red
– Tecnología poco establecida
– Muchos eclipses
– Basura espacial (space debris)
– Reemplazo de satélites
– Instalación lenta
ORBITA MEDIA – MEO( MEDIUM
EARTH ORBIT)






Altura de 8.000 a 20.000 km
describe una órbita elíptica.
Su periodo es de 6 horas.
Con 3 ó 4 satélites se tiene una cobertura global.
Se usa principalmente en comunicaciones
móviles, gestión de flotas, navegación, etc.
GPS
MEO
VENTAJAS






– Cobertura global
– Menores pérdidas que
GEO
– Terminales de tamaño
medio
– Retardos medios
(<100ms)
– Uso eficaz del
espectro
INCONVENIENTES






– Cobertura global
– Menores pérdidas que
GEO
– Terminales de tamaño
medio
– Retardos medios
(<100ms)
– Uso eficaz del
espectro
ORBITA GEOESTACIONARIA –
GEO(GEOSTATIONARY)





Altura de 35.786 km
ubicada sobre el ecuador.
Circula con un periodo de rotación de 24 horas,
igual que el de la Tierra.
Un solo satélite cubre 1/3 de la superficie terrestre.
Se usa frecuentemente en radiodifusión y enlaces
de contribución, comunicación de flotas,
comunicaciones
móviles,
meteorología
(Meteosat), satélites de relay, redes VSAT, etc.
GEO
VENTAJAS







– Tecnología desarrollada
– Estabilidad de la señal
– Doppler mínimo
– Interferencias predecibles
– Cobertura de zonas
pobladas
– Puesta en órbita conocida
– Buena visibilidad
INCONVENIENTES










– No cubre zonas polares
– Pérdidas de enlace
– Retardo considerable
– Alto coste de lanzamiento
– Bajo ángulo de elevación
– Eclipses
– Basura espacial
– Poco aprovechamiento del espectro
(gran zona de cobertura) (se mejora
con multihaz)
– Poca fiabilidad en móviles
– Costoso uso del satélite de reserva
ORBITAS ELIPTICAS – HEO()




Perigeo a unos 500 km y el apogeo a 50.000 km.
La órbita es inclinada.
El periodo varía de 8 a 24 horas.
Se usa en comunicaciones y observacion espacial.
HEO
VENTAJAS




– Cobertura de zonas
polares
– Mayor ángulo de
elevación
– Menor coste de
lanzamiento
– No requiere satélite
de
reserva
INCONVENIENTES







– No da cobertura global
– Pérdidas de enlace grande
– Retardo considerable
– Efecto Doppler
– Conmutación de satélites
– Cruce con cinturones de Van
Allen en perigeo (radiación)
– Muy sensibles a la asimetría
de la Tierra (la órbita se
estabiliza si i=63.435º)
FRECUENCIAS

Las señales las llevan las ondas portadoras, que se
modulan mediante frecuencia, amplitud u otros
métodos. Cada señal posee su propia frecuencia y
ancho de banda. Cuanto mayor sea el ancho de
banda, más información puede transportar la señal.
FRECUENCIAS
Concretamente, las bandas más utilizadas en los sistemas de satélites son:
Banda L.

Rango de frecuencias: 1.53-2.7 GHz.

Ventajas: grandes longitudes de onda pueden penetrar a través de las estructuras terrestres;
precisan transmisores de menor potencia.

Inconvenientes: poca capacidad de transmisión de datos.
Banda Ku.

Rango de frecuencias: en recepción 11.7-12.7 GHz, y en transmisión 14-17.8 GHz.

Ventajas: longitudes de onda medianas que traspasan la mayoría de los obstáculos y
transportan una gran cantidad de datos.

Inconvenientes: la mayoría de las ubicaciones están adjudicadas.
Banda Ka.

Rango de frecuencias: 18-31 GHz.

Ventajas: amplio espectro de ubicaciones disponible; las longitudes de onda transportan
grandes cantidades de datos.

Inconvenientes: son necesarios transmisores muy potentes; sensible a interferencias
ambientales.
Banda
L
Gama de frecuencias
de 1 a 2 GHz
Aplicaciones
Telefonía móvil y transmisión de datos
S
de 2 a 3 GHz
Telefonía móvil y transmisión de datos
C
de 3,4 a 7 GHz
Servicios de telefonía fija y ciertas aplicaciones de
difusión de radio/TV, redes de negocios
X
de 7 a 8,4 GHz
Comunicaciones gubernamentales o militares, cifradas por
razones de seguridad
Ku
de 10,7 a 18,1 GHz
Transmisión de señales de elevado caudal de datos:
televisión, videoconferencias, transferencia de redes de
negocios
Ka
de 18,1 a 31 GHz
Transmisión de señales de elevado caudal de datos:
televisión, videoconferencias, transferencia de redes de
negocios
TIEMPO DE VIDA UTIL

La vida útil de un satélite se prolonga durante todo
el tiempo que el satélite tiene combustible para
poder moverlo en su posición orbital.
Este combustible es el que determina la vida útil.
Aunque existe también un desgaste de los paneles
solares y de las baterías que dan potencia eléctrica
al satélite a lo largo de su vida útil, estos elementos
son los que limitan la vida operativa del satélite a
los 10 ó 15 años que suelen ser habituales.
BIBLIOGRAFIA

http://www.algomasduro.com/index.php?option=com_content&view=article&id=11582:galileo-el-nuevo-sistema-de-posicionamiento-global-&catid=40:demo-category&Itemid=55

Rodríguez, Perla – México 2008 – Historia de los Satélites de Comunicación

Martínez, Ramón – Calvo Miguel – Madrid 2009/10 – Comunicaciones por Satélite

Coímbra, Edison – 2010 – Orbitas Satelitales

Gaetano Hadad, Orlando José – Santiago de Cuba 2009 – Los Satélites de Comunicaciones

LABCOM II – Buenos Aires – Comunicaciones Satelitales

Huidobro, José Manuel – España 2002 – Historia de los Satélites de Comunicaciones

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material121/unidad3/satelite2.htm

http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo17/frecuencias.html

http://www.astrium.eads.net/node.php?articleid=7426 ( 19 de Mayo de 2012)

http://www.colombiaaprende.edu.co/html/home/1592/article-135279.html

Proyecto SATCOL: Un satélite para las comunicaciones sociales – Oficina de Asuntos Internacionales - Ministerio de Tics
( 19 de Mayo de 2012)
( 19 de Mayo de 2012)