2.1 Tipos de satélites

En función de sus aplicaciones, podemos hablar de satélites de telecomunicaciones, meteorológicos, de navegación, militares, de observación de la Tierra, científicos y de radioaficionados, principalmente.

En función de su órbita los satélites meteorológicos pueden ser polares o geoestacionarios. Los satélites polares dan la vuelta a la Tierra cada 90 minutos y, se llaman así porque viajan de polo norte a polo sur. Suelen encontrarse a unos 700 km de la Tierra. Los satélites geoestacionarios se sitúan a 36.000 km del ecuador de la Tierra, y rotan con ésta una vez cada 24 horas.

Por su finalidad: Satélites de Telecomunicaciones (Radio y Televisión), Satélites Meteorológicos, Satélites de Navegación, Satélites Militares y espías. Satélites de Observación de la tierra, Satélites Científicos y de propósitos experimentales, Satélites de Radioaficionado. (http://gabnav.coolinc.info/p3.htm)

Se logran distinguir dos grandes categorías:

· Satélites de observación. Para la recolección, procesamiento y transmisión de datos de y hacia la Tierra.

· Satélites de comunicación. Para la transmisión, distribución y diseminación de la información desde diversas ubicaciones en la Tierra a otras distintas posiciones.

ACTUALMENTE EXISTEN APROXIMADAMENTE 4000 SATELITES EN ORBITA.

- Por su órbita:

La visibilidad de un satélite depende de su órbita, y la órbita más simple para considerar es redonda. Una órbita redonda puede caracterizarse declarando la altitud orbital (la altura de la nave espacial sobre la superficie de la Tierra) y la inclinación orbital (el ángulo del avión orbital del satélite al avión ecuatorial de la Tierra). Cuando un satélite se lanza, se pone en la órbita alrededor de la tierra. La gravedad de la tierra sostiene el satélite en un cierto camino, y ese camino se llama una " órbita”. Hay varios tipos de órbitas. Aquí son tres de ellos.

• Satélites de órbita geoestacionaria
• Satélites de órbita baja (LEO)
• Satélites de órbita elíptica excéntrica (Molniya)

Satélites Geoestacionarios (GEO).

En una órbita circular ecuatorial de altitud 35.786 Km. Centenares de satélites de comunicaciones están situados a 36.000 Km de altura y describen órbitas circulares sobre la línea ecuatorial. A esta distancia el satélite da una vuelta a la Tierra cada 24 horas permaneciendo estático para un observador situado sobre la superficie terrestre. Por tal razón son llamados geoestacionarios.
Satélites de Orbita Media (MEO)

Altitud de 9.000 a 14.500 Km. De 10 a 15 satélites son necesarios para abarcar toda la Tierra.

Satélites de Orbita Baja (LEO)

Altitud de 725 a 1.450 Km. Son necesarios más de unos 40 satélites para la cobertura total. Los satélites proyectan haces sobre la superficie terrestre que pueden llegar a tener diámetros desde 600 hasta 58.000 Km. Como se observa en la figura, los haces satelitales son divididos en celdas, cuyas frecuencias pueden ser reutilizadas en diferentes celdas no adyacentes, según un patrón conforme al Seamless handover.

• Por su finalidad:
• Satélites de Telecomunicaciones (Radio y Televisión)
• Satélites Meteorológicos.
• Satélites de Navegación.
• Satélites Militares y espías.
• Satélites de Observación de la tierra.
• Satélites Científicos y de propósitos experimentales.

• Satélites de Radioaficionado.

Un gran ejemplo de satélite podría ser el IRIDIUM que es ocupado principalmente para el uso en la telefonía celular.

Características:
Iridium consta de 66 satélites LEO los cuales se encuentran a una altitud de 725-1450 Km., cada satélite pesa aproximadamente 700 Kg. su periodo de vida activa es de 5 a 8 años y su margen de enlace es de 16 dB.

Paso que sigue una llamada desde un teléfono satelital.

- Cuando un teléfono se active se conectará al satélite más próximo.

- Gracias a la red de estaciones terrenas el satélite podrá determinar la validez de la cuenta y situación del usuario.

- El usuario podrá realizar una llamada eligiendo entre las alternativas de
transmisión celular terrestre o vía satélite.

- En caso de no estar disponible el sistema celular del abonado, el teléfono comunicará automáticamente con el satélite.

- La llamada será transferida de satélite en satélite a través de la red hasta su
destino (un teléfono Iridium o una pasarela Iridium)

BANDAS DE FRECUENCIAS UTILIZADAS POR LOS SATELITES.

Banda P 200-400 Mhz. Banda L 1530-2700 Mhz. Banda S 2700-3500 Mhz. Banda C 3700-4200 Mhz.

4400-4700 Mhz. Banda X 7900-8400 Mhz. Banda Ku1 (Banda PSS) 10.7-11.75 Ghz. Banda Ku2 (Banda DBS) 11.75-12.5 Ghz. Banda Ku3 (Banda Telecom) 12.5-12.75 Ghz. Banda Ka 17.7-21.2 Ghz. Banda K 27.5-31.0 Ghz. 1 Mhz.= 1000.000 Hz.
1 Ghz.= 1000.000.000 Hz.

Orbitas leo

Las orbitas leo son orbitas de baja altura, tienen sus orbitas a altitudes de unos 500 a 2000km.
Las ventajas de las orbitas leo son:

• El tiempo de propagación de la señal es bajo
• Proporciona cobertura mundial.

Los inconvenientes son:

• Es necesario corregir continuamente la orbita debido al efecto de la atmósfera
• Son necesarios muchos satélites parea cubrir el globo terrestre.

Características:
Las orbitas leo son orbitas de baja altura y por ello mejora la calidad de la señal y reduce el retardo de transmisión. Generalmente estas orbitas son usadas por compañías de telefonía móvil y de comunicación de datos, como las constelaciones orbcomm, iridium y globalstar. Al ser de tan baja altura, las huellas son muy cortas, por lo que son necesarios muchos satélites para cubrir la tierra entera en aplicaciones en tiempo real.

Orbcomm
ORBCOMM es un sistema satelital comercial de comunicaciones para la transmisión de mensajes y datos por paquetes entre dos puntos cualesquiera del planeta. OBCOMM provee de servicios bidireccionales de monitorización, localización, telemetría y mensajería comercial y personal en cualquier región geográfica.

Las características principales que hacen atractivos los servicios ofrecidos por el sistema de Orbcomm son:

• cobertura mundial
• amplia disponibilidad
• comunicaciones bidireccionales
• eficiencia en costos
• comunicadores pequeños e "inteligentes"

Descripción del sistema:

Orbcomm es el primer sistema satelital comercial que da un servicio global de transmisión de datos y mensajes bidireccionales. El sistema ha sido concebido para transferir paquetes cortos de datos y mensajes desde y hacia cualquier punto del planeta.
A través de su constelación, el sistema ORBCOMM implementa avances en la tecnología de satélites LEO, de modo que sus servicios estén al alcance de la mayoría de las empresas e individuos.
Los tres componentes principales del sistema ORBCOMM son:

• el segmento espacial, que es la constelación de satélites,
• el segmento terrestre, que consiste en las Estaciones Terrenas y el Centro de Control,
• los comunicadores, que se proveen para aplicaciones fijas o móviles, o como terminales de mano para mensajería comercial y personal.

Iridium
Es un sistema de satélites digital LEO que funciona como red de comunicaciones personal mundial.
Está diseñada para admitir: voz, datos, fax, servicio de mensajería....y se espera que sea capaz de contactar con el usuario destino en cualquier momento y sea cual sea su situación.
Las aplicaciones de este sistema son amplias y variadas;

• Uso empresarial para personas que tienen que quedar en contacto con oficinas situadas en diferentes continentes.
• Comunicaciones de rescate durante catástrofes naturales, hundimientos...,
• Servicio para el desarrollo de naciones que no tengan infraestructura de telecomunicaciones, uso personal...

IRIDIUM está enfocado al uso en áreas donde la densidad de tráfico es baja - baja densidad de población, océanos, áreas donde las comunicaciones personales estén emergiendo.
En aquellas zonas que registren una alta densidad de tráfico el sistema más eficiente seguirá siendo la telefonía celular terrestre.

Motorola tiene la licencia para construir, lanzar y dirigir el sistema Iridium.
Descripción del sistema IRIDIUM y su constelación:

El sistema IRIDIUM incluye una constelación de 66 satélites, pequeños e inteligentes -en órbita baja- que pueden comunicarse entre si, como en un sistema de comunicaciones conmutado digital utilizando el principio de diversidad celular para proporcionar cobertura continua a cualquier punto del planeta que esté a una altitud inferior a 185 km. -tanto para emisión como para recepción-.

UMTS
UMTS, siglas que en inglés hace referencia a los Servicios Universales de Telecomunicaciones Móviles, es conocida como “tercera generación” de UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones).
UMTS se basa en:

• Extender las actuales tecnologías móviles, inalámbricas y satelitales proporcionando mayor capacidad, posibilidades de transmisión de datos y una gama de servicios mucho más extensa, usando un innovador programa de acceso radioeléctrico y una red principal mejorada.

Este sistema es apropiado para una variedad de usuarios y tipos de servicios, y no solamente para usuarios muy avanzados en aglomeraciones urbanas, UMTS ofrece:

• Facilidad de uso y costes bajos

o Servicios de uso fácil y adaptable para abordar las necesidades y preferencias de los usuarios.

o Terminales y otros equipos de “interacción con el cliente” para un fácil acceso a los servicios.

o Bajos costos de los servicios para asegurar un mercado masivo.

o Tarifas competitivas.

• Nuevos y mejores servicios

o Servicios vocales de alta calidad.

o Servicios multimedia.

• Acceso rápido

UMTS aventaja a los sistemas móviles de segunda generación (2G) por su potencial para soportar velocidades de transmisión de datos de hasta 2Mbit/s desde el principio.

• Transmisión de paquetes de datos y velocidad de transferencia de datos a pedido

La mayoría de los sistemas celulares utilizan tecnología de conmutación de circuitos para la transferencia de datos. GPRS (Servicios de Radiotransmisión de Paquetes de Datos Generales), una extensión de GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles), ofrece una capacidad de conmutación de paquetes de datos de velocidades bajas y medias.
UMTS integra la transmisión de datos en paquetes y por circuitos de conmutación de alta velocidad a los beneficios de:

- Conectividad virtual a la red en todo momento

- Formas de facturación alternativas (por ejemplo, pago por byte, por sesión, tarifa plana, ancho de banda asimétrico de enlace ascendente / descendente) según lo requieran los variados servicios de transmisión de datos que están haciendo su aparición. (http://gabnav.coolinc.info/p3.htm)

Arquitectura de los satélites

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.

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.

Tipos de satélites:

Tras el Sputnik, han sido puestos en órbita miles de satélites. Actualmente hay más de 2800 satélites gravitando alrededor de nuestro planeta, de tipos y funciones muy variados. Los principales tipos de satélites de uso civil son:

• Satélites de comunicaciones sirven de enlace para las comunicaciones telefónicas, las emisiones de televisión, Internet o los contactos de radio permanente con buques, aviones, trenes.
• Satélites de navegación:

Permiten la localización precisa de cualquier punto sobre la Tierra. Se basan en métodos de triangulación, para ello se precisa recibir datos de un mínimo de 3 satélites. Los sistemas de posicionamiento GPS y Galileo se basan en este tipo de satélites.

· Estaciones orbitales Laboratorios en órbita que facilitan la realización de numerosas investigaciones en condiciones de microgravedad. La Estación Espacial Internacional es actualmente la única estación orbital. Sus predecesores, el SpaceLab, Salyut y Mir ya no están operativas.

· Satélites de observación de la Tierra, también llamados de Teledetección. Llevan a bordo captadores especializados que recogen datos de la atmósfera y de la superficie terrestre. Son de gran utilidad en diversos campos como la Meteorología, la Oceanografía, los estudios ambientales, o la Cartografía. (http://www.inta.es/descubreaprende/htm/hechos1_1.htm)