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CONTENIDO

3.   Satélites
4.   Tipos de orbitas
5.   Ambiente Espacial
6.   Tipos de satélites
7.   Partes de un satélite
8.   Aplicaciones
SATELITE
Definición:
Astro o cuerpo celeste que gira entorno a un planeta,
describiendo una órbita, sometido a la fuerza de la
gravitación. Puede ser natural o artificial, la luna es el
satélite natural del planeta tierra.
Satélite Artificial:
Vehículo espacial, que puede estar tripulado como en el
caso de la Estación Espacial Internacional (ISS), que se
pone en orbita alrededor de un planeta llevando a bordo
el instrumental apropiado para recoger información y
retransmitirla a la tierra. El Sputnik Спутник fue el primer
satélite artificial lanzado por el hombre en 1957, el
segundo el explorer lanzado por USA en 1958.
ORBITAS
Tipos de órbitas
Según la altura:
• Orbita Alta – GEO, Orbita Geoestacionaria
     altitud aproximada 36,000 Km.
• Orbita Media – MEO (Medium Earth
  Orbiter)       altitudes entre 10,000 a
  20,000 Km.
• Orbita Baja – LEO (Low Earth Orbiter)
             altitudes entre 200 a 1000 Km.
ORBITAS
Tipos de órbitas
Con relación al plano ecuatorial:
• Orbitas Polares.- Aquellas en el que el
  satélite pasa por los polos.
• Orbita Ecuatorial.- Paralelo al ecuador,
  ejemplo: la orbita GEO
• Orbitas Inclinadas.- Aquellas que mantienen
  un ángulo con relación al plano ecuatorial o
  a su perpendicular
Tipos de órbitas
Según la forma:
• Orbitas Circulares – CO (Circular Orbit)
  Aquellas en el que el satélite mantienen una
  altura constate en su trayectoria
•     Orbita Elíptica – HEO (Highlly Elliptical
    Orbit)          Trayectoria de forma helíptica.
    Aplicable principalmente para cobertura de
    altas altitudes.
• Orbitas     No      Geocéntricas.-          Para
  exploraciones interplanetarias.
ORBITAS
Perturbaciones
Los factores que perturban las órbitas son:
• Asimetría del campo gravitatorio terrestre
• Rozamiento atmosférico
• Presión de radiación solar
• Influencia de los campos gravitatorios de la
  luna y el sol
• Influencia de las mareas
• Influencia del campo magnético terrestre
VIENTO SOLAR




Flujo de gas ionizado viajando entre 300 a 800 Km/s.
La Tierra es alcanzada por este flujo de partículas cargadas.
Auroras
Fenómeno causado en la
ionósfera, por la
interacción del viento solar
acelerado con el campo
magnético terrestre =
tormentas magnéticas.
Las partículas cargadas en
el viento solar chocan con
las moléculas de la alta
atmósfera produciendo las
auroras.

Ersfjord, Tromsoe,
Noruega
18 de enero
EXPLOSIÓN SOLAR
AMBIENTE ESPACIAL
Kristiansand
Noruega
21 de enero
2005




               Ullinish, Isla de Skye,
               Escocia
               21 de enero 2005
SATELITES

Aplicaciones de los satélites
Existe una gran variedad de satélites artificiales con diferentes
aplicaciones como son: científicas, militares, astronómicas, etc.,
equipados con instrumental de acuerdo a sus aplicaciones y fuentes de
energía (celdas fotovoltaicas, nucleares, etcétera).

Satélites científicos.
Recogen datos del campo magnético terrestre, auroras
Boreales, distintos tipos de radiación, estudio de la Ionosfera, y otros.

Satélites astronómicos.
Permiten escrutar el espacio sin el obstáculo que presenta la atmósfera
terrestre, ya que ésta absorbe gran parte de la luz y la radiación.

Satélites meteorológicos.
Recogen información sobre la atmósfera, los grupos de nubes y el
equilibrio térmico.
Aplicaciones de los satélites

Satélites de comunicaciones.
Permiten la transmisión telefónica, de imágenes, de datos de la red de
Internet, de programas de televisión, etcétera.

Satélites de navegación.
Situados en órbitas fijas, emiten señales para ayudar a barcos
y aviones a determinar su posición.

Satélites de observación de la tierra.
Investigación de recursos terrestres, informan de la existencia de
bosques, yacimientos de petróleo, recursos hídricos, etc.

Satélites de espías.
Fotografían instalaciones militares, nucleares, detectores de mísiles y
son utilizados básicamente para fines militares.
Tecnología de satélites para distintas           aplicaciones
• Satélites de Difusión Directa.
• Satélites de Comunicaciones en Red.
• Satélites de Comunicaciones Móviles.
• Satélites de Posicionamiento y Localización.
• Satélites de Percepción Remota (Observación            de la Tierra).
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA
   ESTRUCTURA DE SATELITES

Partes principales de un satélite
• La Plataforma o “BUS”
 *Conjunto de subsistemas a bordo del satélite que permiten el
 funcionamiento y control remoto.
 *Mantiene todas las partes unidas y comprende los diversos
 elementos que se necesitan para llevar y mantener la carga útil
 en el espacio de acuerdo con un fin establecido (misión)
• La Carga Útil o “Payload”
 *Constituye todo el instrumental que necesita el satélite para
 cumplir con su misión. Es diferente para cada tipo de satélite.
 *Subsistema específico del satélite que le permite al usuario en
 tierra obtener el servicio de su interés.
Partes de un satélite de telecomunicaciones
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS



   •Estructura.
   •Subsistema de Estabilización.
   •Subsistema de Potencia.
   •Subsistema de Control Térmico.
   •Subsistema de Telemetría, Comando y Control (TT&C).
   •Subsistema de Procesamiento de Datos.
   •Subsistema de Propulsión.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS




  Estructura:
   •Estructura de Soporte, Tornillos,
etc.
   •Protege y retiene los componentes
en su sitio durante el lanzamiento y su
vida en órbita.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS



Subsistema de Potencia y Control
Térmico:

   •Energía   para la     operación
   mediante   baterias   y celdas
   solares.

   •Control térmico necesario para
   mantener una temperatura interna
   de operación adecuada.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS

Subsistema de Potencia:
 •Genera electricidad en los páneles solares para operar los
 subsistemas de comunicaciones y otros.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS



Subsistema de Potencia:

   •Modulo      de    baterías
   recargables.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS


Subsistema de Propulsión:

   • Son los sistemas eléctricos o
   químicos que mantienen al
   satélite en su posición orbital
   correcta.

   • Los satélites se salen de su
   órbita    continuamente     por
   efectos gravitacionales del sol
   y la luna, además de viento
   solar o fuerzas magnéticas.

   • El subsistema de propulsión
   dispara pequeños cohetes
   controlados o máquinas para
   regresar a su posición y
   orientación original.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS

Subsistema de Control Térmico:

   •Son los sistemas que mantienen las partes activas del satélite a una
   temperatura adecuada. Radía el calor excedente al espacio para
   mantener los elementos activos frios.
   •Las cubiertas térmicas mantienen el calor distribuido y controlado.
DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS

Subsistema de Procesamiento de Datos:

• Unidades de procesamiento que controlan y ejecutan las
instrucciones, internas y externas, para la operación de la
plataforma y la carga útil.
• Unidades de procesamiento en satélites con procesamiento a
bordo.
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DEL SATELITE
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DEL SATELITE
SATELITES


Encapsulamiento del satélite listo   Encapsulamiento de satélite en
para ser lanzado.                    cono de un lanzador
SATELITES


Centro de control de satélites en tierra
SATELITES


Centro de control de satélites en tierra
SATELITES


Satélites de Posicionamiento y Localización


Sistema GPS - Global Positioning System –
Operado por el Departamento de la Defensa
de los E. U.
• 24 satélites en órbitas MEO.
• 6 planos orbitales con 4 satélites en cada
uno.
• Envío de señales codificadas para facilitar
posicionamiento por triangulación en cualquier
punto de la Tierra.
SATELITES

Satélites de Posicionamiento y
Localización
SATELITES

Satélites de Posicionamiento y Localización



Sistema GPS:

• 3 satélites dan coordenadas
exactas.

• 4 satélites dan coordenadas
y altura.

• Proporcionan hora exacta,
velocidad y tiempo de viaje.
Satélites de Posicionamiento y Localización
SATELITES



    Satélites de Posicionamiento y
    Localización



• Federación Rusa (URSS)
   Sistema GLONASS


• Unión Europea
   Sistema “Galileo”
Introducción Comunicaciones
           Satelitales




Ing. Camilo Velasquez Grandez
Competencia:


     El discente logra habilidades cognitivas de las
generalidades y conceptos básicos de los Sistemas de
comunicación Vía Satélite



Temas:
          Satelite
          Principales Subsistemas y Funciones
          Bandas de Frecuencia
          Satélites de Clima
          Sensado Remoto Terrestre
Capacidad:
   Identificación, Aplicación e Interpretación de las
Aplicaciones, Propiedades, Funciones de Los Sistemas de
comunicación Vía Satélite
  Introducción:
 Proveer al estudiante una introducción a los aspectos más
relevantes de los Sistemas de Comunicación Vía Satélite
Objetivo:
  El objetivo de un Sistema de Comunicación Via Satelite, es
transferir información de un lugar para otro.


Definición:
 “Comunicación Via Microoondas transmisión, recepción y
procesamiento de información.
Introducción Comunicaciones Satelitales
                                             ¿Qué es un satélite?
                                    Un satélite es cualquier objeto
                                que orbita o revoluciona alrededor
                                de otro objeto.
                                   ejemplo, la luna es un satélite de
                                la tierra y la tierra es un satélite del
                                sol.

                                DESVENTAJAS:
                                Señal deficiente en lugares cerrados

                  Por qué emplear las comunicaciones por satélite?

-Alto cubrimiento geográfico
-Reducción del problema de la línea de vista
-Elevada confiabilidad (99.9% Up time)
-Difusión confiable de información       - Fácil de instalar
- Soporta diversas aplicaciones: - Video          - Datos      - Voz
Historia                  En 1945, el físico, matemático inglés
                                          Arthur C. Clarke, autor de “2001
                                          ODISEA DEL ESPACIO”, planteó la
                                          un sistema global mundial de
                                          radiocomunicación     mediante      3
                                          satélites a 120° c/u , que giran
                                          alrededor de la tierra en una órbita
                                          circular a unos 36,000 km de altura
                                          sobre el Ecuador y se mueven con
                                          igual sentido que ella , con igual
                                          velocidad angular .


                            De este modo parecerían inmóviles para los
                            observadores terrestres ( órbita geoestacionaria,
                            geosíncrona o de Clarke) y se utilizarían como
                            repetidores radioeléctricos.

  El primer satélite artificial de la historia puesto en órbita fue el satélite Ruso
 Sputnik1 lanzado el 4 de octubre de 1957.
 El primer satélite de EEUU fue puesto en órbita el 31 de enero de
1958.
Anatomía de un Satélite
INTRODUCCION

El satélite es un sistema complejo y delicado integrado por varios subsistemas.

El satélite necesita:

 energía eléctrica
 disipar calor
 corregir sus movimientos y mantenerse en equilibrio
 regular su temperatura
 ser resistente al medio en el que vive
 poder comunicarse con la Tierra.

Los subsistemas están agrupados en dos categorías:
 Antenas y Comunicaciones o “carga de comunicaciones” (payload).
 Chasis o modelo básico del aparato.
 Cada empresa aeroespacial que se dedica a la fabricación de satélites ofrece
 varios modelos o chasises básicos que son adaptados y complementados
 con sus antenas y equipos de comunicaciones de acuerdo al cliente.
PRINCIPALES SUBSISTEMAS Y FUNCIONES
         Subsistema                                        Función
                              Recibir y transmitir las señales de RF desde o hacia las
Antenas
                              direcciones y zonas de cobertura deseada
                              Amplificar las señales recibidas, cambiar su frecuencia y
Comunicaciones                entregársela a las antenas para que sean retransmitidas hacia la
                              Tierra. Posibilidades de conmutación y procesamiento.
                              Suministrar electricidad a todos los equipos con los niveles
Energía eléctrica             adecuados de voltaje y corriente, bajo condiciones normales y
                              también en los casos de eclipses.
Control térmico               Regular la temperatura del conjunto, durante el día y la noche
                              Determinar y mantener la posición y orientación del satélite.
Posición y orientación        Estabilización y orientación correcta de las antenas y paneles e
                              células solares
                              Proporcionar incrementos de velocidad y pares para corregir la
                              desviaciones en posición y orientación. Ultima etapa empleada
Propulsión
                              para la colocación del satélite en la orbita geoestacionaria al
                              inicio de su vida útil.
                              Intercambiar información con el centro de control en Tierra para
Rastreo, telemetría y comando conservar el funcionamiento del satélite. Monitoreo de su estado
                              de funcionamiento.
                              Alojar todos lo equipos y darle rigidez al conjunto, durante el
Estructural
                              lanzamiento como en su medio de trabajo
Bandas de Frecuencias
Bandas de          Banda C         Banda Ku      Banda Ka
   Frecuencias
                    La banda C se refiere al margen 5,9 – 6,4 GHz
                    para el canal ascendente y 3,7 – 4,2 para el
                      descendente.Proporciona transmisiones de
                    más baja potencia que la Ku ,más cobertura
                    geográfica, con un plato del orden de 3 m,
                    con un mayor margen de error de
                                                   .apuntamiento



    Banda C       Banda Ku      Banda Ka


Existe actualmente una banda de frecuencias
emergente en el sector civil que proviene del
ámbito militar. Se trata de la banda Ka, que
opera entre 18 y 31 GHz, con la que se espera
satisfacer la creciente saturación de las
                               .bandas C y Ku
Bandas de
                       Frecuencias

    Banda C       Banda Ku          Banda Ka


La banda Ku utiliza el margen 14-14,5 GHz
para al canal ascendente y 11,7 – 12,2 GHz
para el descendente. Esta banda proporciona
más potencia que la C y, el plato de la antena
  receptora esdel orden de 1,22 m., pero la
cobertura es menor ,no la afectan las
interferencias    terrestres,   pero     sí   las
perturbaciones     meteorológica      s,producen
         .distorsiones y ruido en la transmisión
TIPOS DE SATELITES
La Luna: Único satélite natural

    –   Diámetro Ecuatorial: 3.787,8 Km.
    –   Superficie: 38.000.000 Km2
    –   Masa: 7.394 x 1022 Kg.
    –   Radio Medio: 384.400 Km.
    –   Excentricidad: 0,0549
    –   Periodo de Rotación: 27d7h43m42s
    –   Inclinación: 5,1454º

Según su aplicación

•   Satélites Científicos
•   Satélites de Comunicaciones

•   Satélites de Meteorología
•   Satélites de Navegación

•   Satélites de Teledetección (Percepción Remota)
•   Satélites Militares
satélite de Comunicaciones




Este es un satélite de comunicaciones llamado EchoStar 3.
Es usado para enviar señales de TV a las casas en Norte América.
Hoy, en día hay más de 100 satélites de comunicaciones orbitando la
  tierra.
TIPOS DE SATELITES
Otros Tipos

•   Microsatélites
    – Comunicaciones apoyadas por uplink de VHF y downlink de UHF.
    – Usos: observación de la Tierra, defensa, radioaficionados, etc.
    – Ejemplo: Orbcomm.

•   Nanosatélites
    – Pesan entre 1 y 10 Kg.
    – Desventaja: Corta vida útil

•   Picosatélites
    – Miden 4x3x1 pulgadas
    – Pesan menos de 225 gramos.

•   Hale (Globos estacionarios)
    – A 21 Km. de altura
    – Se utilizan para investigación
    – Ejemplo: Skystation
SISTEMAS SATELITALES
Globalstar
Teledesic          •   Skybridge   •   AMCS
Inmarsat           •   Asiasat     •   Aramis
                   •   Celstar     •   Tritium
VITA
                   •   GPS         •   Thuraya
DBSI
                   •   Hispasat    •   Argos
Final Analysis
                   •   PCSAT
LEO One (USA)      •   Celestri
GONETS (Rusia)     •   Aries
ASTRA              •   Starnet
Cyberstar          •   Spaceway
Astrolink          •   Galileo
Euroskyway         •   MSAT
Eutelsat           •   Satmex
                   •   Intelsat
Kastar
                   •   Loopus
Panamsat
ASPECTOS DE LA INGENIERIA DE COMUNICACIONES SATELITALES
SATÉLITE
Tamaño y Peso (debe ser lo más pequeño y liviano como sea posible)
Generación de energía (debe usar el mínimo de energía)
- Transporte de muchos canales    - Fiabilidad y Flexibilidad
Funcionamiento por varios años en un ambiente hostil

CANAL DE RADIO
- Distancia Atenuación         - Ganancia de antenas
Eficiencia de transmisores/Figura de ruido de los receptores

MODULACIÓN
- Analógica ↔ Digital - Esquemas eficientes de potencia: BW→ Pot.
Detección y corrección de errores (para sistemas digitales)

MULTIPLEXACIÓN Y ACCESO MÚLTIPLE

ESTACIONES TERRENAS
Economía / Complejidad
Huellas
Debido a que los satélites GEO están muy
alejados, tienen un visión muy amplia de
la Tierra. Ejemplo, la huella de un satélite
Echo Star cubre casi toda EEUU.




                                               Ya que éstos permanecen siempre
                                               sobre la misma mancha en la tierra,
                                               siempre sabremos donde están los
                                               satélites GEO.
                                               Si nuestra antena apunta en la
                                               dirección correcta, siempre tendremos
                                               contacto directo con el satélite.
Muchos satélites de comunicación viajan en órbitas geoestacionaria,
incluyendo los que manejan señales de TV en nuestras casas.
Satélites del Clima
                            Los satélites del clima tienen muchos
                               instrumentos.

                            Estamos familiarizados con la fotos
                               de formación de nubes que nos
                               muestran en la noticias en TV que
                               son tomadas por cámaras de
                               satélites.

                               Hay otros instrumentos que miden la
                               temperatura, Húmedad y radiación
                               solar en la atmósfera.

                               Hay inclusive sensores que pueden
                               ayudar en operaciones de búsqueda
                               y rescate.
Fotografía de un Huracán
Satélites del Clima
Este satélite es llamado TIROS (Televisión Infrared Observational Satellite)
en español ,Satélite de Televisión Infrarroja Observacional. Registra patrones
de climas alrededor del mundo.
Muchos países usan los datos del TIROS para pronóstico del clima, Rastreo
de tormentas y para investigación científica.
    Sistema NOAA
                                          TIROS es parte de un sistema de
                                          satélites del clima operados por la
                                          Administración Nacional Oceánica y
                                          Atmosférica (NOAA        del Inglés
                                          National         Oceanic       and
                                          Atmospheric Administration).

                                          Hay dos satélites TIROS circulando
                                          la Tierra sobre los polos.



Trabajan con otro grupo de satélites en órbitas Geoestacionarias llamados
Satélites  Geostacioanarios      Operacionales      Ambientales    en    Inglés
Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES). Usando este
grupo de satélites, los meteorólogos estudian el clima y los patrones del clima
Sensado Remoto Terrestre
Los satélites de sensado remote, estudian la superficie terrestre.
Desde una altura de 480 Km (300 millas), estos satélites usan cámaras potentes
para rastrear al planeta .

El satélite envía datos valiosos acerca de el ambiente global.

     Costa marina Este
                                  los instrumentos de los satélites de sensado
                                  remoto estudian la cubierta de plantas de la
                                  tierra , composición química y superficie del
                                  agua, entre muchos otros comportamientos.
                                  La gente que trabaja en el campo, pesca,
                                  minería y otras industrias encuentran esta
                                  información muy útil.



 También podemos usar los satélites de sensado remoto para estudiar los
 cambios en la superficie terrestre que son ocasionados por el hombre.
 Ejemplos el oeste de África que se está tornando desierto (desertificación), y
 la destrucción de las selvas en Sur América (desforestación).
Preguntas:
1 Qué es un satélite de comunicaciones?

Un “retransmisor radioe................” en el ...................
Recibe, amplifica y reorienta señales hacia la ............. o a otros .......................

2 Partes de un Satélite

A. ................................. B. ..........................................................................
C. .................................. D. ..........................................................................

3.- SATÉLITE
Tamaño y Peso (debe ser lo más ................... y ............... como sea posible)
Generación de energía (debe usar el ...............................de energía)
- Transporte de ...............canales - Fia................ y Flexibilidad
Funcionamiento por varios años en un ambiente......................

4.-Bandas de Frecuencias
A-.................................... B.-............................... c.-............................
Orbitas Satelitales
Competencia:


      El discente logra habilidades cognitivas de las
generalidades y conceptos básicos de las Orbitas Satelitales



Temas:
           Introduccion
           Tipos de Orbitas Satelitales
           Parámetros de la Orbita Geoestacionaria
           Calculo de la Orbita Geoestacionaria
Capacidad:
Identificación, Interpretación, Propiedades, y Funciones de
Los Orbitas Satelitales

Introducción:
Proveer al estudiante una introducción a los aspectos
más relevantes de las Orbitas Satelitales

Objetivo:
  El objetivo es conocer los tipos de orbitas donde
trabajan los Sistemas satelitales que transfieren
información de un lugar para otro.

Definición:
 “Comunicación Vía Microondas transmisión, recepción
y procesamiento de información.
Orbitas Satelitales
                                   Introduccion
Órbita, recorrido o trayectoria de un cuerpo a través del espacio bajo la influencia de
fuerzas de atracción o repulsión de un segundo cuerpo.

En el Sistema Solar la fuerza de la gravitación hace que la Luna orbite en torno a la
Tierra y los planetas orbiten alrededor del Sol. Las órbitas resultantes de las fuerzas
gravitacionales son el objeto de estudio de la mecánica celeste.

Una órbita tiene la forma de una cónica —un círculo, elipse, parábola o hipérbola— con
el cuerpo central en uno de los focos de la curva.

Cuando un satélite realiza una órbita alrededor del centro de la Tierra, el punto en que
se encuentra más distante de ésta se llama apogeo y el más cercano perigeo

A menudo se dan las distancias del apogeo o perigeo del satélite con respecto a la
superficie de la Tierra en lugar de las distancias correspondientes al centro del planeta.

La terminación -geo hace referencia a las órbitas alrededor de la Tierra; la terminación -
helio a las órbitas alrededor del Sol; la terminación -astron se refiere a las órbitas
alrededor de una estrella, y la terminación -ápside se utiliza cuando el cuerpo central no
se ha especificado.
La llamada línea de ápsides es una línea recta que une el periápside y el apoápside
TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES

Existen varios tipos de órbitas de los satélites artificiales los cuales
  se clasifican de acuerdo a:

Su distancia de la Tierra:
                             (geoestacionaria, geosíncrona, de baja
                                        altura, de media altura y
  excéntricas).

Su plano orbital con respecto al Ecuador:
                         (ecuatorial, inclinada y polar).

La trayectoria orbital que describen: ( circular y elíptica).
TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES
     (CON RESPECTO A SU DISTANCIA A LA TIERRA)
                                  Ó. Geosincrona: Es ó. circular con un
                                  periodo de un día sideral. Para tener
                                  este periodo la órbita debe tener un
                                  radio de 42,164.2 km.
                                     Ó. Geoestacionaria (GEO): Igual
                                  propiedades que la geosíncrona, con
                                  0 grados de inclinación respecto al
                                  ecuador y viajar en igual dirección
                                  que rota la tierra. Un satélite
                                  geoestacionario aparenta estar en la
                                  misma posición relativa a algún punto
                                  sobre la superficie de la Tierra, lo que
                                  es atractivo para las comunicaciones a
                                  gran distancia.

Órbitas de Media Altura (MEO) Son las que van desde 9,600 km hasta
la altura de los satélites geosíncronos. Los satélites de órbita media son
muy usados también en las comunicaciones móviles.
TIPOS DE ÓRBITAS
SATELITALES
(CON RESPECTO A SU
DISTANCiA A LA TIERRA)


ÓRBITA DE BAJA
ALTURA (LEO)

Estas órbitas estan en el
rango de 640 km a 1,600 km
entre las llamadas región de
densidad atmosférica
constante y la región de los
cinturones de Van Allen.

Los de órbita baja circular
son muy usados en sistemas
de comunicaciones móviles.
TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES
(De acuerdo a su plano orbital con respecto al Ecuador)

                             Órbita Ecuatorial: En este tipo de
                             órbita la trayectoria del satélite
                             sigue un plano paralelo al
                             ecuador, es decir tiene una
                             inclinación de 0.

                             Órbitas Inclinada: En este curso
                             la trayectoria del satélite sigue
                             un plano con un cierto ángulo de
                             inclinación respecto al ecuador.

                             Órbitas Polar: En esta órbita el
                             satélite sigue un plano paralelo
                             al eje de rotación de la tierra
                             pasando sobre los polos y
                             perpendicular la ecuador.
TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES
(De acuerdo a la trayectoria orbital que describen)
                                 Órbitas circulares: Se dice que
                                 un satélite posee una órbita
                                 circular si su movimiento alrededor
                                 de la tierra es precisamente una
                                 trayectoria circular.

                                 Este tipo de órbita es la que usan
                                 los satélites geosíncronos.

                                 Órbitas elípticas (Monlniya):

                                  Se dice que un satélite posee una
                                 órbita elíptica si su movimiento
                                 alrededor     de   la   tierra   es
                                 precisamente     una     trayectoria
                                 elíptica.

                                 Este tipo de órbita poseen un
                                 perigeo y un apogeo.
Caracteristicas
Orbita Ecuatorial Geosíncrona
(de geo = tierra + síncrono = moviéndose a la misma velocidad).
Un satélite en órbita ecuatorial geosíncrona (GEO) está localizado directamente
arriba del Ecuador, exactamente a 36,000 Kms (23,300 millas). A esa distancia,
al satélite le toma 24 horas darle una vuelta completa al planeta.




   Ya que la tierra se toma 24 horas en dar una vuelta sobre su propio eje, el
satélite y la tierra se mueven juntos. Tal que un satélite en GEO siempre
permanecerá directamente sobre el mismo punto sobre la tierra. (Un satélite
en órbita geosíncrona también puede llamarse en órbita Geoestacionaria)
Órbita Baja Terrestre (LEO)

          Cuando un satélite circula cerca de la
          tierra decimos que está en órbita baja
          terrestre (LEO).

          Los satélites en LEO están a solo a 200
          -500 millas (320-800 Kms.) de altura.

          Debido a que orbitan tan cerca de la
          tierra , deben viajar muy rápidamente
          para que la gravedad no los jale de
          regreso a la atmósfera.

           La velocidad de los Satélites anda del
          orden de 17,000 miles por hora (27,359
          kilómetros por hora).

           Pueden dar una vuelta a la tierra en
          aproximadamente 90 minutos.
Resumen de orbitas
Distancia a la tierra: (GEO, MEO, LEO)

Plano orbital respecto al plano ecuatorial terrestre: (ecuatorial, inclinada, polar)

Trayectoria orbital: (circular, elíptica)

Geosíncrona: Circular con período de un día sideral.

Geoestacionaria: Igual que el geosíncrono pero tiene cero grados respecto al
plano ecuatorial.




Mejor Vista

Los Satélites que observan nuestro planeta como los satélites de sensado
remoto y del clima , frecuentemente viajan en LEOs ya que por su altura pueden
capturar imágenes detalladas de la superficie de la tierra.
Parámetros de la Orbita Geoestacionaria
Para que un satélite sea geoestacionario debe tener un periodo de
rotación igualCálculoTierra, por lo tanto se debe calcular con exactitud
               al de la de la Orbita Geoestacionaria
dicho periodo.
Para ello se considera el dia sideral, que es el tiempo de rotación de la
Tierra medido con respecto a una estrella lejana y es de 23h 56 min.
4.1seg.

Si hiciésemos la consideración de que la Tierra fuese realmente esférica,
su masa equivalente podría considerarse como puntual y su fuerza de
atracción sobre un satélite de masa m, respondería a la ley de
gravitación universal de Newton, esta fuerza puede expresarse como:

                                   mM                 (1)
                             Fg = G 2
                                    r
    Donde:
             m: Masa del satélite
             M: Es la masa de la Tierra, 5.98x1024 kg.
             G: Es la constante de gravitación universal
             r : Distancia desde el satélite al centro de la Tierra.
Además dado que el satélite se
encuentra en una órbita circular con
MCU, existiráCálculo de centrifuga Fc
                una fuerza la Orbita Geoestacionaria
debida a su movimiento alrededor de la
Tierra, de igual magnitud pero opuesta a
la fuerza Fg, en consecuencia el satélite
se encuentra en una situación de
equilibrio.
                                                                          Orbita
Por lo tanto   Fc = Fg                Fc        Fg       Tierra   r       del
                      2                                                   satelite
            mV                                               R        h
Donde: Fc =                (2)
             r
          V = 2πr    (3)                    V
                t
t = 86,164 seg.
t – tiempo de rotacion de la tierra
                                           Cinturon de Clarke
t=23h 56 min. 4.1seg.
Cálculo de la Orbita Geoestacionaria


Colocando (3) en (2):
                     Fg = m 4 π² r              (4)
                                  t²
Igualando (4) igual a (1):
                        m4π²r = G mM
                             t²           r²
Despejando r:
                        r=         GMt²        1/3


                                       4 π²
Cálculo de la Orbita Geoestacionaria



Aplicando valores:

         r = (6.67x10-11Km3/Kgs2) (5.98x1024 kg) (86,164 seg)2 1/3
                                   4π²

                                r = 42,173 Kms

Distancia de la superficie de la tierra al satélite:
                                   h=r–R

Donde R = radio de la tierra = 6,377 Kms
Entonces
                   h = 42,173 - 6,377 = 35,796 Kms
Cálculo de la Orbita Geoestacionaria



          Parámetros de la órbita geoestacionaria

Radio medio de la Tierra.        6,377 km.

Periodo de rotación (Tierra      23h 56min 4.1seg
y satélite).
Radio      de    la     órbita   42,173 km
geoestacionaria.
Altura del satélite sobre la     35,796 km
Tierra.
Velocidad del satélite.          3.074 km/seg.
•Hay dos tipos de   VEHICULOS DE LANZAMIENTO
vehículos de
lanzamiento:

•cohetes no
recuperables, que
se destruyen
cuando
completan la
misión

• lanzaderas
espaciales (Space
Shuttle) que son
reutilizables.
Preguntas:
1.- Órbita, recorrido o ..................................... de un cuerpo a través del espacio
bajo la influencia de fuerzas de .................o repulsión de un segundo ............
En el Sistema Solar la fuerza de la ................hace que la Luna orbite en torno a
la Tierra y los planetas ...........alrededor del Sol. Las órbitas resultantes de las
fuerzas gravitacionales son el objeto de estudio de la mecánica ......................
2.- Tipos de Orbitas Satelitales Según:
Su distancia de la Tierra: (geoestacionaria, geos.............., de baja .......... de media
altura y excéntricas).
Su plano orbital con respecto al Ecuador: (e...................., i............. y p...................).
 La trayectoria orbital que describen ( c......................... y e..................).
3.-Órbitas de ..................(MEO) Son las que van desde 9,600 km hasta la altura de los
s.......................... geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también
en las comunicaciones .....................
4.- Un satélite en órbita e....................... g...................... (GEO) está localizado
directamente arriba del................, exactamente a 36,000 Kms (23,300 millas). A esa
distancia, al satélite le toma ...........horas darle una vuelta completa
al..................................
5.- tipos de vehículos de lanzamiento:
cohetes no .........................., que se ................................cuando completan la misión
 lanzaderas ...........................(Space Shuttle) que son....................................

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Sesion 14 satelites

  • 1. CONTENIDO 3. Satélites 4. Tipos de orbitas 5. Ambiente Espacial 6. Tipos de satélites 7. Partes de un satélite 8. Aplicaciones
  • 2. SATELITE Definición: Astro o cuerpo celeste que gira entorno a un planeta, describiendo una órbita, sometido a la fuerza de la gravitación. Puede ser natural o artificial, la luna es el satélite natural del planeta tierra. Satélite Artificial: Vehículo espacial, que puede estar tripulado como en el caso de la Estación Espacial Internacional (ISS), que se pone en orbita alrededor de un planeta llevando a bordo el instrumental apropiado para recoger información y retransmitirla a la tierra. El Sputnik Спутник fue el primer satélite artificial lanzado por el hombre en 1957, el segundo el explorer lanzado por USA en 1958.
  • 3. ORBITAS Tipos de órbitas Según la altura: • Orbita Alta – GEO, Orbita Geoestacionaria altitud aproximada 36,000 Km. • Orbita Media – MEO (Medium Earth Orbiter) altitudes entre 10,000 a 20,000 Km. • Orbita Baja – LEO (Low Earth Orbiter) altitudes entre 200 a 1000 Km.
  • 4. ORBITAS Tipos de órbitas Con relación al plano ecuatorial: • Orbitas Polares.- Aquellas en el que el satélite pasa por los polos. • Orbita Ecuatorial.- Paralelo al ecuador, ejemplo: la orbita GEO • Orbitas Inclinadas.- Aquellas que mantienen un ángulo con relación al plano ecuatorial o a su perpendicular
  • 5. Tipos de órbitas Según la forma: • Orbitas Circulares – CO (Circular Orbit) Aquellas en el que el satélite mantienen una altura constate en su trayectoria • Orbita Elíptica – HEO (Highlly Elliptical Orbit) Trayectoria de forma helíptica. Aplicable principalmente para cobertura de altas altitudes. • Orbitas No Geocéntricas.- Para exploraciones interplanetarias.
  • 7. Perturbaciones Los factores que perturban las órbitas son: • Asimetría del campo gravitatorio terrestre • Rozamiento atmosférico • Presión de radiación solar • Influencia de los campos gravitatorios de la luna y el sol • Influencia de las mareas • Influencia del campo magnético terrestre
  • 8. VIENTO SOLAR Flujo de gas ionizado viajando entre 300 a 800 Km/s. La Tierra es alcanzada por este flujo de partículas cargadas.
  • 9. Auroras Fenómeno causado en la ionósfera, por la interacción del viento solar acelerado con el campo magnético terrestre = tormentas magnéticas. Las partículas cargadas en el viento solar chocan con las moléculas de la alta atmósfera produciendo las auroras. Ersfjord, Tromsoe, Noruega 18 de enero
  • 12. Kristiansand Noruega 21 de enero 2005 Ullinish, Isla de Skye, Escocia 21 de enero 2005
  • 13. SATELITES Aplicaciones de los satélites Existe una gran variedad de satélites artificiales con diferentes aplicaciones como son: científicas, militares, astronómicas, etc., equipados con instrumental de acuerdo a sus aplicaciones y fuentes de energía (celdas fotovoltaicas, nucleares, etcétera). Satélites científicos. Recogen datos del campo magnético terrestre, auroras Boreales, distintos tipos de radiación, estudio de la Ionosfera, y otros. Satélites astronómicos. Permiten escrutar el espacio sin el obstáculo que presenta la atmósfera terrestre, ya que ésta absorbe gran parte de la luz y la radiación. Satélites meteorológicos. Recogen información sobre la atmósfera, los grupos de nubes y el equilibrio térmico.
  • 14. Aplicaciones de los satélites Satélites de comunicaciones. Permiten la transmisión telefónica, de imágenes, de datos de la red de Internet, de programas de televisión, etcétera. Satélites de navegación. Situados en órbitas fijas, emiten señales para ayudar a barcos y aviones a determinar su posición. Satélites de observación de la tierra. Investigación de recursos terrestres, informan de la existencia de bosques, yacimientos de petróleo, recursos hídricos, etc. Satélites de espías. Fotografían instalaciones militares, nucleares, detectores de mísiles y son utilizados básicamente para fines militares.
  • 15. Tecnología de satélites para distintas aplicaciones • Satélites de Difusión Directa. • Satélites de Comunicaciones en Red. • Satélites de Comunicaciones Móviles. • Satélites de Posicionamiento y Localización. • Satélites de Percepción Remota (Observación de la Tierra).
  • 16. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ESTRUCTURA DE SATELITES Partes principales de un satélite • La Plataforma o “BUS” *Conjunto de subsistemas a bordo del satélite que permiten el funcionamiento y control remoto. *Mantiene todas las partes unidas y comprende los diversos elementos que se necesitan para llevar y mantener la carga útil en el espacio de acuerdo con un fin establecido (misión) • La Carga Útil o “Payload” *Constituye todo el instrumental que necesita el satélite para cumplir con su misión. Es diferente para cada tipo de satélite. *Subsistema específico del satélite que le permite al usuario en tierra obtener el servicio de su interés.
  • 17. Partes de un satélite de telecomunicaciones
  • 18. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS •Estructura. •Subsistema de Estabilización. •Subsistema de Potencia. •Subsistema de Control Térmico. •Subsistema de Telemetría, Comando y Control (TT&C). •Subsistema de Procesamiento de Datos. •Subsistema de Propulsión.
  • 19. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Estructura: •Estructura de Soporte, Tornillos, etc. •Protege y retiene los componentes en su sitio durante el lanzamiento y su vida en órbita.
  • 20. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Subsistema de Potencia y Control Térmico: •Energía para la operación mediante baterias y celdas solares. •Control térmico necesario para mantener una temperatura interna de operación adecuada.
  • 21. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Subsistema de Potencia: •Genera electricidad en los páneles solares para operar los subsistemas de comunicaciones y otros.
  • 22. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Subsistema de Potencia: •Modulo de baterías recargables.
  • 23. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Subsistema de Propulsión: • Son los sistemas eléctricos o químicos que mantienen al satélite en su posición orbital correcta. • Los satélites se salen de su órbita continuamente por efectos gravitacionales del sol y la luna, además de viento solar o fuerzas magnéticas. • El subsistema de propulsión dispara pequeños cohetes controlados o máquinas para regresar a su posición y orientación original.
  • 24. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Subsistema de Control Térmico: •Son los sistemas que mantienen las partes activas del satélite a una temperatura adecuada. Radía el calor excedente al espacio para mantener los elementos activos frios. •Las cubiertas térmicas mantienen el calor distribuido y controlado.
  • 25. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA Ó BUS Subsistema de Procesamiento de Datos: • Unidades de procesamiento que controlan y ejecutan las instrucciones, internas y externas, para la operación de la plataforma y la carga útil. • Unidades de procesamiento en satélites con procesamiento a bordo.
  • 26. INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DEL SATELITE
  • 27. INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DEL SATELITE
  • 28. SATELITES Encapsulamiento del satélite listo Encapsulamiento de satélite en para ser lanzado. cono de un lanzador
  • 29. SATELITES Centro de control de satélites en tierra
  • 30. SATELITES Centro de control de satélites en tierra
  • 31. SATELITES Satélites de Posicionamiento y Localización Sistema GPS - Global Positioning System – Operado por el Departamento de la Defensa de los E. U. • 24 satélites en órbitas MEO. • 6 planos orbitales con 4 satélites en cada uno. • Envío de señales codificadas para facilitar posicionamiento por triangulación en cualquier punto de la Tierra.
  • 33. SATELITES Satélites de Posicionamiento y Localización Sistema GPS: • 3 satélites dan coordenadas exactas. • 4 satélites dan coordenadas y altura. • Proporcionan hora exacta, velocidad y tiempo de viaje.
  • 34. Satélites de Posicionamiento y Localización
  • 35. SATELITES Satélites de Posicionamiento y Localización • Federación Rusa (URSS) Sistema GLONASS • Unión Europea Sistema “Galileo”
  • 36. Introducción Comunicaciones Satelitales Ing. Camilo Velasquez Grandez
  • 37. Competencia: El discente logra habilidades cognitivas de las generalidades y conceptos básicos de los Sistemas de comunicación Vía Satélite Temas: Satelite Principales Subsistemas y Funciones Bandas de Frecuencia Satélites de Clima Sensado Remoto Terrestre
  • 38. Capacidad: Identificación, Aplicación e Interpretación de las Aplicaciones, Propiedades, Funciones de Los Sistemas de comunicación Vía Satélite Introducción: Proveer al estudiante una introducción a los aspectos más relevantes de los Sistemas de Comunicación Vía Satélite Objetivo: El objetivo de un Sistema de Comunicación Via Satelite, es transferir información de un lugar para otro. Definición: “Comunicación Via Microoondas transmisión, recepción y procesamiento de información.
  • 39. Introducción Comunicaciones Satelitales ¿Qué es un satélite? Un satélite es cualquier objeto que orbita o revoluciona alrededor de otro objeto. ejemplo, la luna es un satélite de la tierra y la tierra es un satélite del sol. DESVENTAJAS: Señal deficiente en lugares cerrados Por qué emplear las comunicaciones por satélite? -Alto cubrimiento geográfico -Reducción del problema de la línea de vista -Elevada confiabilidad (99.9% Up time) -Difusión confiable de información - Fácil de instalar - Soporta diversas aplicaciones: - Video - Datos - Voz
  • 40. Historia En 1945, el físico, matemático inglés Arthur C. Clarke, autor de “2001 ODISEA DEL ESPACIO”, planteó la un sistema global mundial de radiocomunicación mediante 3 satélites a 120° c/u , que giran alrededor de la tierra en una órbita circular a unos 36,000 km de altura sobre el Ecuador y se mueven con igual sentido que ella , con igual velocidad angular . De este modo parecerían inmóviles para los observadores terrestres ( órbita geoestacionaria, geosíncrona o de Clarke) y se utilizarían como repetidores radioeléctricos. El primer satélite artificial de la historia puesto en órbita fue el satélite Ruso Sputnik1 lanzado el 4 de octubre de 1957. El primer satélite de EEUU fue puesto en órbita el 31 de enero de 1958.
  • 41. Anatomía de un Satélite
  • 42. INTRODUCCION El satélite es un sistema complejo y delicado integrado por varios subsistemas. El satélite necesita: energía eléctrica disipar calor corregir sus movimientos y mantenerse en equilibrio regular su temperatura ser resistente al medio en el que vive poder comunicarse con la Tierra. Los subsistemas están agrupados en dos categorías: Antenas y Comunicaciones o “carga de comunicaciones” (payload). Chasis o modelo básico del aparato. Cada empresa aeroespacial que se dedica a la fabricación de satélites ofrece varios modelos o chasises básicos que son adaptados y complementados con sus antenas y equipos de comunicaciones de acuerdo al cliente.
  • 43. PRINCIPALES SUBSISTEMAS Y FUNCIONES Subsistema Función Recibir y transmitir las señales de RF desde o hacia las Antenas direcciones y zonas de cobertura deseada Amplificar las señales recibidas, cambiar su frecuencia y Comunicaciones entregársela a las antenas para que sean retransmitidas hacia la Tierra. Posibilidades de conmutación y procesamiento. Suministrar electricidad a todos los equipos con los niveles Energía eléctrica adecuados de voltaje y corriente, bajo condiciones normales y también en los casos de eclipses. Control térmico Regular la temperatura del conjunto, durante el día y la noche Determinar y mantener la posición y orientación del satélite. Posición y orientación Estabilización y orientación correcta de las antenas y paneles e células solares Proporcionar incrementos de velocidad y pares para corregir la desviaciones en posición y orientación. Ultima etapa empleada Propulsión para la colocación del satélite en la orbita geoestacionaria al inicio de su vida útil. Intercambiar información con el centro de control en Tierra para Rastreo, telemetría y comando conservar el funcionamiento del satélite. Monitoreo de su estado de funcionamiento. Alojar todos lo equipos y darle rigidez al conjunto, durante el Estructural lanzamiento como en su medio de trabajo
  • 45. Bandas de Banda C Banda Ku Banda Ka Frecuencias La banda C se refiere al margen 5,9 – 6,4 GHz para el canal ascendente y 3,7 – 4,2 para el descendente.Proporciona transmisiones de más baja potencia que la Ku ,más cobertura geográfica, con un plato del orden de 3 m, con un mayor margen de error de .apuntamiento Banda C Banda Ku Banda Ka Existe actualmente una banda de frecuencias emergente en el sector civil que proviene del ámbito militar. Se trata de la banda Ka, que opera entre 18 y 31 GHz, con la que se espera satisfacer la creciente saturación de las .bandas C y Ku
  • 46. Bandas de Frecuencias Banda C Banda Ku Banda Ka La banda Ku utiliza el margen 14-14,5 GHz para al canal ascendente y 11,7 – 12,2 GHz para el descendente. Esta banda proporciona más potencia que la C y, el plato de la antena receptora esdel orden de 1,22 m., pero la cobertura es menor ,no la afectan las interferencias terrestres, pero sí las perturbaciones meteorológica s,producen .distorsiones y ruido en la transmisión
  • 47. TIPOS DE SATELITES La Luna: Único satélite natural – Diámetro Ecuatorial: 3.787,8 Km. – Superficie: 38.000.000 Km2 – Masa: 7.394 x 1022 Kg. – Radio Medio: 384.400 Km. – Excentricidad: 0,0549 – Periodo de Rotación: 27d7h43m42s – Inclinación: 5,1454º Según su aplicación • Satélites Científicos • Satélites de Comunicaciones • Satélites de Meteorología • Satélites de Navegación • Satélites de Teledetección (Percepción Remota) • Satélites Militares
  • 48. satélite de Comunicaciones Este es un satélite de comunicaciones llamado EchoStar 3. Es usado para enviar señales de TV a las casas en Norte América. Hoy, en día hay más de 100 satélites de comunicaciones orbitando la tierra.
  • 49. TIPOS DE SATELITES Otros Tipos • Microsatélites – Comunicaciones apoyadas por uplink de VHF y downlink de UHF. – Usos: observación de la Tierra, defensa, radioaficionados, etc. – Ejemplo: Orbcomm. • Nanosatélites – Pesan entre 1 y 10 Kg. – Desventaja: Corta vida útil • Picosatélites – Miden 4x3x1 pulgadas – Pesan menos de 225 gramos. • Hale (Globos estacionarios) – A 21 Km. de altura – Se utilizan para investigación – Ejemplo: Skystation
  • 50. SISTEMAS SATELITALES Globalstar Teledesic • Skybridge • AMCS Inmarsat • Asiasat • Aramis • Celstar • Tritium VITA • GPS • Thuraya DBSI • Hispasat • Argos Final Analysis • PCSAT LEO One (USA) • Celestri GONETS (Rusia) • Aries ASTRA • Starnet Cyberstar • Spaceway Astrolink • Galileo Euroskyway • MSAT Eutelsat • Satmex • Intelsat Kastar • Loopus Panamsat
  • 51. ASPECTOS DE LA INGENIERIA DE COMUNICACIONES SATELITALES SATÉLITE Tamaño y Peso (debe ser lo más pequeño y liviano como sea posible) Generación de energía (debe usar el mínimo de energía) - Transporte de muchos canales - Fiabilidad y Flexibilidad Funcionamiento por varios años en un ambiente hostil CANAL DE RADIO - Distancia Atenuación - Ganancia de antenas Eficiencia de transmisores/Figura de ruido de los receptores MODULACIÓN - Analógica ↔ Digital - Esquemas eficientes de potencia: BW→ Pot. Detección y corrección de errores (para sistemas digitales) MULTIPLEXACIÓN Y ACCESO MÚLTIPLE ESTACIONES TERRENAS Economía / Complejidad
  • 52. Huellas Debido a que los satélites GEO están muy alejados, tienen un visión muy amplia de la Tierra. Ejemplo, la huella de un satélite Echo Star cubre casi toda EEUU. Ya que éstos permanecen siempre sobre la misma mancha en la tierra, siempre sabremos donde están los satélites GEO. Si nuestra antena apunta en la dirección correcta, siempre tendremos contacto directo con el satélite. Muchos satélites de comunicación viajan en órbitas geoestacionaria, incluyendo los que manejan señales de TV en nuestras casas.
  • 53. Satélites del Clima  Los satélites del clima tienen muchos instrumentos.  Estamos familiarizados con la fotos de formación de nubes que nos muestran en la noticias en TV que son tomadas por cámaras de satélites.  Hay otros instrumentos que miden la temperatura, Húmedad y radiación solar en la atmósfera.  Hay inclusive sensores que pueden ayudar en operaciones de búsqueda y rescate. Fotografía de un Huracán
  • 54. Satélites del Clima Este satélite es llamado TIROS (Televisión Infrared Observational Satellite) en español ,Satélite de Televisión Infrarroja Observacional. Registra patrones de climas alrededor del mundo. Muchos países usan los datos del TIROS para pronóstico del clima, Rastreo de tormentas y para investigación científica. Sistema NOAA TIROS es parte de un sistema de satélites del clima operados por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA del Inglés National Oceanic and Atmospheric Administration). Hay dos satélites TIROS circulando la Tierra sobre los polos. Trabajan con otro grupo de satélites en órbitas Geoestacionarias llamados Satélites Geostacioanarios Operacionales Ambientales en Inglés Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES). Usando este grupo de satélites, los meteorólogos estudian el clima y los patrones del clima
  • 55. Sensado Remoto Terrestre Los satélites de sensado remote, estudian la superficie terrestre. Desde una altura de 480 Km (300 millas), estos satélites usan cámaras potentes para rastrear al planeta . El satélite envía datos valiosos acerca de el ambiente global. Costa marina Este los instrumentos de los satélites de sensado remoto estudian la cubierta de plantas de la tierra , composición química y superficie del agua, entre muchos otros comportamientos. La gente que trabaja en el campo, pesca, minería y otras industrias encuentran esta información muy útil. También podemos usar los satélites de sensado remoto para estudiar los cambios en la superficie terrestre que son ocasionados por el hombre. Ejemplos el oeste de África que se está tornando desierto (desertificación), y la destrucción de las selvas en Sur América (desforestación).
  • 56. Preguntas: 1 Qué es un satélite de comunicaciones? Un “retransmisor radioe................” en el ................... Recibe, amplifica y reorienta señales hacia la ............. o a otros ....................... 2 Partes de un Satélite A. ................................. B. .......................................................................... C. .................................. D. .......................................................................... 3.- SATÉLITE Tamaño y Peso (debe ser lo más ................... y ............... como sea posible) Generación de energía (debe usar el ...............................de energía) - Transporte de ...............canales - Fia................ y Flexibilidad Funcionamiento por varios años en un ambiente...................... 4.-Bandas de Frecuencias A-.................................... B.-............................... c.-............................
  • 58. Competencia: El discente logra habilidades cognitivas de las generalidades y conceptos básicos de las Orbitas Satelitales Temas: Introduccion Tipos de Orbitas Satelitales Parámetros de la Orbita Geoestacionaria Calculo de la Orbita Geoestacionaria
  • 59. Capacidad: Identificación, Interpretación, Propiedades, y Funciones de Los Orbitas Satelitales Introducción: Proveer al estudiante una introducción a los aspectos más relevantes de las Orbitas Satelitales Objetivo: El objetivo es conocer los tipos de orbitas donde trabajan los Sistemas satelitales que transfieren información de un lugar para otro. Definición: “Comunicación Vía Microondas transmisión, recepción y procesamiento de información.
  • 60. Orbitas Satelitales Introduccion Órbita, recorrido o trayectoria de un cuerpo a través del espacio bajo la influencia de fuerzas de atracción o repulsión de un segundo cuerpo. En el Sistema Solar la fuerza de la gravitación hace que la Luna orbite en torno a la Tierra y los planetas orbiten alrededor del Sol. Las órbitas resultantes de las fuerzas gravitacionales son el objeto de estudio de la mecánica celeste. Una órbita tiene la forma de una cónica —un círculo, elipse, parábola o hipérbola— con el cuerpo central en uno de los focos de la curva. Cuando un satélite realiza una órbita alrededor del centro de la Tierra, el punto en que se encuentra más distante de ésta se llama apogeo y el más cercano perigeo A menudo se dan las distancias del apogeo o perigeo del satélite con respecto a la superficie de la Tierra en lugar de las distancias correspondientes al centro del planeta. La terminación -geo hace referencia a las órbitas alrededor de la Tierra; la terminación - helio a las órbitas alrededor del Sol; la terminación -astron se refiere a las órbitas alrededor de una estrella, y la terminación -ápside se utiliza cuando el cuerpo central no se ha especificado. La llamada línea de ápsides es una línea recta que une el periápside y el apoápside
  • 61. TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES Existen varios tipos de órbitas de los satélites artificiales los cuales se clasifican de acuerdo a: Su distancia de la Tierra: (geoestacionaria, geosíncrona, de baja altura, de media altura y excéntricas). Su plano orbital con respecto al Ecuador: (ecuatorial, inclinada y polar). La trayectoria orbital que describen: ( circular y elíptica).
  • 62. TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (CON RESPECTO A SU DISTANCIA A LA TIERRA) Ó. Geosincrona: Es ó. circular con un periodo de un día sideral. Para tener este periodo la órbita debe tener un radio de 42,164.2 km. Ó. Geoestacionaria (GEO): Igual propiedades que la geosíncrona, con 0 grados de inclinación respecto al ecuador y viajar en igual dirección que rota la tierra. Un satélite geoestacionario aparenta estar en la misma posición relativa a algún punto sobre la superficie de la Tierra, lo que es atractivo para las comunicaciones a gran distancia. Órbitas de Media Altura (MEO) Son las que van desde 9,600 km hasta la altura de los satélites geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también en las comunicaciones móviles.
  • 63. TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (CON RESPECTO A SU DISTANCiA A LA TIERRA) ÓRBITA DE BAJA ALTURA (LEO) Estas órbitas estan en el rango de 640 km a 1,600 km entre las llamadas región de densidad atmosférica constante y la región de los cinturones de Van Allen. Los de órbita baja circular son muy usados en sistemas de comunicaciones móviles.
  • 64. TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (De acuerdo a su plano orbital con respecto al Ecuador) Órbita Ecuatorial: En este tipo de órbita la trayectoria del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de 0. Órbitas Inclinada: En este curso la trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador. Órbitas Polar: En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la tierra pasando sobre los polos y perpendicular la ecuador.
  • 65. TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (De acuerdo a la trayectoria orbital que describen) Órbitas circulares: Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos. Órbitas elípticas (Monlniya): Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria elíptica. Este tipo de órbita poseen un perigeo y un apogeo.
  • 67. Orbita Ecuatorial Geosíncrona (de geo = tierra + síncrono = moviéndose a la misma velocidad). Un satélite en órbita ecuatorial geosíncrona (GEO) está localizado directamente arriba del Ecuador, exactamente a 36,000 Kms (23,300 millas). A esa distancia, al satélite le toma 24 horas darle una vuelta completa al planeta. Ya que la tierra se toma 24 horas en dar una vuelta sobre su propio eje, el satélite y la tierra se mueven juntos. Tal que un satélite en GEO siempre permanecerá directamente sobre el mismo punto sobre la tierra. (Un satélite en órbita geosíncrona también puede llamarse en órbita Geoestacionaria)
  • 68. Órbita Baja Terrestre (LEO) Cuando un satélite circula cerca de la tierra decimos que está en órbita baja terrestre (LEO). Los satélites en LEO están a solo a 200 -500 millas (320-800 Kms.) de altura. Debido a que orbitan tan cerca de la tierra , deben viajar muy rápidamente para que la gravedad no los jale de regreso a la atmósfera. La velocidad de los Satélites anda del orden de 17,000 miles por hora (27,359 kilómetros por hora). Pueden dar una vuelta a la tierra en aproximadamente 90 minutos.
  • 69. Resumen de orbitas Distancia a la tierra: (GEO, MEO, LEO) Plano orbital respecto al plano ecuatorial terrestre: (ecuatorial, inclinada, polar) Trayectoria orbital: (circular, elíptica) Geosíncrona: Circular con período de un día sideral. Geoestacionaria: Igual que el geosíncrono pero tiene cero grados respecto al plano ecuatorial. Mejor Vista Los Satélites que observan nuestro planeta como los satélites de sensado remoto y del clima , frecuentemente viajan en LEOs ya que por su altura pueden capturar imágenes detalladas de la superficie de la tierra.
  • 70. Parámetros de la Orbita Geoestacionaria Para que un satélite sea geoestacionario debe tener un periodo de rotación igualCálculoTierra, por lo tanto se debe calcular con exactitud al de la de la Orbita Geoestacionaria dicho periodo. Para ello se considera el dia sideral, que es el tiempo de rotación de la Tierra medido con respecto a una estrella lejana y es de 23h 56 min. 4.1seg. Si hiciésemos la consideración de que la Tierra fuese realmente esférica, su masa equivalente podría considerarse como puntual y su fuerza de atracción sobre un satélite de masa m, respondería a la ley de gravitación universal de Newton, esta fuerza puede expresarse como: mM (1) Fg = G 2 r Donde: m: Masa del satélite M: Es la masa de la Tierra, 5.98x1024 kg. G: Es la constante de gravitación universal r : Distancia desde el satélite al centro de la Tierra.
  • 71. Además dado que el satélite se encuentra en una órbita circular con MCU, existiráCálculo de centrifuga Fc una fuerza la Orbita Geoestacionaria debida a su movimiento alrededor de la Tierra, de igual magnitud pero opuesta a la fuerza Fg, en consecuencia el satélite se encuentra en una situación de equilibrio. Orbita Por lo tanto Fc = Fg Fc Fg Tierra r del 2 satelite mV R h Donde: Fc = (2) r V = 2πr (3) V t t = 86,164 seg. t – tiempo de rotacion de la tierra Cinturon de Clarke t=23h 56 min. 4.1seg.
  • 72. Cálculo de la Orbita Geoestacionaria Colocando (3) en (2): Fg = m 4 π² r (4) t² Igualando (4) igual a (1): m4π²r = G mM t² r² Despejando r: r= GMt² 1/3 4 π²
  • 73. Cálculo de la Orbita Geoestacionaria Aplicando valores: r = (6.67x10-11Km3/Kgs2) (5.98x1024 kg) (86,164 seg)2 1/3 4π² r = 42,173 Kms Distancia de la superficie de la tierra al satélite: h=r–R Donde R = radio de la tierra = 6,377 Kms Entonces h = 42,173 - 6,377 = 35,796 Kms
  • 74. Cálculo de la Orbita Geoestacionaria Parámetros de la órbita geoestacionaria Radio medio de la Tierra. 6,377 km. Periodo de rotación (Tierra 23h 56min 4.1seg y satélite). Radio de la órbita 42,173 km geoestacionaria. Altura del satélite sobre la 35,796 km Tierra. Velocidad del satélite. 3.074 km/seg.
  • 75. •Hay dos tipos de VEHICULOS DE LANZAMIENTO vehículos de lanzamiento: •cohetes no recuperables, que se destruyen cuando completan la misión • lanzaderas espaciales (Space Shuttle) que son reutilizables.
  • 76. Preguntas: 1.- Órbita, recorrido o ..................................... de un cuerpo a través del espacio bajo la influencia de fuerzas de .................o repulsión de un segundo ............ En el Sistema Solar la fuerza de la ................hace que la Luna orbite en torno a la Tierra y los planetas ...........alrededor del Sol. Las órbitas resultantes de las fuerzas gravitacionales son el objeto de estudio de la mecánica ...................... 2.- Tipos de Orbitas Satelitales Según: Su distancia de la Tierra: (geoestacionaria, geos.............., de baja .......... de media altura y excéntricas). Su plano orbital con respecto al Ecuador: (e...................., i............. y p...................). La trayectoria orbital que describen ( c......................... y e..................). 3.-Órbitas de ..................(MEO) Son las que van desde 9,600 km hasta la altura de los s.......................... geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también en las comunicaciones ..................... 4.- Un satélite en órbita e....................... g...................... (GEO) está localizado directamente arriba del................, exactamente a 36,000 Kms (23,300 millas). A esa distancia, al satélite le toma ...........horas darle una vuelta completa al.................................. 5.- tipos de vehículos de lanzamiento: cohetes no .........................., que se ................................cuando completan la misión lanzaderas ...........................(Space Shuttle) que son....................................