El documento define los satélites naturales y artificiales, describe el lanzamiento del primer satélite artificial Sputnik 1 en 1957 por la Unión Soviética, explica la arquitectura común de los satélites que incluye sistemas de energía, control, comunicaciones y posicionamiento, y describe los diferentes tipos de satélites como científicos, de comunicaciones, meteorológicos y de navegación.

2. 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.

3. SPUTNIK 1


Lanzado el 4 de
octubre de 1957 por
la Union Sovietica.
Fue
el
primer
satelite artificial de
la historia

4. 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.

5. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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

10. 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

11. 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.

12. 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.

13. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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

18. ORBITAS SATELITALES

De acuerdo a la ruta que sigue el satélite
alrededor de la Tierra se definen distintas
órbitas.

19. 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.

20. 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

21. 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

22. 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

23. 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.

24. 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

25. 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.

26. 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)

27. 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.

28. 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.

29. Banda
L
Gama de
frecuencias
de 1 a 2 GHz
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
Ka
Aplicaciones
Telefonía móvil y transmisión de datos
de 10,7 a 18,1 GHz Transmisión de señales de elevado caudal de datos:
televisión, videoconferencias, transferencia de redes
de negocios
de 18,1 a 31 GHz
Transmisión de señales de elevado caudal de datos:
televisión, videoconferencias, transferencia de redes
de negocios

30. 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.

31. BIBLIOGRAFIA

http://www.algomasduro.com/index.php?option=com_content&view=article&id=11582:galileo-el-nuevo-sistema-de-posicionamiento-global-&catid=40:democategory&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)