Tipos De Satélites: Sus Órbita Y Funciones

Tipos De Satélites Artificiales: ¿Por Qué Hay Tantos?

Un satélite artificial es cualquier objeto fabricado por el hombre que se ha puesto en órbita mediante cohetes. Estas naves espaciales están equipadas con instrumentos sensibles y cámaras para estudiar la Tierra y otros planetas, ayudar con las telecomunicaciones e incluso observar el universo lejano. Gracias a su amplio campo de visión y a su mejor resolución espacial, pueden recoger información mucho más rápidamente que los sensores terrestres. Además, a diferencia de los observatorios terrestres, la visión desde el espacio no se ve obstaculizada por ningún tipo de oscuridad atmosférica, como las nubes y el polvo.

Los tipos de satélites artificiales que existen están predefinidos por el tipo de tarea que realizará, sea comunicación, investigación científica, predicción meteorológica u observación sobre el terreno. También influye su tamaño, tipo de órbita y disposición general. Aunque existen varios tipos de satélites artificiales, todos se rigen por las mismas leyes físicas y cálculos matemáticos una vez que llegan al espacio, incluso si vuelan en órbitas distintas.

Tipos De Satélites Artificiales Según Su Órbita

En la mayoría de los casos, tras ser lanzado, el satélite se coloca en una de las varias órbitas predeterminadas alrededor de la Tierra. Pero en algunos casos, puede dirigirse a un viaje interplanetario, siguiendo una trayectoria alrededor del Sol hasta alcanzar su destino final.

Los tipos de satélites suelen clasificarse en función de la altitud orbital (distancia desde la superficie de la Tierra), que afecta directamente a su cobertura y a la velocidad a la que viajan alrededor del planeta. A la hora de elegir el tipo de órbita, los creadores deben tener en cuenta su finalidad, los datos que obtendrán y los servicios que ofrecerán, así como el coste, el área de cobertura y la viabilidad de las distintas órbitas. Los 5 tipos principales de satélites en función de sus órbitas son:

• Órbita terrestre baja (LEO);
• Órbita terrestre media (MEO);
• Órbita geoestacionaria (GEO);
• Órbita heliosíncronos (SSO);
• Órbita de transferencia geoestacionaria (GTO).

Profundicemos en la naturaleza de estos 5 tipos diferentes de órbitas de los satélites artificiales para conocer mejor sus características y usos potenciales.

Satélites En Una Órbita Terrestre Baja (LEO)

Los satélites en una órbita terrestre baja se mueven a una altitud aproximada de 160-1.500 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Tienen un periodo orbital corto, de entre 90 y 120 minutos, lo que significa que pueden dar la vuelta al planeta hasta 16 veces al día. Esto los hace especialmente adecuados para todo tipo de teledetección, observación terrestre de alta resolución e investigación científica, ya que los datos pueden obtenerse y transmitirse rápidamente.

Todos los tipos de satélites en LEO pueden variar el ángulo de su plano respecto a la superficie terrestre. El tipo de órbita terrestre baja es muy común, ya que ofrece más trayectorias potenciales para las naves espaciales. Sin embargo, debido a su proximidad a la Tierra, tienen un área de cobertura menor que otros tipos de satélites. A menudo, se lanzan juntos grupos de satélites LEO, conocidos como constelaciones de satélites, para formar una especie de red que rodea la Tierra. Esto les permite cubrir grandes áreas simultáneamente trabajando juntos.

Satélites En Una Órbita Terrestre Media (MEO)

Los satélites de tipo MEO se sitúan entre las órbitas terrestre baja y la geoestacionaria, normalmente a una altitud de entre 5.000 y 20.000 kilómetros. Los servicios de posicionamiento y navegación, como el GPS, se apoyan habitualmente en satélites de tipo MEO. Recientemente se han puesto en funcionamiento constelaciones de satélites MEO de alto rendimiento (HTS) para permitir la comunicación de datos de baja latencia a proveedores de servicios y organizaciones comerciales y gubernamentales.

Gracias a su mayor periodo orbital (normalmente entre 2 y 12 horas), a diferencia de otros tipos de satélites existentes, ofrece un término medio entre área de cobertura y velocidad de transmisión de datos. Comparados con los de órbita terrestre baja, los MEO necesitan menos aparatos para dar cobertura mundial, pero su retardo es mayor y su señal más débil.

Satélites En Órbita Geoestacionaria (GEO)

La órbita geoestacionaria se sitúa a 35.786 kilómetros sobre la superficie terrestre, precisamente sobre el ecuador. Tres satélites GEO espaciados de forma uniforme pueden dar una cobertura casi mundial gracias a la enorme superficie que cubren en la Tierra.

Los objetos situados en órbita geoestacionaria parecen inmóviles desde la Tierra porque su periodo orbital es idéntico a la rotación de la Tierra: 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. Esto permite que una antena terrestre apunte siempre hacia el mismo dispositivo en el espacio. Por eso, estos satélites son perfectos para los servicios de comunicación siempre activos, como la televisión y los teléfonos. Además, pueden utilizarse en meteorología para monitorizar el tiempo en regiones concretas y seguir el desarrollo de patrones locales. El mayor inconveniente del tipo GEO frente a otros tipos de satélites espaciales para la comunicación en tiempo real es el mayor retardo de la señal causado por la gran distancia con la Tierra.

Satélites Heliosíncronos (SSO)

Los satélites heliosíncronos atraviesan de norte a sur las regiones polares a una altitud de 600 a 800 km sobre la Tierra. La inclinación orbital y la altitud de estas naves están calibradas de modo que siempre cruzan un lugar cualquiera dado de forma precisa a la misma hora solar local. Así, las condiciones de iluminación son constantes para la obtención de imágenes, lo que hace que de entre todos los tipos de satélites, éste sea ideal para la observación de la Tierra y la monitorización del medioambiente.

Esto también implica que las imágenes históricas y actuales de los satélites SSO son muy adecuadas para la detección de cambios. Los científicos utilizan estas secuencias de imágenes para conocer la evolución de los patrones meteorológicos, pronosticar ciclones, monitorizar y prevenir incendios forestales e inundaciones y recabar información sobre problemas a largo plazo, como la deforestación y los cambios en la línea costera. Pero debido a su menor altitud orbital, de entre todos los tipos de satélites, los satélites SSO sólo pueden cubrir una región pequeña y hacen falta más unidades para hacerlo de forma continua.

Satélites De Órbita De Transferencia Geoestacionaria (GTO)

La órbita más frecuente de entre todos los tipos de satélites es la de transferencia geoestacionaria, utilizada para pasar de una órbita de transición a la geoestacionaria. Los satélites no siempre se colocan directamente en su órbita definitiva cuando son propulsadas desde la Tierra al espacio por vehículos de lanzamiento como Falcon 9. Los cohetes que transportan la carga útil a la órbita geoestacionaria la dejan en órbitas de transferencia, que son puntos intermedios en el camino hacia su posición final. A continuación, el motor del satélite se enciende para alcanzar su órbita de destino y ajustar su inclinación ^{Davis, J. (2014, January 17). How to get a satellite to geostationary orbit. The Planetary Society.}. Este atajo permite alcanzar la órbita geoestacionaria con un mínimo de recursos.

Otros tipos de órbita menos comunes son la órbita altamente elíptica (HEO), la órbita polar y el punto de Lagrange (punto L). Los tipos de satélites y sus funciones, así como el objetivo, determinan la órbita. De ahí que haya varios tipos de satélites y sus aplicaciones.

¿Cuáles Son Los Distintos Tipos De Satélites Y Sus Funciones?

La prestación de servicios de comunicaciones y televisión es sólo la punta del iceberg de los usos de la tecnología espacial. En los últimos años se han lanzado muchos tipos de satélites para una gran variedad de fines científicos, como la observación de la Tierra, el estudio meteorológico, la navegación, el estudio de los efectos de los vuelos espaciales en los organismos vivos y el conocimiento del cosmos. En la actualidad, los cuatro tipos de satélites más comunes en función de su aplicación son:

• Comunicaciones;
• Observación de la Tierra;
• Navegación;
• Astronomía.

A continuación, examinamos en profundidad las características de estos tipos de satélites y su función.

Satélites De Comunicaciones

Un satélite de comunicaciones, normalmente situado en órbita geoestacionaria y equipado con un transpondedor (receptor y transmisor integrado de señales de radio), puede recibir señales de la Tierra y enviarlas de vuelta al planeta. De este modo, abre canales de interacción entre regiones que antes no podían comunicarse entre sí debido a las grandes distancias u otros obstáculos. Los distintos tipos de satélites de comunicaciones facilitan diversas formas de transmisión de medios, como la radio, la televisión, el teléfono e Internet.

Utilizando este tipo, se pueden retransmitir muchas señales a la vez. Los satélites para radiodifusión y distribución de señales de TV a estaciones terrestres suelen tener transpondedores individuales para cada portadora. En la mayoría de los casos, sin embargo, varias portadoras serán retransmitidas por un solo transpondedor. Por su compatibilidad con los terminales móviles, estos satélites son ideales para las comunicaciones a larga distancia.

Satélites De Observación De La Tierra

El objetivo de los satélites de observación de la Tierra es monitorizar nuestro planeta desde el espacio e informar de cualquier cambio que observen. Este tipo de tecnología espacial hace posible una monitorización medioambiental constante y reiterada, así como un análisis rápido de los acontecimientos durante emergencias como catástrofes naturales y conflictos armados.

Los objetivos de las misiones de monitorización determinan el tipo de sensores utilizados para la observación de la Tierra. La información recogida varía en función del tipo de sensor empleado y de las bandas de frecuencia disponibles.

Es posible clasificar la observación de la Tierra en los siguientes tipos de satélites:

• Satélites meteorológicos, que se emplean para monitorizar y pronosticar las tendencias meteorológicas y proporcionar datos meteorológicos reales. La órbita GEO es ideal para los diferentes tipos de satélites meteorológicos, ya que proporciona un punto de vista constante que permite a los científicos controlar los patrones de las nubes y predecir sus movimientos.
• Satélites de teledetección, cuyas aplicaciones principales están relacionadas con la monitorización medioambiental y la cartografía geográfica. Los satélites usados para los distintos tipos de teledetección giran alrededor de la Tierra en una de las tres órbitas siguientes: polar, LEO no polar o GEO. Los satélites del Sistema de Información Geográfica (SIG) son un tipo de satélite de teledetección cuya función principal es proporcionar imágenes apropiadas para la cartografía SIG y su posterior análisis espacial.

Satélites De Navegación

Las constelaciones del sistema de navegación están situadas entre 20.000 y 37.000 kilómetros de la superficie terrestre. Este tipo de satélites envían señales que revelan su hora, posición en el espacio y estado de salud. Existen dos grandes tipos de satélites en los sistemas de navegación espacial:

• Satélites del Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS), que emiten señales que los receptores GNSS captan y utilizan con fines de geolocalización, proporcionando cobertura mundial. Galileo en Europa, GPS en Estados Unidos y el Sistema de Navegación por Satélite BeiDou en China son ejemplos de GNSS ^{What is GNSS? (2021, December 03). European Union Agency for the Space Programme.}.
• Satélites del Sistema Regional de Navegación por Satélite (RNSS), un sistema de navegación regional autónomo que proporciona cobertura a escala regional. Por ejemplo, el proyecto IRNSS de la India pretende ofrecer a sus ciudadanos un servicio fiable de localización ^{IRNSS Programme. (2023, February 6). Indian Space Research, Department of Space (ISRO/DOS).}.

Satélites Astronómicos

A grandes rasgos, un satélite astronómico es un telescopio gigante en órbita. Este tipo es capaz de ver sin interferencias de la atmósfera terrestre y su tecnología de imágenes infrarrojas puede funcionar de forma normal, sin dejarse engañar por la temperatura de la superficie del planeta. Los satélites usados para la astronomía tienen una visión hasta diez veces mejor que el telescopio más potente de la Tierra.

Hay varios tipos de satélites en función de su actividad:

• Los satélites astronómicos se utilizan para investigar distintos tipos de cuerpos celestes y fenómenos en el espacio, desde la creación de mapas de estrellas y superficies planetarias o la toma de imágenes de los planetas de nuestro sistema solar hasta el estudio de los agujeros negros.
• Los satélites de investigación climática están equipados con tipos específicos de sensores que permiten a los científicos recopilar datos completos variados sobre los océanos y el hielo, la tierra, la biosfera y la atmósfera del planeta.
• Los biosatélites permiten estudiar desde el espacio las células y estructuras de plantas y animales. Al permitir la colaboración entre científicos de distintas regiones, este tipo de satélites desempeña un papel crucial en el progreso de la medicina y la biología.

La gran mayoría de los satélites pueden realizar más de una función simultáneamente. Aun así, es una recomendación habitual que los investigadores diversifiquen los tipos de satélites que utilizan para obtener resultados más completos y precisos de sus estudios. EOSDA LandViewer es una herramienta útil para ello, ya que agrega imágenes obtenidas desde el espacio (incluidas las de alta resolución) de múltiples fuentes y ofrece una interfaz fácil de usar para encontrar y descargar las imágenes que necesite.

Avances Recientes De La Tecnología Espacial Y Perspectivas De Futuro

Los diferentes tipos de satélites, clasificados según su órbita o función, se han convertido en elementos vitales de nuestra vida cotidiana. Además de facilitar la comunicación, la navegación, el análisis espacial, la predicción meteorológica, la gestión de catástrofes y la adquisición de conocimientos astronómicos, este tipo de dispositivos también nos ayudan a conocer mejor nuestro lugar en la Tierra y en el universo.

Gracias a los avances tecnológicos, en particular la reducción del tamaño de los ordenadores y otros componentes, ahora es más fácil lanzar varios tipos de satélites de teledetección. En 2022, 6.905 satélites activos orbitaban alrededor de la Tierra, lo que supone un aumento del 43,8% con respecto al año anterior ^{Salas, E. B. (2023, February 6). Number of active satellites from 1957 to 2022 (Chart). Statista Search Department.}. Con toda seguridad, esta cifra seguirá aumentando y acabará dotando a los habitantes de la Tierra de capacidades con las que antes sólo podían soñar.

Debemos seguir invirtiendo recursos en la tecnología espacial por las enormes posibilidades que ofrece para mejorar la vida humana. Los satélites permiten la monitorización en tiempo real y la obtención de datos de regiones inaccesibles, lo que nos permite tomar mejores decisiones sobre problemas acuciantes como el cambio climático y las catástrofes naturales. Al ampliar la conectividad a las zonas rurales y subdesarrolladas, pueden promover el crecimiento económico y ayudar a reducir la brecha digital, lo que conduce a un futuro más justo y sostenible para todos.