Tipos De Satélites: Diferentes Órbitas E Usos Deles

Quais São Tipos De Satélites Artificiais E Por Que Existem Tantos Tipos Deles?

Um satélite artificial é qualquer objeto feito pelo homem que tenha sido colocado em órbita por meio de foguetes. Essas naves espaciais são equipadas com instrumentos e câmeras sensíveis para estudar a Terra e outros planetas, auxiliar na comunicação e até mesmo observar o universo distante. Devido ao seu amplo campo de visão são tipos de satélites terrestres e têm a resolução espacial melhorada, eles podem coletar informações muito mais rapidamente do que os sensores terrestres. Além disso, ao contrário dos observatórios terrestres, uma visão do espaço não é impedida por qualquer tipo de obscuridade atmosférica, como nuvens e poeira.

Cada nave espacial é enviada ao espaço para fazer um tipo diferente de tarefa, seja comunicação, investigação científica, previsão do tempo ou observação de campo. O objetivo do satélite determinará seu tamanho, tipo de órbita e layout geral. Embora existam vários tipos de satélites artificiais e suas órbitas, todos eles aderem às mesmas leis físicas e cálculos matemáticos quando chegam ao espaço.

Quais São Os Diferentes Tipos De Satélites Por Órbita?

Na maioria dos casos, depois de ser lançado, um satélite é colocado em uma das várias órbitas predeterminadas ao redor da Terra. Mas, em alguns casos, pode ser direcionado para a jornada interplanetária, seguindo um caminho ao redor do Sol até chegar ao seu destino final.

Os satélites são geralmente classificados com base em sua altitude orbital (distância da superfície da Terra), o que afeta diretamente sua cobertura e a velocidade com que viajam ao redor do planeta. Ao escolher o tipo de órbita, os desenvolvedores de naves espaciais devem considerar sua finalidade pretendida, os dados que adquirem e os serviços que oferece, bem como o custo, a área de cobertura e a viabilidade de diferentes órbitas. Os 5 principais tipos de satélites baseados em suas órbitas são:

• órbita terrestre baixa (LEO);
• órbita terrestre média (MEO);
• órbita geoestacionária (GEO);
• órbita síncrona solar (SSO);
• órbita de transferência geoestacionária (GTO).

Vamos nos aprofundar na natureza desses 5 tipos diferentes de órbitas de satélites para saber mais sobre suas características e usos potenciais.

Satélites De Órbita Terrestre Baixa (LEO)

Os satélites de órbita terrestre baixa estão se movendo a uma altitude de aproximadamente 160 a 1.500 quilômetros acima da superfície da Terra. Os satélites têm um período orbital curto, entre 90 e 120 minutos, o que significa que diferentes tipos de satélites podem viajar ao redor do planeta até 16 vezes por dia. Isso os torna particularmente adequados para todos os tipos de satélites de sensoriamento remoto, observação terrestre de alta resolução e pesquisa científica, pois os dados podem ser adquiridos e transmitidos rapidamente.

Todos os tipos de satélites em LEO podem variar o ângulo de seu plano em relação à superfície da Terra. O tipo de órbita baixa da Terra é muito comum, pois fornece caminhos mais potenciais para as naves espaciais tomarem. No entanto, devido à sua proximidade com a Terra, satélites têm uma área de cobertura menor do que outros tipos de satélites. Muitas vezes, grupos de naves espaciais LEO, conhecidas como constelações de satélites, são lançados juntos para formar algum tipo de rede que circunda a Terra. Isso permite que satélites cubram áreas enormes simultaneamente, trabalhando juntos.

Satélites De Órbita Terrestre Média (MEO)

Um tipo de órbita da Terra Média está localizado entre a Terra baixa e órbitas geoestacionárias, tipicamente a uma altitude de cerca de 5.000 a 20.000 quilômetros. Os serviços de posicionamento e navegação, como o GPS, utilizam extensivamente o tipo de satélites MEO. Recentemente, as constelações MEO de satélite de alto rendimento (HTS) foram colocadas em operação para permitir a comunicação de dados de baixa latência para prestadores de serviços, organizações comerciais e governamentais.

Com seu período orbital mais longo (geralmente entre 2 e 12 horas), esse tipo de satélites oferece um meio termo entre a área de cobertura e as taxas de transmissão de dados. Em comparação com as naves espaciais de baixa órbita terrestre, as MEO requerem menos dispositivos para dar cobertura mundial, mas o seu atraso de tempo é mais longo e os seus sinais são mais fracos.

Satélites De Órbita Geoestacionária (GEO)

As naves espaciais em órbita geoestacionária da Terra estão posicionadas a 35.786 quilômetros acima da superfície da Terra, precisamente sobre o equador. Três máquinas uniformemente espaçadas no GEO podem dar cobertura quase mundial graças à enorme área que cobrem na Terra.

Os objetos no GEO parecem imóveis a partir do solo porque seu período orbital é idêntico à rotação da Terra – 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. Isso permite que uma antena terrestre sempre aponte para o mesmo dispositivo no espaço. É por isso que este tipo de satélites é perfeito para serviços de comunicação sempre ativos, como TV e telefones. Além disso, esse tipo pode ser usado em meteorologia para ficar de olho no clima em regiões específicas e acompanhar o desenvolvimento de padrões locais. A desvantagem do tipo de nave espacial GEO para comunicação em tempo real é o maior atraso de sinal causado por sua grande distância da Terra.

Satélites De Órbita Síncrona Solar (SSO)

O tipo de satélites de órbita síncrona do Sol vai de norte a sul através das regiões polares a uma altitude de 600 a 800 km acima da Terra. A inclinação orbital e a altitude da nave espacial SSO são calibradas para que elas sempre cruzem qualquer local precisamente no mesmo horário solar local. Assim, as condições de iluminação são consistentes para a imagem, tornando este tipo de satélite ideal para observação da Terra e monitoramento ambiental.

Isso também implica que as imagens de satélites antigas e atuais da SSO são adequadas para a detecção de mudanças. Os cientistas usam essas sequências de imagens para aprender sobre o desenvolvimento de padrões climáticos, prever ciclones, monitorar e prevenir incêndios florestais e inundações e coletar informações sobre questões de longo prazo, como desmatamento e mudanças no litoral. Mas, devido à sua menor altitude orbital, o tipo de nave espacial SSO só pode cobrir uma região menor de uma só vez e precisa de mais máquinas para fazê-lo continuamente.

Satélites De Órbita De Transferência Geoestacionária (GTO)

O tipo mais frequente de órbita de transferência de satélite é uma geoestacionária utilizada para migrar de uma órbita de transição para o GEO. As satélites nem sempre são colocadas diretamente em sua órbita final quando impulsionadas da Terra para o espaço por veículos de lançamento como o Falcon 9. Foguetes que transportam carga útil para o GEO a deixam em órbitas de transferência, que são pontos intermediários no caminho para sua posição final. Em seguida, o motor de um satélite dispara para atingir sua órbita de destino e ajustar sua inclinação ^{Davis, J. (2014, January 17). How to get a satellite to geostationary orbit. The Planetary Society.}. Este atalho permite que a máquina atinja a órbita geoestacionária com recursos mínimos.

Outros tipos de órbita menos comuns incluem a órbita altamente elíptica (HEO), a órbita polar e o ponto de Lagrange (ponto L). Os objetivos e tarefas da nave espacial ditarão o tipo orbital escolhido. Devido a isso, deveria ser dada mais atenção aos tipos de satélite por aplicações.

Quais São Os Diferentes Tipos De Satélites Por Suas Funções?

Fornecer serviços de comunicação e televisão é apenas a ponta do iceberg quando se trata dos usos da tecnologia baseada no espaço. Muitos tipos de satélites foram lançados nos últimos anos para uma ampla variedade de propósitos científicos, incluindo observação da Terra, estudo meteorológico, navegação, estudo dos efeitos do voo espacial em organismos vivos e obtenção de informações sobre o cosmos. Hoje, os quatro tipos mais comuns de satélites com base em sua aplicação são:

• comunicação;
• observação da Terra;
• navegação;
• astronômico.

Nosso exame aprofundado das características de diferentes tipos de satélites e suas funções continua abaixo.

Satélites De Comunicação

Uma nave espacial de comunicação, geralmente localizada no GEO e equipada com um transponder – um receptor integrado e transmissor de sinais de rádio – pode receber sinais da Terra e retransmiti-los de volta ao planeta. Como resultado, ele abre canais de interação entre regiões que anteriormente não conseguiam se comunicar umas com as outras devido a grandes distâncias ou outros obstáculos. Diferentes tipos de satélites de comunicação facilitam várias formas de transmissão de mídia, como rádio, TV, telefone e Internet.

Usando o tipo de comunicação da nave espacial, você pode retransmitir muitos sinais de uma só vez. As naves espaciais para transmissão e distribuição de sinal de TV para estações terrestres normalmente têm transponders individuais para cada operadora. Na maioria dos casos, porém, várias transportadoras serão retransmitidas por um único transponder. Devido à sua compatibilidade com terminais móveis, este tipo de satélites é ideal para comunicação de longa distância.

Satélites De Observação Da Terra

O objetivo dos satélites do tipo de observação da Terra é monitorar nosso planeta a partir do espaço e relatar quaisquer mudanças que eles observem. Esse tipo de tecnologia espacial possibilita um monitoramento ambiental consistente e repetível, bem como uma análise rápida de eventos durante emergências, como desastres naturais e conflitos armados.

Os objetivos da missão de vigilância determinam o tipo de sensores de satélite usados para a observação da Terra. As informações coletadas variam de acordo com o tipo de sensor empregado e as bandas de frequência disponíveis.

É possível categorizar as naves espaciais de observação da Terra nos seguintes tipos:

• Os satélites meteorológicos são empregados para monitorar e prever tendências meteorológicas e fornecer dados meteorológicos reais. O GEO é ideal para diferentes tipos de satélites meteorológicos, pois fornece um ponto de vista constante que permite aos cientistas rastrear padrões de nuvens e prever seus movimentos.
• As principais aplicações dos satélites de sensoriamento remoto são satélites todos os tipos de monitoramento ambiental e mapeamento geográfico. Máquinas usadas para diferentes tipos de sensoriamento remoto circundam a Terra em uma das três órbitas: polar, não polar LEO ou GEO. Os satélites do Sistema de Informação Geográfica (SIG) são um tipo de nave espacial de sensoriamento remoto cuja principal função é fornecer imagens apropriadas para o mapeamento GIS e análises espaciais posteriores.

Satélites De Navegação

As constelações do sistema de navegação estão localizadas entre 20.000 e 37.000 quilômetros da superfície da Terra. Este tipo de satélite envia sinais que revelam o seu tempo, posição no espaço e estado de saúde. Existem dois tipos principais de sistemas de navegação espacial:

• A nave espacial do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) transmite sinais que os receptores GNSS captam e utilizam para fins de geolocalização, fornecendo cobertura global. O Galileo na Europa, o GPS nos Estados Unidos e o Sistema de Navegação por Satélite BeiDou na China são exemplos de GNSS ^{What is GNSS? (2021, December 03). European Union Agency for the Space Programme.}.
• O Sistema Regional de Navegação por Satélite (RNSS) é um sistema de navegação regional autônomo que fornece cobertura em escala regional. Por exemplo, o projeto IRNSS da Índia visa fornecer aos cidadãos indianos um serviço confiável baseado em localização ^{IRNSS Programme. (2023, February 6). Indian Space Research, Department of Space (ISRO/DOS).}.

Satélites Astronômicos

Basicamente, os satélites astronômicos são um telescópios gigantes em órbita. É capaz de ver bem sem interferência da atmosfera da Terra, e sua tecnologia de imagem infravermelha pode funcionar normalmente sem ser enganada pela temperatura da superfície do planeta. O tipo de satélite usado para astronomia tem uma visão que é até dez vezes melhor do que o telescópio mais poderoso da Terra.

As naves espaciais usadas na astronomia podem ser divididas em vários tipos distintos:

• Os satélites astronômicos são usados para investigar diferentes tipos de corpos celestes e fenômenos no espaço, desde a criação de mapas de estrelas e da superfície planetária e a obtenção de imagens dos planetas em nosso sistema solar até o estudo de buracos negros.
• O uso de satélites de pesquisa climática equipados com tipos específicos de sensores permite que os cientistas reúnam dados abrangentes e multifacetados sobre os oceanos e o gelo, a terra, a biosfera e a atmosfera do mundo.
• Estudos espaciais sobre células e estruturas vegetais e animais são possíveis graças aos biossatélites. Por permitir que cientistas de diferentes regiões trabalhem juntos, esse tipo de nave espacial desempenha um papel crucial no progresso da medicina e da biologia.

A grande maioria dos satélites pode realizar mais de uma função simultaneamente. Ainda assim, é uma recomendação comum que os pesquisadores diversifiquem os tipos de satélites que usam para obter resultados mais abrangentes e precisos de seus estudos. EOSDA LandViewer é uma ferramenta útil para isso porque agrega imagens coletadas no espaço (incluindo alta resolução) de várias fontes e fornece uma interface amigável para encontrar e baixar as imagens de satélites que você precisa.

Avanços Recentes Na Tecnologia Espacial E Suas Perspectivas Futuras

Todos os tipos de satélites, classificados por órbita ou função, tornaram-se vitais para nossas vidas diárias. Além de facilitar a comunicação, a navegação, a análise espacial, a previsão do tempo, o gerenciamento de desastres e a aquisição de conhecimento astronômico, esses tipos de dispositivos no espaço também nos ajudam a obter um conhecimento mais profundo do nosso lugar na Terra e no universo.

Graças aos avanços tecnológicos, particularmente o encolhimento de computadores e outros componentes, tornou-se mais fácil lançar diferentes tipos de satélites de sensoriamento remoto. Em 2022, 6905 satélites ativos estavam orbitando a Terra, um enorme aumento de 43,8% em relação à quantidade do ano anterior ^{Salas, E. B. (2023, February 6). Number of active satellites from 1957 to 2022 (Chart). Statista Search Department.}. Com certeza, esse número continuará aumentando, eventualmente equipando as pessoas na Terra com capacidades que elas só poderiam ter sonhado antes.

Temos de continuar a injetar recursos na tecnologia espacial devido às vastas formas como ela pode melhorar a vida humana. Os satélites permitem o monitoramento em tempo real e os satélites coletam de dados de regiões inacessíveis, permitindo-nos tomar decisões informadas sobre questões prementes, como mudanças climáticas e desastres naturais. Ao expandir a conectividade para áreas rurais e subdesenvolvidas, os satélites podem promover o crescimento econômico e ajudar a superar a exclusão digital, levando a um futuro mais justo e sustentável para todos.