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Introducción a los Satélites

Juan Kaenel

19 dic. 2024 • 9 min read

Bienvenido crack, seguramente entraste a este artículo porque estás interesado en el mundo espacial, así que nos alegra decirte que has llegado al lugar correcto.

En este artículo nos introduciremos en el mundo de los satélites y cuando termines de leer todo lo que investigamos para vos, vas a poder ir a contar a tu familia y amigos sobre satélites y quedar como un verdadero nerd. Y no te preocupes si te llaman nerd; después de todo, los nerds son quienes nos están llevando a conquistar otros planetas.

Sin más preámbulos, arranquemos con una breve comparación para entrar en contexto.

Satélite Artificial 🛰️ vs Satélite Natural 🌙

Primero lo principal, ¿sabías que la Luna es un satélite?

Así es, es un satélite natural a diferencia de los satélites artificiales, objetos que crean los humanos, y digo humanos porque quizás hayan otra raza de seres vivos. Es muy grande el universo para estar solos... ¿no?.

Satélite Artificial

Los satélites son dispositivos creados en la tierra de momento, lanzados al espacio con el objetivo de realizar diversas funciones, como por ejemplo: la transmisión de datos, la observación de la Tierra, la navegación o la investigación científica.

Orbitan alrededor de cuerpos celestes; los planetas, principalmente la Tierra. Son esenciales para una gran variedad de necesidades, desde las telecomunicaciones hasta el monitoreo ambiental.

Exploremos ahora sus funciones principales:

Funciones principales

Comunicación: Los satélites permiten transmitir señales de radio, televisión, telefonía y datos de internet, a largas distancias.
Observación de la Tierra: Son usados para monitorear el clima, realizar estudios geográficos, climáticos, o de apoyo en defensa.
Navegación: Sistemas como el GPS dependen de constelaciones de satélites para proporcionar datos de ubicación.
Investigación científica: Los satélites también permiten realizar estudios sobre el espacio exterior, la atmósfera, y otros cuerpos celestes.
Meteorología: Los satélites meteorológicos son cruciales para la predicción del tiempo, el seguimiento de huracanes y el estudio del cambio climático.
Tele-detección: Utilizados para monitorear recursos naturales, evaluar daños por desastres naturales y realizar cartografía detallada de la superficie terrestre.
Misiones astronómicas: Algunos satélites están diseñados específicamente para observar y estudiar objetos astronómicos fuera de la atmósfera terrestre.

Pasemos ahora a una clasificación de los satélites...

Clasificación de los satélites

Los satélites se dividen en diferentes tipos según su función, tamaño y órbita.

A. Según su función

Satélites de telecomunicaciones: Transmiten señales de servicios de comunicación y medios (televisión, internet, radio). (~40%)
Satélites de observación de la Tierra: Usados para monitoreo ambiental, predicción meteorológica y vigilancia. (~20%)
Satélites de navegación: Proveen servicios de posicionamiento global, como GPS, Galileo, GLONASS. (~10%)
Satélites científicos: Realizan investigaciones sobre el espacio en general y la Tierra, como el telescopio Hubble. (~10%)
Satélites Militares: Utilizados por gobiernos para obtener información militar y de seguridad. (~20%)

B. Según su tamaño

Satélites grandes: Superan los 1,000 kg, generalmente para telecomunicaciones o misiones científicas.
Satélites medianos: Entre 500 kg y 1,000 kg, generalmente para observación o investigación.
Satélites pequeños (Mini y Micro-satélites): Menores de 500 kg, útiles para constelaciones y misiones de corto alcance.
Nano-satélites: Menos de 10 kg, con funciones específicas y de bajo costo.
CubeSats: Satélites pequeños de tamaño estandarizado (10 cm x 10 cm x 10 cm), empleados en experimentos académicos y misiones tecnológicas.

C. Según su órbita

Órbita baja (LEO): A menos de 2,000 km de altura. Usados para observación terrestre y satélites de comunicaciones como los de StarLink.
Órbita media (MEO): Entre 2,000 y 35,000 km de altura. Utilizados principalmente por satélites de navegación como GPS.
Órbita geoestacionaria (GEO): Alrededor de los 36,000 km, donde el satélite parece estar en un punto fijo sobre la Tierra. Ideal para satélites de comunicaciones.
Órbitas elípticas: Satélites que siguen una trayectoria ovalada, usados en misiones científicas o de telecomunicaciones en zonas polares.

*Clasificación de los satélites - Fuente: Elaboración propia*

Llegado a este punto, ya conoces sus propósitos y sus diferentes formas de clasificarlos. Entremos ahora a un concepto muy importante...

Imagina que los aviones no tengan rutas, ni tampoco sistemas de control para trackearlos... esto puede llevar a muchos accidentes aéreos. Con los satélites ocurre lo mismo, y es por eso que existen las órbitas satelitales, que son como rutas invisibles por donde pueden ir los satélites.

Pasemos ahora a definirlos...

Órbita de los Satélites

Los satélites orbitan la Tierra en trayectorias específicas conocidas como órbitas.

Existen tres tipos principales de órbitas, cada una con características únicas:

Órbita Baja Terrestre (LEO, Low Earth Orbit): Se encuentra a una altitud de 160 a 2,000 km. Es utilizada por satélites de observación de la Tierra, estaciones espaciales, y satélites de comunicaciones de baja latencia. La órbita LEO permite obtener imágenes detalladas de la superficie, pero los satélites en LEO deben moverse rápido, dando varias vueltas a la Tierra por día.
Órbita Media Terrestre (MEO, Medium Earth Orbit): Se sitúa entre 2,000 y 35,786 km sobre la Tierra. Es usada principalmente por sistemas de navegación como GPS. Los satélites en MEO tienen una cobertura más amplia que los de LEO, pero con mayores retrasos en las comunicaciones.
Órbita Geoestacionaria (GEO, Geostationary Orbit): Esta órbita está a 35,786 km sobre el ecuador y permite a los satélites moverse a la misma velocidad de rotación de la Tierra, quedando "fijos" en el cielo desde la perspectiva terrestre. Es ideal para satélites de comunicaciones y televisión, ya que siempre están en la misma posición relativa a un punto de la Tierra.
Órbita heliosíncrona (SSO, Sun-Synchronous Orbit): Los satélites con órbita heliosíncrona, se mueven de norte a sur sobre las regiones polares a una altura de entre 600 y 800 km sobre la Tierra. Están diseñados para pasar siempre por el mismo lugar a la misma hora del día, según el tiempo del sol. Esto significa que la luz del sol es siempre la misma cuando toman fotos, lo que los convierte en una excelente opción para observar nuestro planeta y cuidar el medio ambiente.
Órbita de transferencia geoestacionaria (GTO, Geostationary Transfer Orbit): La órbita de transferencia geoestacionaria es la más común entre los diferentes tipos de satélites. Se utiliza como una ruta intermedia para llevar los satélites desde una órbita temporal hasta su posición final en el espacio. Cuando son lanzados desde la Tierra con cohetes, como el Falcon Heavy de SpaceX, los satélites no van directamente a su órbita definitiva. Primero, los cohetes los dejan en órbitas de transferencia, que son paradas intermedias. Luego, los propulsores del satélite, hacen pequeñas correcciones ajustando su posición, hasta alcanzar su órbita final. Este método permite que los satélites lleguen a la órbita geoestacionaria utilizando menos recursos.

*Clasificación de Órbitas. Fuente: EOS.com*

¿Interesante no? Pero mucho más interesante son los componentes de un satélite, los cuales veremos a continuación.

Componentes básicos de un satélite

¿Te preguntaste alguna vez cómo se compone un satélite?

Vamos a definir algunos de sus componentes principales. Estos pueden variar dependiendo el satélite, pero la mayoría de ellos presentan principalmente que los siguientes:

Paneles solares: Son grandes placas que capturan la luz del Sol y la convierten en electricidad para que el satélite funcione. Sin energía, no podrían hacer nada.
Baterías: Acumulan la energía que los paneles solares generan. Son importantes para cuando el satélite no recibe luz solar.
Antenas: Son los "oídos" y "bocas" del satélite. Reciben y envían señales de comunicación a la Tierra y/o a otros satélites.
Computadora de a bordo: Es el cerebro del satélite. Se encarga de controlar todas las operaciones asegurando que los sistemas funcionen correctamente. Recoge información de los sensores, como la temperatura o la posición del satélite, y la organiza para enviarla a la Tierra (telemetría). También recibe órdenes desde la Tierra y las ejecuta, como corregir la órbita o activar sub-sistemas. Además, monitorea el consumo de energía y gestiona la orientación del satélite para que siempre esté en la posición correcta. En resumen, coordina todas las tareas críticas para mantener el satélite operativo y en comunicación constante con el control en tierra.
Propulsores: Son pequeños "motores" que ayudan a mover o ajustar la posición del satélite en el espacio, es decir en su órbita. Aunque no necesitan mucho combustible, son vitales para mantenerse a la altura correspondiente a su órbita correcta. También son utilizados cuando se interpone "basura espacial" u otro satélite en la orbita, que deba ser esquivado.
Sensores de posición: Estos sensores ayudan al satélite a saber dónde está y hacia dónde debe apuntar, por ejemplo, hacia la Tierra, estrellas u otro.
Estructura (chasis): Es la "carcasa" o el "esqueleto" del satélite, donde se montan todos los demás componentes. Debe ser ligero pero lo suficientemente resistente para soportar el lanzamiento y el condiciones del espacio.
Sistema de control térmico: Mantiene la temperatura del satélite a niveles que sean adecuados para sus componentes. Se usan aislantes o radiadores para evitar que se calienten o enfríen demasiado.
La carga útil (Payload): Es la parte más importante del satélite porque es la que hace el "trabajo" para el que fue lanzado al espacio. Dependiendo del tipo de satélite, la carga útil puede ser una cámara (en satélites de observación), transpondedores que permiten enviar y recibir señales (en satélites de comunicaciones), o sensores especializados (en satélites científicos). En resumen, es lo que le da al satélite su propósito.
Sistemas de Soporte de Vida (en satélites tripulados): Para los satélites tripulados, como la Estación Espacial Internacional, se incorporan sistemas de soporte vital. Estos sistemas mantienen a los astronautas con vida proporcionando oxígeno, purificando el aire y regulando la temperatura y humedad dentro del mismo.

En la siguiente imagen observamos algunos componentes principales de un satélite:

*Componentes principales de un satélite. Fuente: haciaelespacio.aem.gob.mx*

Llegado a este punto, ya tienes los conocimientos básicos sobre satélites, como bonus te dejamos algunos satélites famosos conocidos y links de utilidad para que continues aprendiendo.

Ejemplos de Satélites Famosos

LUSAT: Conocido también como LUSAT-1, es un satélite argentino de comunicación y experimentación que fue lanzado y puesto en órbita el 22 de Enero de 1990. Fue el primer satélite Argentino y contribuyó al desarrollo de tecnologías espaciales en el país.

*Imágenes ilustrativas de LUSAT-1 - Fuentes: tecnovortex.com, media.elentrerios.com, amsat.org.ar*

SPUTNIK 1: Fue el primer satélite artificial lanzado al espacio en 1957 por la Unión Soviética. Marcó el inicio de la era espacial y fue un hito en la exploración del espacio.

Hubble Space Telescope: Telescopio espacial que orbita la Tierra y ha proporcionado imágenes asombrosas y datos sobre el universo desde su lanzamiento en 1990. Ha sido fundamental para la astronomía moderna.

*Telescopio Hubble Space - Fuente: wikimedia.org*

GPS (Global Positioning System): Red de satélites que permite obtener ubicación y navegación precisa en todo el mundo. Es esencial para aplicaciones para conducir con Google Maps, rastrear paquetes, coordinar vuelos y localizar dispositivos móviles.

*Red de satélites GPS - Fuente: galileognss.eu*

Estación Espacial Internacional (ISS): Aunque es una estación espacial, mas que un satélite, posee una orbita alrededor de la Tierra y cumple funciones de observación y estudio científico, funcionando como un laboratorio de investigación en micro-gravedad y es un ejemplo de colaboración internacional.

*Estación Espacial Internacional (ISS). Fuente: www.esa.in*

SAOCOM 1A: Es un satélite de observación terrestre, que posee un radar de apertura sintética o "SAR", desarrollado en Argentina. Lanzado en 2016, su objetivo principal es monitorear el medio ambiente y recopilar datos para diversas aplicaciones, como la agricultura, la gestión de recursos hídricos y el control de desastres naturales. Se utiliza para proporcionar información valiosa y apoyar la toma de decisiones en diferentes sectores.

ARSAT-1 y ARSAT-2: El ARSAT-1, lanzado el 16 de octubre de 2014, fue el primer satélite de telecomunicaciones desarrollado en Argentina. Su objetivo principal era mejorar la conectividad en el país y la región, ofreciendo servicios de televisión, telefonía e internet. Aunque el ARSAT-1 marcó un hito significativo, el ARSAT-2, lanzado en 2016, podría considerarse el más famoso de los dos. Este segundo satélite amplió la capacidad y cobertura de servicios de telecomunicaciones en América Latina. Ambos satélites han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la infraestructura de telecomunicaciones en Argentina.