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Satélites Artificiales M.Sc. Ecler Mamani Vilca

E.A.P Ing. Informática y Sistemas UNAMBA

Introducción

Un satélite artificial es un objeto electrónico creado por el humano, enviado y puesta en la órbita de la Tierra. En este artículo mencionamos los tipos de satélites que existen y aquellos países que cuentan en América latina.

Palabras Clave: satélites, artificiales, TKSAT-1, Perú

Reseña Histórica

Desde el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik 1, el 4 de octubre de 1957, la humanidad no ha cesado en su empeño de colocar más y más ingenios en órbita terrestre para distintos propósitos. Inicialmente con propósito militar, con el tiempo, los satélites artificiales se han convertido en elementos clave en distintos campos tales como la meteorología, las telecomunicaciones, la defensa, el posicionamiento global a través de GPS, la observación de la Tierra, etc.

Figura 01 : NASA's Swift Gamma Ray Burst Detecting Satellite

Los primeros satélites artificiales fueron creados con fines militares en la guerra fría, el Sputnick lanzado el 4 de octubre de 1957 por la Unión Soviética fue el primer satélite artificial de la historia. Contaba con una masa aproximada de 83 kg, contaba con dos transmisores de radio (20,007 y 40,002 MHz) y orbitó la Tierra a una distancia de entre 938 km en su apogeo y 214 km, en su perigeo. El análisis de las señales de radio se usó para

obtener información sobre la concentración de los electrones en la ionosfera.

Figura 02: Sputnick primer satélite artificial en orbita terrestre

El Sputnick ("camarada viajero", en ruso) se desplazaba a 900 kilómetros sobre la superficie del planeta, dando la vuelta al globo cada 96 minutos (..)

¡Bip, bip!, emitía la esfera de 84 kilos y 60 centímetros de diámetro, mientras pasaba por encima de las fronteras que dividían a un planeta enfrentado por la guerra fría. Como en un poema de Maiakovski 1 , el camarada viajero surcaba la bóveda celeste y a su paso descendía sobre la Tierra un canto a la fraternidad de las naciones, al progreso científico ¿Al uso pacífico del espacio? ¡Bip, bip!, repetía sin cesar el primer objeto de factura humana liberado de las cadenas de la gravedad terrestre. (Tecnología echa palabra, 2012).

Figura 03: Los tres primeros satelites, ala izquierda el Sputnick, al

medio el SputnickII y a la derecha el explorer I.

1 Vladímir Vladímirovich Mayakovski fue un poeta y dramaturgo

revolucionario ruso y una de las figuras más relevantes de la poesía rusa de comienzos del siglo XX.

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Sputnick 1 y 2 de la Unión Soviética fueron los primeros. El tecer satélite y primero estadounidense fue el Explorer 1 en enero de 1958. El cuarto fue el Vanguard 1, segundo para los Estados Unidos y aunque ya no funciona sigue en órbita, siendo por tanto el objeto fabricado por la humanidad que más tiempo lleva en el espacio. En total 41 años desde el 17 de marzo de 1958.

Tipos de satélites artificiales

Por su misión:

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.

Citamos como ejemplo el Swarm, es un conjunto de tres satélites científicos idénticos -FM-1, FM2 y FM-3 (Flight Model)- de 473 kg cada uno construidos por Astrium para la ESA. Se trata de la primera constelación de tres satélites de la ESA y su objetivo es medir la intensidad del campo magnético terrestre y su evolución temporal. Cada satélite tiene una longitud de 9,1 metros (incluyendo un mástil desplegable de 4 metros), un ancho de 1,5 metros y una altura de 0,85 metros. Poseen una sección de un metro cuadrado para minimizar el rozamiento atmosférico. El sistema de propulsión está abastecido por 106 kg de combustible (hidrazina). (Marin, 2013).

Figura 04 : Los tres satélites Swarm europeos (ESA).

Satélites de comunicación: Los satélites son un medio muy apto para emitir señales de audio, video e internet, ya que pueden utilizarse como enormes antenas suspendidas del cielo. Se suelen utilizar frecuencias

elevadas en el rango de los GHz; además, la elevada direccionalidad de antenas utilizadas permite "alumbrar" zonas concretas de la Tierra. El primer satélite de comunicaciones, el Telstar 1, se puso en órbita el 10 de julio en 1962. La primera transmisión de televisión vía satélite se llevó a cabo en 1962.

Figura 05: Túpac Katari (TKSAT-1), satélite de

comunicaciones boliviano (actualidad.rt.com, 2013).

Paises Latino americanos que cuentan con los primeros

satélites de comunicación.

País Año del primer

lanzamiento Primer satélite

Brasil 1985 Brasilsat A1

México 1985 Morelos I

Argentina 1990 Lusat 1

Chile 1995 Fasat-Alfa

Colombia 2007 Libertad 1

Venezuela 2008 VENESAT-1

Ecuador 2013 NEE-01 Pegaso

Bolivia 2013 Túpac Katari SAT1

Tabla Nº 1 : Lista de primeros satélites de comunicaciones de

America latina

El mundial de futbol Brasil 2014 fue transmitido en forma gratuita FTA (Free To Air) por los siguientes satélites de comunicación en Latinoamérica:

• Argentina TV por SES 6, Bolivia TV, UNITEL por

satélite Galaxy y TKSAT-1.

• Rede Globo, Rede Bandeirantes por satélite Star

One.

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• Caracol, RCN por satélite SES.

• Teletica, TVN de chile, Repretel, Cubavisión por

Hispasat Ecuador TV, TC, Gama, TCS,

Televicentro, Telefuturo, ATV HD por satélite

Intelsat.

• Meridiano, Venevisión. TVes por satélite Venesat.

Satélites de navegación (GPS): 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.

Figura 06: Satélite GPS de la red Navstar - Fuente USAF

Satélites Militares: Apoyan las operaciones militares de ciertos países, bajo la premisa de su seguridad nacional.

Figura 07: La Fuerza Aérea de Chile, publica las primeras fotos

tomadas por el satélite FaSat-Charlie.

Satélites de meteorología: Un satélite meteorológico es un tipo de satélite artificial que se utiliza principalmente para supervisar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra. Son tan caros como imprescindibles para la meteorología actual. Ayudan a predecir el tiempo, miden temperaturas, detectan fuegos y vigilan desde su privilegiada atalaya la evolución del planeta.

Figura 07: Meteor-3M satellite

El satélite METEOR 3-6/PRARE es el sexto de la serie rusa METEOR - 3 de los satélites meteorológicos lanzados en 1994. Estos satélites proporcionan información sobre el clima incluyendo datos sobre nubes, cubierta de hielo y nieve, la radiación atmosférica y la humedad . La clase Meteor- 3 de los satélites de órbita en una altitud superior a la clase Meteor- 2 de satélites , proporcionando así una cobertura más completa de la superficie de la Tierra. El Meteor- 3 tiene la misma carga útil que el Meteor- 2, pero también incluye un radiómetro de exploración avanzada con una mejor resolución espectral y espacial y un espectrómetro para determinar el contenido total de ozono. Los datos meteorológicos se transmite a los cuatro sitios principales de la antigua Unión Soviética junto con unos 80 otros sitios más pequeños. (RIA 2013). Instrumentación: METEOR-3-6 tiene la siguiente instrumentación a bordo: Escaneado de TV de sensor

La luz visible y radiómetros infrarrojos

Escaneo radiómetro infrarrojo

Mapeo de Ozono y Matriz RetroReflector (

RRA )

Características : La matriz catadióptrico es un anillo de caja del ala con un diámetro de 28 cm y tiene 24

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reflectores de esquina de cubo . Existen dos tipos de satelites metereológicos los cuales son:

• Órbita Geoestacionaria (GEO - GOES). Son

aquellos satélites que se sitúan a 36000 km sobre la

superficie terrestre, en concreto sobre el ecuador. Su

posición es fija, es decir, siempre miran a la misma

zona del globo. Los más conocidos son el Meteosat

(estando uno de sus satélites situado a 0º de longitud,

lo que nos permite tomar gran cantidad de imágenes

“nuestras” desde el espacio), gestionado a través del

consorcio europeo EUMETSAT, y los de la familia

GOES, gestionado por la Agencia Nacional

Atmosférica y Oceánica de los EE.UU. (Archivo

Geoestacionarios, 2013 )

• Órbita polar. El otro gran grupo de satélites es el de

órbita polar. Ofrecen una serie de ventajas como son

la mayor calidad de sus imágenes, ya que orbita a

una distancia menor de la superficie terrestre (unos

850 km frente a los 36000 km de los satélites

geoestacionarios), y además permite estudiar las

regiones polares, que quedan fuera del alcance de los

geoestacionarios. (Tiempo Hoy, 2013).

Figura 08: Orbita GEOestacionaria y Polar.

Interpretación de las imágenes de los satélites meteorológicos. La imágenes satelitales emitidas por el satélites meteorológicos debe ser interpretados pues son simples imágenes, a continuación detallamos las principales interpretaciones.

a) Visibles (VIS)

Las imágenes en el espectro visible representan la

cantidad de luz que es reflejada hacia el espacio por

las nubes o la superficie de la tierra. El agua y la

tierra sin nubes son normalmente oscuras, mientras

que las nubes y la nieve se presentan brillantes. Las

nubes espesas son más reflectivas y aparecen más

brillantes que las tenues. Sin embargo, en estas

imágenes del espectro visible es difícil discernir

entre nubes altas y bajas. Para esto son útiles las

imágenes de satélite en el infrarrojo. Las imágenes

en el espectro visible no se pueden obtener en

ausencia de luz solar.

Figura 09: PERU GVAR -SENAMHI (Alta

resolución) - 3-SET-2001 VIS 17:15Z (Escala

gris)

b) Infrarroja ( IR )

Muestran la radiación térmica o radiación en forma de calor emitida por la superficie terrestre y por las nubes (no es la radiación reflejada). La foto IR es una representación de temperaturas. Cuanto más caliente es una nube o una superficie, más oscura aparece en la imagen. Las fotos IR no necesitan de luz solar para obtenerse (como las fotos VIS). Por ello se toman durante las 24 hs ( de día y de noche).

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Figura 10: Vista infraroja 21 de diciembre 2013

c) Vapor de Agua (WV).

Las imágenes de vapor de agua representan la

cantidad de vapor de agua de la atmósfera. Son útiles

para indicar zonas de aire húmedo y seco. Los

colores oscuros indican aire seco, mientras que un

blanco más brillante indica que el aire es más

húmedo

Figura 11: PERU Vista vapor de agua 21 de diembre del 2013

Figura 12: Archivo Geoestacionarios

http://www.sat.dundee.ac.uk/ accesar gratuito a imagenes satelitales con 30 minutos de actualización.

Por su Peso:

Figura 15: Clasificación de satélites según Fortescue en SPACECRAFT SYSTEMS ENGINEERING Third Edition

Los satélites artificiales también pueden ser catalogados o agrupados según el peso o masa de los mismos:

Grandes: cuyo peso sea mayor a 1000 kg

Medianos: cuyo peso sea entre 500 y 1000 kg

Satélites miniaturizados, también denominados

como minisatélites, microsatélites, nanosatélites

o picosatélites, son característicos por sus

dimensiones y pesos reducidos.

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Mini: cuyo peso sea entre 100 y 500 kg

Micro: cuyo peso sea entre 10 y 100 kg

Nano: cuyo peso sea entre 1 y 10 kg

Pico: cuyo peso sea entre 0,1 y 1 kg

Femto satélites: cuyo peso sea menor a 100 g

3.1 Satélites Artificiales Peruanos

El PUCP-Sat 1 y el Pocket-PUCP fueron desarrollados íntegramente en el Perú por el Instituto de Radioastronomía (INRAS), de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

a) PCCP_SAT 1

El PUCP-Sat 1 es un nanosatélite de 1,240 gramos, de forma cúbica (CubeSat), de diez centímetros por lado y su estructura es de aluminio. Cuenta con celdas solares y una batería de polímero de litio, y tiene una vida útil prevista de 15 años. Tiene como misión recopilar información sobre el comportamiento térmico al interior del CubeSat a través de sus 19 sensores, de esta forma se podrá perfeccionar el diseño de futuros satélites, asimismo, tomará fotografías de la Tierra. (Diario la República, 2013)

Figura 16: Pocket PUCP

b) Pocket-PUCP

El Pocket-PUCP es un femtosatélite, de apenas 97 gramos de estructura de aluminio, que enviará data de la temperatura a la base terrestre mediante clave morse, en una potencia pequeña (10 miliwatts), que podrá ser recibida por radioaficionados alrededor del mundo.

El INRAS, dirigido por el doctor Jorge Heraud, inició este proyecto hace cuatro años y contó con el respaldo de las autoridades de la universidad, así como con la participación de docentes y alumnos de las especialidades de Física, Ingeniería Mecánica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de las Telecomunicaciones.

c) UAPSAT- 1

Satélite experimental diseñado por estudiantes y

profesionales de la universidad Alas Peruanas de

menos de 1 Kg (Picosatélite), su misión es evaluar

su temperatura interior mientras orbita la Tierra y

tomar fotografías de nuestro planeta.

BIBLIOGRAFÍA

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2. Peter Fortescue, SPACECRAFT SYSTEMS ENGINEERING, WILEY 2003.

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5. Galloti Florenzano, Teresa, “LIBRO DE IMÁGENES DE SATELITES PARA ESTUDIOS AMBIENTALES”, Brasil 2003.

6. Bruce Raup Et Tal. “REMOTE SENSING AND GIS TECHNOLOGY IN THE GLOBAL LAND ICEMEASUREMENTS FROM SPACE (GLIMS) PROJECT ”, EEUU 2006.

7. SPUTNIK consultado el 15 de diciembre del 2013, disponible en http://www.russianspaceweb.com/sputnik.html

8. Daniel Marin consultado 18 de diciembre del 2013, disponible en http://danielmarin.naukas.com/

9. Tupac Katari, consultado 20 de diciembre disponible en http://actualidad.rt.com/ciencias/view/114829-bolivia-espacio-orbita-satelite-tupac-katari

10. RIANOVOSTI consultado el 12 de diciembre del 2013, disponible en http://en.ria.ru/science/20120327/172417960.html

11. Diario la Republica, http://www.larepublica.pe/21-11-2013/dos-satelites-peruanos-fueron-lanzados-al-espacio

12. Diario el Trome, consultado 18 de diciembre disponible en http://trome.pe/seccion/actualidad/

13. Archivo Geoestacionarios consultado el 20 de diciembre 2013 disponible en http://www.sat.dundee.ac.uk/

14. Teledetección INGEMET PERÜ, consultado el 16 de diciembre 2013, disponible en www.ingemmet.gob.pe