Un satélite terrestre artificial es una nave espacial que gira alrededor de la Tierra en una órbita geocéntrica. Inicialmente, la palabra "sputnik" se utilizó para referirse a las naves espaciales soviéticas, pero en 1968-1969. Se implementó la idea de crear un diccionario espacial multilingüe internacional, en el que, de común acuerdo entre los países participantes, el término “satélite” comenzó a aplicarse a los satélites terrestres artificiales lanzados en cualquier país del mundo.
Según un acuerdo internacional, una nave espacial se considera satélite si ha completado al menos una revolución alrededor de la Tierra. Para poner un satélite en órbita, es necesario impartirle una velocidad igual o superior a la primera velocidad de escape. La altitud de vuelo de un satélite puede ser diferente y oscila entre varios cientos y cientos de miles de kilómetros.

La altitud más baja está determinada por la presencia de un rápido proceso de frenado en capas superiores atmósfera. El período orbital del satélite también depende de la altitud, que varía de
varias horas a varios días. Se utilizan en investigaciones científicas y para resolver problemas aplicados. Se dividen en satélites militares, meteorológicos, de navegación, de comunicaciones, etc. También existen satélites de radioaficionados.

Si el satélite a bordo tiene equipos de transmisión de radio, instrumentos de medición o lámparas de destello utilizadas para enviar señales, entonces se considera activo. Los satélites terrestres artificiales pasivos se utilizan para realizar una serie de tareas científicas y como objetos de observación desde la superficie terrestre.

La masa del satélite depende directamente de las tareas que debe realizar el objeto de lanzamiento en el espacio cercano a la Tierra y puede oscilar entre cientos de gramos y cientos de toneladas.

Los satélites artificiales tienen una determinada orientación en el espacio en función de las tareas asignadas. Por ejemplo, la orientación vertical se utiliza para los satélites cuya tarea principal es observar objetos en la superficie de la Tierra y en su atmósfera.

En la investigación astronómica, los satélites se orientan hacia los cuerpos celestes que se estudian. Es posible orientar elementos individuales de los satélites, como antenas, hacia estaciones receptoras terrestres y paneles solares hacia el Sol.

Los sistemas de orientación por satélite se dividen en pasivos (magnéticos, aerodinámicos, gravitacionales) y activos (sistemas equipados con elementos de control).

Estos últimos se utilizan principalmente en satélites y naves espaciales artificiales técnicamente complejos.

El primer satélite artificial del mundo fue el Sputnik 1. Fue lanzado el 4 de octubre de 1957 desde el cosmódromo de Baikonur.

En la creación de esta nave espacial trabajaron destacados científicos de la URSS de aquella época, entre ellos el fundador de la cosmonáutica práctica S.P. Korolev, M.K. Tikhonravov, M.V. Keldysh y muchos otros. El satélite era una esfera de aluminio que tenía un diámetro de 58 cm y una masa de 83,6 kg. En la parte superior había dos antenas, cada una de las cuales constaba de dos clavijas y cuatro antenas. El satélite estaba equipado con dos transmisores de radio con fuente de alimentación. El alcance de los transmisores era tal que los radioaficionados podían seguir sus movimientos. Completó 1.440 revoluciones alrededor de la Tierra en 92 días. Durante el vuelo fue posible por primera vez determinar la densidad de la atmósfera superior cambiando la órbita del satélite, además se obtuvieron los primeros datos sobre la propagación de señales de radio en la ionosfera. Ya el 3 de noviembre se lanzó el segundo satélite biológico de la Tierra, que a bordo, además de un equipo científico mejorado, puso en órbita un ser vivo: la perra Laika. El peso total del satélite fue de 508,3 kg. El satélite estaba equipado con sistemas de regulación térmica y regeneración para mantener las condiciones necesarias para la vida del animal.

El primer satélite artificial de la URSS con fines de reconocimiento fue el Zenit-2, que se puso en órbita el 26 de abril de 1962. El conjunto de equipamiento incluía una cápsula para arrojar material fotográfico y diversos equipos de reconocimiento fotográfico y de radio.

Estados Unidos se convirtió en la segunda potencia mundial en descubrir el espacio exterior con el lanzamiento de su satélite Explorer 1 el 1 de febrero de 1958 (según algunas fuentes, el 31 de enero de 1958). El lanzamiento y desarrollo del satélite estuvo a cargo de un equipo de especialistas bajo el mando del ex ingeniero alemán Wernher von Braun, creador del "arma de represalia": el cohete conocido como V-2. El satélite fue lanzado utilizando un misil balístico Redstone, que utilizó una mezcla de alcohol etílico e hidracina (N,H4). La masa del satélite era de 8,3 kg, 10 veces menos que la del satélite soviético; sin embargo, el Explorer 1 tenía a bordo un contador Geiger y un sensor de partículas atmosféricas.
Francia se convirtió en la tercera potencia espacial, lanzando el satélite Asterix-1 el 26 de noviembre de 1965. Australia fue la siguiente potencia en ganarse el derecho a ser llamada potencia espacial, esto sucedió el 29 de noviembre de 1967, el satélite se llamó VRESAT-1. . En 1970, dos potencias se unieron inmediatamente a la lista de satélites terrestres artificiales: Japón (satélite Osumi) y China (satélite China-1).

El primer satélite artificial de la Tierra.

Un satélite terrestre artificial (AES), que gira en una órbita geocéntrica.

Movimiento de un satélite terrestre artificial en órbita geoestacionaria

Para moverse en órbita alrededor de la Tierra, el dispositivo debe tener una velocidad inicial igual o mayor que la primera velocidad de escape. Los vuelos AES se realizan a altitudes de hasta varios cientos de miles de kilómetros. El límite inferior de la altitud de vuelo del satélite está determinado por la necesidad de evitar el proceso de frenado rápido en la atmósfera. El período orbital de un satélite, dependiendo de la altitud media de vuelo, puede oscilar entre una hora y media y varios años. De particular importancia son los satélites en órbita geoestacionaria, cuyo período orbital es estrictamente igual a un día y, por lo tanto, para un observador terrestre "cuelgan" inmóviles en el cielo, lo que permite deshacerse de los dispositivos giratorios de las antenas.

El término satélite suele significar no tripulado. astronave, sin embargo, las naves espaciales de carga tripuladas y no tripuladas cercanas a la Tierra, así como estaciones orbitales de hecho, también son satélites. Las estaciones interplanetarias automáticas y las naves espaciales interplanetarias se pueden lanzar al espacio profundo sin pasar por la etapa del satélite (la llamada ascensión recta) y después del lanzamiento preliminar a la llamada. órbita de referencia del satélite.

En primer lugar era espacial Los satélites se lanzaron solo a través de vehículos de lanzamiento y, a finales del siglo XX, también se generalizó el lanzamiento de satélites desde otros satélites: estaciones orbitales y naves espaciales (principalmente desde el transbordador espacial MTKK). Como medio para lanzar satélites, es teóricamente posible, pero las naves espaciales MTKK, los cañones espaciales y los ascensores espaciales aún no se han implementado. Poco tiempo después del inicio de la era espacial, se volvió común lanzar más de un satélite en un solo vehículo de lanzamiento y, a finales de 2013, el número de satélites lanzados simultáneamente en algunos vehículos de lanzamiento superó las tres docenas. Durante algunos lanzamientos últimos pasos Los vehículos de lanzamiento también entran en órbita y, de hecho, se convierten en satélites por un tiempo.

Los satélites no tripulados tienen masas que van desde varios kg hasta dos docenas de toneladas y dimensiones desde varios centímetros hasta (en particular, cuando se utilizan paneles solares y antenas retráctiles) varias decenas de metros. Las naves espaciales y los aviones espaciales que son satélites alcanzan varias decenas de toneladas y metros, y las estaciones orbitales prefabricadas alcanzan cientos de toneladas y metros. En el siglo XXI, con el desarrollo de la microminiaturización y la nanotecnología, la creación de satélites cubesat ultrapequeños (de uno a varios kg y de varias a varias decenas de cm) se ha convertido en un fenómeno de masas, y también nuevo formato bolsillosat (literalmente bolsillo) de varios cientos o decenas de gramos y varios centímetros.

Los satélites están diseñados principalmente para no ser retornables, pero algunos de ellos (principalmente naves espaciales tripuladas y algunas de carga) son parcialmente recuperables (que tienen un módulo de aterrizaje) o totalmente (aviones espaciales y satélites que regresan a bordo).

Los satélites terrestres artificiales se utilizan ampliamente para investigación científica y tareas aplicadas (satélites militares, satélites de investigación, satélites meteorológicos, satélites de navegación, satélites de comunicaciones, biosatélites, etc.), así como en educación (los satélites universitarios se han convertido en un fenómeno de masas en el mundo; los satélites creados por profesores, estudiantes de posgrado y estudiantes de la Universidad Estatal de Moscú, está previsto lanzar un satélite para la Universidad Técnica Estatal de Moscú que lleva el nombre de Bauman) y un pasatiempo: los satélites de radioaficionados. Al comienzo de la era espacial, los satélites eran lanzados por estados (nacionales organizaciones gubernamentales), pero luego se generalizaron los satélites de empresas privadas. Con la aparición de los cubesats y pocketsats, con costes de lanzamiento de hasta varios miles de dólares, fue posible lanzar satélites por parte de particulares.

Más de 70 países diferentes (así como empresas individuales) han lanzado satélites utilizando tanto sus propios vehículos de lanzamiento (LV) como los proporcionados como servicios de lanzamiento por otros países y organizaciones intergubernamentales y privadas.

El primer satélite del mundo fue lanzado en la URSS el 4 de octubre de 1957 (Sputnik-1). El segundo país en lanzar un satélite fue Estados Unidos el 1 de febrero de 1958 (Explorer 1). Los siguientes países (Gran Bretaña, Canadá e Italia) lanzaron sus primeros satélites en 1962, 1962 y 1964. respectivamente en vehículos de lanzamiento estadounidenses. El tercer país que lanzó el primer satélite en su vehículo lanzador fue Francia el 26 de noviembre de 1965 (Astérix). Australia y Alemania adquirieron sus primeros satélites en 1967 y 1969. Por lo tanto, también con la ayuda del vehículo de lanzamiento estadounidense. Japón, China e Israel lanzaron sus primeros satélites en sus vehículos de lanzamiento en 1970, 1970 y 1988. Varios países (Gran Bretaña, India, Irán y Europa (la organización intergubernamental ESRO, ahora ESA)) lanzaron sus primeros satélites en compañías extranjeras antes de crear sus propios vehículos de lanzamiento. Los primeros satélites de muchos países fueron desarrollados y adquiridos en otros países (EE.UU., URSS, China, etc.).

Se distinguen los siguientes tipos de satélites:

Los satélites astronómicos son satélites diseñados para estudiar planetas, galaxias y otros objetos espaciales.
Los biosatélites son satélites diseñados para realizar experimentos científicos con organismos vivos en el espacio.
Teledetección de la Tierra
Nave espacial - nave espacial tripulada
Estaciones espaciales: naves espaciales de larga duración
Los satélites meteorológicos son satélites diseñados para transmitir datos con el fin de predecir el tiempo y también para monitorear el clima de la Tierra.
Los satélites pequeños son satélites de pequeño peso (menos de 1 o 0,5 toneladas) y tamaño. Incluye minisatélites (más de 100 kg), microsatélites (más de 10 kg) y nanosatélites (menos de 10 kg), incl. CubeSats y PocketSats.
Satélites de reconocimiento
Satélites de navegación
Satélites de comunicaciones
Satélites experimentales

El 10 de febrero de 2009, por primera vez en la historia, se produjo una colisión de satélites. Un satélite militar ruso (puesto en órbita en 1994, pero dado de baja dos años después) y un satélite estadounidense en funcionamiento del operador de telefonía satelital Iridium chocaron. "Cosmos-2251" pesaba casi 1 tonelada, y "Iridium 33" 560 kg.

Los satélites chocaron en el cielo del norte de Siberia. Como resultado de la colisión, se formaron dos nubes de pequeños escombros y fragmentos ( total había alrededor de 600 fragmentos).

Desde la primera infancia, cuando una persona mira el cielo estrellado y la Luna, se pregunta cómo funcionan el espacio, las estrellas, los planetas, la galaxia y el universo. Nos atrae todo lo desconocido e incomprensible. Los científicos soviéticos lograron levantar el telón sobre el misterio del espacio bajo el liderazgo del brillante ingeniero de diseño Sergei Pavlovich Korolev, bajo cuyo liderazgo lanzaron el primer satélite terrestre artificial (abreviado como AES).

primer comienzo

Fue la URSS la que, el 4 de octubre de 1957, fue la primera en lanzar al espacio exterior el satélite terrestre más simple, el PS-1, en un vehículo de lanzamiento R-7 desde el cosmódromo de Baikonur. El equipo creativo de los creadores del satélite estuvo encabezado por Sergei Korolev.

Serguéi Korolev y Yuri Gagarin

Las características técnicas del primer satélite terrestre artificial son bastante primitivas en comparación con los satélites que se lanzan en nuestro tiempo.

PS-1 era una bola con un diámetro de aproximadamente 58 cm, a la que se le colocaron cuatro antenas de 2,4 y 2,9 metros de largo, necesarias para recibir la recepción de radio. La masa del PS-1 fue de 83,6 kg. En el interior del satélite había sensores de presión y temperatura, ventiladores encendidos por relés que empezaban a funcionar si la temperatura superaba los +30 °C, conmutando el dispositivo que transmitía la señal del satélite a la Tierra.

PS-1 se separó del vehículo de lanzamiento 295 segundos después del lanzamiento, y ya 315 segundos después del lanzamiento envió a tierra la primera señal de radio que cualquier radioaficionado pudo recibir; estas fueron señales que se repitieron durante unos 2 minutos: “Bip, bip. " Estas señales conmocionaron al mundo entero, comenzó la era de la cosmonáutica y la carrera armamentista entre la URSS y Estados Unidos.

PS-1 permaneció en la órbita elíptica de la Tierra durante 92 días y completó 1440 revoluciones alrededor del planeta; continuó transmitiendo una señal de radio durante 20 días. Después de lo cual la velocidad de rotación del PS-1 comenzó a disminuir y el 4 de enero de 1957 se quemó en las densas capas de la atmósfera debido a la alta fricción.

Tecnología espacial

Hoy en día, alrededor de 13 mil satélites terrestres artificiales ya deambulan por el universo, la mayoría de ellos pertenecen a Estados Unidos, Rusia y China. La tecnología para lanzar satélites consiste en darle la mayor velocidad posible al lanzarlos. Una vez en la órbita elíptica de la Tierra, el satélite podrá moverse por sí solo, sin encender los motores, gracias a la velocidad acumulada. por mucho tiempo Girar y transmitir señales.

Para el mundo moderno, los satélites artificiales son una parte integral de nuestro mundo; los satélites de comunicaciones, los satélites de navegación, los satélites meteorológicos, los satélites de reconocimiento, los biosatélites y muchos otros satélites artificiales nos ayudan en la vida cotidiana.

Pronosticamos el tiempo, trazamos nuevas rutas, utilizamos comunicaciones móviles, televisión por satélite, Internet inalámbrico, dibujamos mapas y registramos terrenos conectados a un satélite, y todo ello gracias a los satélites terrestres artificiales.

Exploración espacial

Hay muchos datos interesantes sobre los satélites artificiales de la Tierra, pero las naves espaciales no tripuladas también exploran otros planetas. Entonces, además de los satélites que facilitan nuestro día a día, la humanidad no se queda quieta y actualmente existen satélites artificiales de la Luna, Marte, el Sol y Venus.

El satélite artificial de la Luna fue lanzado por primera vez por científicos de la URSS; este satélite transmitió fotografías de la superficie de la Luna, con la ayuda de las cuales los científicos se convencieron de su forma específica, conocieron su estructura y las características de la gravedad.
Satélite artificial de Marte: al mismo tiempo, tres satélites comenzaron a estudiar este planeta, dos soviéticos y uno estadounidense.

Todos estos satélites tenían diferentes tareas, algunos fotografiaron la superficie del planeta, otros estudiaron la temperatura, el relieve, la estructura del planeta, la presencia de agua, pero vale la pena señalar que el primer satélite artificial que realizó un aterrizaje suave en la superficie. de este planeta era el satélite soviético Mars-3.

El primer satélite artificial cerca del Sol apareció cuando no había ninguna intención de lanzarlo allí. Un satélite de la NASA que debía explorar la superficie lunar pasó volando la órbita de la Luna y se detuvo en la órbita del Sol. Rusia también tiene su propio satélite solar artificial, que estudia la actividad salina y transmite llamaradas y fluctuaciones geomagnéticas.

Exploración de Fobos, la luna de Marte

Satélites artificiales de Venus. La Unión Soviética fue la primera en enviar satélites artificiales en 1975, con la ayuda de los cuales obtuvieron imágenes de alta calidad de la superficie de este planeta.

El 4 de octubre de 1957 es una fecha memorable para toda la humanidad; en este día la Federación Rusa celebra el Día de las Fuerzas Espaciales Rusas y el mundo entero celebra el lanzamiento del primer satélite terrestre.

EN mundo moderno Los habitantes de nuestro planeta ya están utilizando activamente los logros de la tecnología espacial. Satélites científicos, como el telescopio espacial, nos demuestran toda la grandeza e inmensidad del espacio que nos rodea, milagros que ocurren tanto en los rincones distantes del Universo como en el espacio cercano. Uso activo recibido satélites de comunicaciones, como por ejemplo, "Galaxia XI". Con su participación se asegura telefonía móvil e internacional y por supuesto, televisión via satélite. Los satélites de comunicaciones desempeñan un papel muy importante en la distribución. Internet. Es gracias a ellos que podemos acceder a enorme velocidad a información que se encuentra físicamente al otro lado del mundo, en otro continente. Satélites de vigilancia, uno de ellos "Lugar", transmitir información importante a diversas industrias y organizaciones individuales, ayudando, por ejemplo, a los geólogos a buscar depósitos minerales, administraciones ciudades importantes- desarrollo de planes, ecologistas - evaluar el nivel de contaminación de ríos y mares. Aviones, barcos y coches navegan utilizando Satélites del sistema de posicionamiento global (GPS), y la gestión de las comunicaciones marítimas se realiza mediante satélites de navegación y satélites de comunicaciones. Ya estamos acostumbrados a ver en las previsiones meteorológicas imágenes tomadas por satélites como "Meteosat". Otros satélites ayudan a los científicos a monitorear el medio ambiente transmitiendo información como la altura de las olas y la temperatura del agua del mar. Satélites militares Proporcionar a los ejércitos y agencias de seguridad una amplia variedad de información, incluidos datos de inteligencia electrónica, realizados, por ejemplo, por satélites. "Botella doble", así como imágenes de muy alta resolución que realizan satélites secretos de reconocimiento óptico y de radar. En esta sección del sitio nos familiarizaremos con muchos sistemas de satélites, los principios de su funcionamiento y la estructura de los satélites.

Para empezar, para tener una idea inmediata de la complejidad de los sistemas y las comunicaciones por satélite, consideremos uno de los primeros satélites de comunicaciones que está más "cerca de la realidad": el satélite. "Comstar".

Satélite de comunicaciones Comstar 1

Diseño del satélite de comunicaciones Comstar-1

Uno de los primeros satélites geoestacionarios utilizados para las necesidades cotidianas de las personas fue el satélite. "Comstar". Satélites "Comstar 1" controlado por el operador "comsat" y son arrendados por AT&T. Su vida útil está diseñada para siete años. Transmiten señales telefónicas y de televisión en todo Estados Unidos y Puerto Rico. A través de ellos se pueden retransmitir simultáneamente hasta 6.000 conversaciones telefónicas y hasta 12 canales de televisión. Dimensiones geométricas del satélite. "Comstar 1": altura: 5,2 m (17 pies), diámetro: 2,3 m (7,5 pies). El peso inicial es 1.410 kg (3.109 lb).

Una antena de comunicación transceptora con rejillas de polarización vertical y horizontal permite tanto la recepción como la transmisión en la misma frecuencia, pero con polarización perpendicular. Gracias a esto, se duplica la capacidad de los canales de radiofrecuencia del satélite. De cara al futuro, podemos decir que la polarización de la señal de radio ahora se utiliza en casi todos los sistemas satelitales, esto es especialmente familiar para los propietarios de sistemas de recepción de televisión por satélite, donde, al sintonizar canales de televisión de alta frecuencia, deben configurarse verticalmente. o polarización horizontal.

Otra característica de diseño interesante es que el cuerpo cilíndrico del satélite gira a una velocidad de aproximadamente una revolución por segundo para proporcionar el efecto de estabilización giroscópica del satélite en el espacio. Si tenemos en cuenta la considerable masa del satélite, aproximadamente una tonelada y media, el efecto realmente se produce. Y al mismo tiempo, las antenas de los satélites permanecen dirigidas a un determinado punto del espacio en la Tierra para emitir allí una señal de radio útil.

Al mismo tiempo, el satélite debe estar en órbita geoestacionaria, es decir. "cuelgue" sobre la Tierra "inmóvil", más precisamente, vuele alrededor del planeta a la velocidad de su rotación alrededor de su propio eje en la dirección de su rotación. La salida del punto de posicionamiento debido a la influencia de diversos factores, los más importantes de los cuales son la interferencia de la gravedad de la Luna, los encuentros con el polvo cósmico y otros objetos espaciales, es monitoreada por el sistema de control y regulada periódicamente por los motores del sistema de control de actitud del satélite.

En el exterior del Sputnik, cuatro antenas de látigo transmitían en frecuencias de onda corta superiores e inferiores al estándar actual (27 MHz). Las estaciones de seguimiento en la Tierra captaron la señal de radio y confirmaron que el pequeño satélite sobrevivió al lanzamiento y siguió con éxito su trayectoria alrededor de nuestro planeta. Un mes después Unión Soviética puso en órbita el Sputnik 2. Dentro de la cápsula estaba la perra Laika.

En diciembre de 1957, tratando desesperadamente de seguir el ritmo de sus oponentes. guerra Fría Los científicos estadounidenses intentaron poner el satélite en órbita junto con el planeta Vanguard. Desafortunadamente, el cohete se estrelló y se quemó durante el despegue. Poco después, el 31 de enero de 1958, Estados Unidos repitió el éxito soviético al adoptar el plan de Wernher von Braun de lanzar el satélite Explorer 1 con un cohete estadounidense. Piedra roja. El Explorer 1 llevaba instrumentos para detectar rayos cósmicos y descubrió en un experimento de James Van Allen de la Universidad de Iowa que había muchos menos rayos cósmicos de los esperados. Esto llevó al descubrimiento de dos zonas toroidales (que finalmente recibieron el nombre de Van Allen) llenas de partículas cargadas atrapadas campo magnético Tierra.

Alentadas por estos éxitos, varias empresas comenzaron a desarrollar y lanzar satélites en la década de 1960. Uno de ellos fue Hughes Aircraft, junto con el ingeniero estrella Harold Rosen. Rosen dirigió el equipo que implementó la idea de Clark: un satélite de comunicaciones colocado en la órbita de la Tierra de tal manera que pudiera hacer rebotar ondas de radio de un lugar a otro. En 1961, la NASA otorgó un contrato a Hughes para construir la serie de satélites Syncom (comunicaciones sincrónicas). En julio de 1963, Rosen y sus colegas vieron a Syncom-2 despegar hacia el espacio y entrar en una órbita geosincrónica irregular. El presidente Kennedy utilizó nuevo sistema para hablar con el Primer Ministro de Nigeria en África. Pronto despegó también Syncom-3, que en realidad podía transmitir una señal de televisión.

La era de los satélites ha comenzado.

¿Cuál es la diferencia entre un satélite y la basura espacial?

Técnicamente, un satélite es cualquier objeto que orbita alrededor de un planeta o más pequeño. cuerpo celestial. Los astrónomos clasifican las lunas como satélites naturales y, a lo largo de los años, han compilado una lista de cientos de objetos de este tipo que orbitan planetas y planetas enanos en nuestro planeta. sistema solar. Por ejemplo, contaron 67 lunas de Júpiter. Y todavía lo es.

Los objetos creados por el hombre como el Sputnik y el Explorer también pueden clasificarse como satélites porque, al igual que las lunas, orbitan alrededor de un planeta. Desafortunadamente, la actividad humana ha llevado al hecho de que existe una gran cantidad basura. Todos estos pedazos y escombros se comportan como grandes cohetes: giran alrededor del planeta a gran velocidad en una trayectoria circular o elíptica. En una interpretación estricta de la definición, cada uno de estos objetos puede definirse como un satélite. Pero los astrónomos generalmente consideran que los satélites son aquellos objetos que realizan una función útil. Los restos de metal y otros desechos entran en la categoría de desechos orbitales.

Los desechos orbitales provienen de muchas fuentes:

• La explosión de un cohete que produce la mayor cantidad de basura.
• El astronauta relajó su mano: si un astronauta está reparando algo en el espacio y se le pasa una llave, se pierde para siempre. La llave entra en órbita y vuela a una velocidad de unos 10 km/s. Si golpea a una persona o a un satélite, los resultados podrían ser catastróficos. Los objetos grandes como la ISS son un gran objetivo para los desechos espaciales.
• Artículos desechados. Partes de contenedores de lanzamiento, tapas de lentes de cámaras, etc.

La NASA ha lanzado un satélite especial llamado LDEF para estudiar los efectos a largo plazo de las colisiones con desechos espaciales. Durante seis años, los instrumentos del satélite registraron alrededor de 20.000 impactos, algunos causados ​​por micrometeoritos y otros por desechos orbitales. Los científicos de la NASA continúan analizando los datos del LDEF. Pero Japón ya cuenta con una red gigante para atrapar desechos espaciales.

¿Qué hay dentro de un satélite normal?

hay satelites diferentes formas y tamaños y realizar muchos Varias funciones, sin embargo, todos son básicamente similares. Todos ellos tienen una estructura y una carrocería de metal o compuestos, que los ingenieros de habla inglesa llaman autobús y los rusos llaman plataforma espacial. La plataforma espacial reúne todo y proporciona suficientes medidas para garantizar que los instrumentos sobrevivan al lanzamiento.

Todos los satélites tienen una fuente de energía (normalmente paneles solares) y baterías. Los paneles solares permiten cargar las baterías. Los satélites más nuevos incluyen pilas de combustible. La energía satelital es muy cara y extremadamente limitada. Las células de energía nuclear se utilizan habitualmente para enviar sondas espaciales a otros planetas.

Todos los satélites cuentan con un ordenador a bordo para su control y seguimiento. varios sistemas. Todo el mundo tiene una radio y una antena. Como mínimo, la mayoría de los satélites tienen un transmisor de radio y un receptor de radio para que el personal de tierra pueda consultar y monitorear el estado del satélite. Muchos satélites permiten muchas cosas diferentes, desde cambiar la órbita hasta reprogramar el sistema informático.

Como es de esperar, montar todos estos sistemas no es una tarea fácil. Se necesitan años. Todo comienza con la definición del objetivo de la misión. La determinación de sus parámetros permite a los ingenieros ensamblar las herramientas necesarias e instalarlas en el orden correcto. Una vez aprobadas las especificaciones (y el presupuesto), comienza el montaje del satélite. Se lleva a cabo en una sala limpia, en un ambiente estéril, lo que permite mantener temperatura deseada y humedad y proteger el satélite durante el desarrollo y montaje.

Los satélites artificiales suelen fabricarse por encargo. Algunas empresas han desarrollado satélites modulares, es decir, estructuras cuyo ensamblaje permite instalar elementos adicionales según especificaciones. Por ejemplo, los satélites Boeing 601 tenían dos módulos básicos: un chasis para transportar el subsistema de propulsión, la electrónica y las baterías; y un juego de estantes alveolares para guardar equipos. Esta modularidad permite a los ingenieros ensamblar satélites a partir de espacios en blanco en lugar de hacerlo desde cero.

¿Cómo se ponen en órbita los satélites?

Hoy en día, todos los satélites se ponen en órbita en un cohete. Muchos los transportan en el departamento de carga.

En la mayoría de los lanzamientos de satélites, el cohete se lanza hacia arriba, lo que le permite moverse más rápido a través de la espesa atmósfera y minimizar el consumo de combustible. Después de que el cohete despega, el mecanismo de control del cohete utiliza el sistema de guía inercial para calcular los ajustes necesarios en la boquilla del cohete para lograr el paso deseado.

Después de que el cohete sale al aire, a una altitud de unos 193 kilómetros, el sistema de navegación libera pequeños cohetes, que son suficientes para convertir el cohete en posicion horizontal. Después de esto, se libera el satélite. Se vuelven a disparar pequeños cohetes que proporcionan una diferencia de distancia entre el cohete y el satélite.

Velocidad orbital y altitud.

El cohete debe alcanzar una velocidad de 40.320 kilómetros por hora para escapar completamente de gravedad de la tierra y volar al espacio. La velocidad espacial es mucho mayor de la que necesita un satélite en órbita. No escapan a la gravedad terrestre, pero se encuentran en un estado de equilibrio. La velocidad orbital es la velocidad necesaria para mantener el equilibrio entre la atracción gravitacional y el movimiento inercial del satélite. Esto es aproximadamente 27.359 kilómetros por hora a una altitud de 242 kilómetros. Sin gravedad, la inercia llevaría al satélite al espacio. Incluso con gravedad, si un satélite se mueve demasiado rápido, será arrastrado al espacio. Si el satélite se mueve demasiado lento, la gravedad lo empujará hacia la Tierra.

La velocidad orbital de un satélite depende de su altitud sobre la Tierra. Cuanto más cerca de la Tierra, más velocidad más rápida. A una altitud de 200 kilómetros, la velocidad orbital es de 27.400 kilómetros por hora. Para mantener una órbita a una altitud de 35.786 kilómetros, el satélite debe viajar a una velocidad de 11.300 kilómetros por hora. Esta velocidad orbital permite al satélite realizar un sobrevuelo cada 24 horas. Dado que la Tierra también gira las 24 horas, el satélite a una altitud de 35.786 kilómetros se encuentra en una posición fija con respecto a la superficie de la Tierra. Esta posición se llama geoestacionaria. La órbita geoestacionaria es ideal para satélites meteorológicos y de comunicaciones.

En general, cuanto más alta sea la órbita, más tiempo podrá permanecer allí el satélite. A baja altitud, el satélite se encuentra en la atmósfera terrestre, lo que genera resistencia. En alta altitud prácticamente no hay resistencia y el satélite, como la luna, puede permanecer en órbita durante siglos.

Tipos de satélites

En la Tierra, todos los satélites tienen un aspecto similar: cajas o cilindros brillantes adornados con alas hechas de paneles solares. Pero en el espacio, estas pesadas máquinas se comportan de manera muy diferente dependiendo de su trayectoria de vuelo, altitud y orientación. Como resultado, la clasificación de satélites se convierte en un asunto complejo. Un enfoque consiste en determinar la órbita de la nave en relación con un planeta (normalmente la Tierra). Recuerde que hay dos órbitas principales: circular y elíptica. Algunos satélites comienzan en una elipse y luego entran en una órbita circular. Otros siguen una trayectoria elíptica conocida como órbita de Molniya. Estos objetos normalmente giran de norte a sur a través de los polos de la Tierra y completan un sobrevuelo completo en 12 horas.

Los satélites en órbita polar también pasan por los polos en cada revolución, aunque sus órbitas son menos elípticas. Las órbitas polares permanecen fijas en el espacio mientras la Tierra gira. Como resultado, la mayor parte de la Tierra pasa bajo el satélite en una órbita polar. Debido a que las órbitas polares brindan una excelente cobertura del planeta, se utilizan para mapeo y fotografía. Los meteorólogos también dependen de una red global de satélites polares que dan vueltas alrededor de nuestro planeta cada 12 horas.

También puedes clasificar los satélites por su altura sobre la superficie terrestre. Según este esquema, existen tres categorías:

• Órbita terrestre baja (LEO): los satélites LEO ocupan una región del espacio de 180 a 2000 kilómetros sobre la Tierra. Los satélites que orbitan cerca de la superficie de la Tierra son ideales para observación, fines militares y recopilación de información meteorológica.
• Órbita terrestre media (MEO): estos satélites vuelan entre 2.000 y 36.000 km sobre la Tierra. Los satélites de navegación GPS funcionan bien a esta altitud. La velocidad orbital aproximada es de 13.900 km/h.
• Órbita geoestacionaria (geosincrónica): los satélites geoestacionarios orbitan la Tierra a una altitud superior a 36.000 km y a la misma velocidad de rotación que el planeta. Por tanto, los satélites en esta órbita siempre están posicionados hacia el mismo lugar de la Tierra. Muchos satélites geoestacionarios vuelan a lo largo del ecuador, lo que ha creado muchos atascos en esta región del espacio. Varios centenares de satélites de televisión, comunicaciones y meteorología utilizan la órbita geoestacionaria.

Finalmente, podemos pensar en los satélites en el sentido de dónde "buscan". La mayoría de los objetos enviados al espacio en las últimas décadas miran a la Tierra. Estos satélites cuentan con cámaras y equipos que pueden ver nuestro mundo en diferentes longitudes de onda de luz, permitiéndonos disfrutar de vistas espectaculares de los tonos ultravioleta e infrarrojos de nuestro planeta. Cada vez menos satélites dirigen su mirada al espacio, donde observan estrellas, planetas y galaxias, y buscan objetos como asteroides y cometas que podrían colisionar con la Tierra.

Satélites conocidos

Hasta hace poco, los satélites seguían siendo instrumentos exóticos y ultrasecretos, utilizados principalmente con fines militares, de navegación y de espionaje. Ahora se han convertido en una parte integral de nuestra La vida cotidiana. Gracias a ellos conocemos la previsión meteorológica (aunque los meteorólogos muchas veces se equivocan). Vemos la televisión y accedemos a Internet también gracias a los satélites. El GPS en nuestros automóviles y teléfonos inteligentes nos ayuda a llegar a donde necesitamos ir. ¿Vale la pena hablar de la inestimable contribución del telescopio Hubble y del trabajo de los astronautas en la ISS?

Sin embargo, existen verdaderos héroes de la órbita. Conozcámoslos.

1. Los satélites Landsat han estado fotografiando la Tierra desde principios de la década de 1970 y ostentan el récord de observación de la superficie terrestre. Landsat-1, conocido alguna vez como ERTS (Satélite de Tecnología de Recursos Terrestres), fue lanzado el 23 de julio de 1972. Llevaba dos instrumentos principales: una cámara y un escáner multiespectral, construido por Hughes Aircraft Company y capaz de registrar datos en espectros verde, rojo y dos infrarrojos. El satélite produjo imágenes tan hermosas y fue considerado tan exitoso que le siguió una serie completa. La NASA lanzó el último Landsat-8 en febrero de 2013. Este vehículo llevaba dos sensores de observación de la Tierra, el Operational Land Imager y el Thermal Infrarrojo Sensor, que recopilaban imágenes multiespectrales de regiones costeras, hielo polar, islas y continentes.
2. Los satélites ambientales operativos geoestacionarios (GOES) giran alrededor de la Tierra en órbita geoestacionaria, cada uno de los cuales es responsable de una porción fija del globo. Esto permite a los satélites monitorear de cerca la atmósfera y detectar cambios en las condiciones climáticas que pueden provocar tornados, huracanes, inundaciones y tormentas eléctricas. Los satélites también se utilizan para estimar las precipitaciones y la acumulación de nieve, medir la extensión de la capa de nieve y seguir el movimiento del hielo marino y lacustre. Desde 1974, se han puesto en órbita 15 satélites GOES, pero sólo dos satélites, GOES Oeste y GOES Este, monitorean el clima en un momento dado.
3. Jason-1 y Jason-2 desempeñaron un papel clave en el análisis a largo plazo de los océanos de la Tierra. La NASA lanzó Jason-1 en diciembre de 2001 para reemplazar el satélite NASA/CNES Topex/Poseidón, que había estado operando sobre la Tierra desde 1992. Durante casi trece años, Jason-1 midió los niveles del mar, la velocidad del viento y la altura de las olas en más del 95% de los océanos libres de hielo de la Tierra. La NASA retiró oficialmente Jason-1 el 3 de julio de 2013. Jason-2 entró en órbita en 2008. Llevaba instrumentos de alta precisión que permitían medir la distancia entre el satélite y la superficie del océano con una precisión de varios centímetros. Estos datos, además de su valor para los oceanógrafos, proporcionan una visión amplia del comportamiento de los patrones climáticos globales.

¿Cuánto cuestan los satélites?

Después del Sputnik y el Explorer, los satélites se hicieron más grandes y complejos. Tomemos, por ejemplo, TerreStar-1, un satélite comercial que se suponía proporcionaría transmisión de datos móviles a América del norte para teléfonos inteligentes y dispositivos similares. Lanzado en 2009, TerreStar-1 pesaba 6.910 kilogramos. Y cuando estaba completamente desplegado, reveló una antena de 18 metros y enormes paneles solares con una envergadura de 32 metros.

Construcción como esta máquina compleja Requiere una gran cantidad de recursos, por lo que históricamente sólo los departamentos gubernamentales y las corporaciones con mucho dinero podían ingresar al negocio de los satélites. La mayor parte del coste de un satélite recae en el equipamiento: transpondedores, ordenadores y cámaras. Un satélite meteorológico típico cuesta alrededor de 290 millones de dólares. Un satélite espía costaría 100 millones de dólares más. Agregue a esto el costo de mantenimiento y reparación de satélites. Las empresas deben pagar por el ancho de banda satelital de la misma manera que los propietarios de teléfonos pagan por el servicio celular. Esto a veces cuesta más de 1,5 millones de dólares al año.

A otros factor importante es el costo inicial. Lanzar un satélite al espacio puede costar entre 10 y 400 millones de dólares, según el dispositivo. El cohete Pegasus XL puede elevar 443 kilogramos a la órbita terrestre baja por 13,5 millones de dólares. Lanzar un satélite pesado requerirá más sustentación. El cohete Ariane 5G puede lanzar un satélite de 18.000 kilogramos a órbita baja por 165 millones de dólares.

A pesar de los costos y riesgos asociados con la construcción, el lanzamiento y la operación de satélites, algunas empresas han logrado construir negocios completos en torno a ello. Por ejemplo, Boeing. La compañía entregó alrededor de 10 satélites al espacio en 2012 y recibió pedidos durante más de siete años, generando casi 32 mil millones de dólares en ingresos.

El futuro de los satélites

Casi cincuenta años después del lanzamiento del Sputnik, los satélites, al igual que los presupuestos, crecen y se fortalecen. Estados Unidos, por ejemplo, ha gastado casi 200 mil millones de dólares desde el inicio de su programa de satélites militares y ahora, a pesar de todo esto, tiene una flota de satélites obsoletos esperando ser reemplazados. Muchos expertos temen que la construcción y el despliegue de grandes satélites simplemente no puedan existir con el dinero de los contribuyentes. La solución que podría poner todo patas arriba siguen siendo las empresas privadas como SpaceX y otras que claramente no sufrirán un estancamiento burocrático, como la NASA, NRO y NOAA.

Otra solución es reducir el tamaño y la complejidad de los satélites. Los científicos de Caltech y de la Universidad de Stanford trabajan desde 1999 en un nuevo tipo de CubeSat, que se basa en bloques de construcción con un borde de 10 centímetros. Cada cubo contiene componentes ya preparados y se puede combinar con otros cubos para aumentar la eficiencia y reducir el estrés. Al estandarizar el diseño y reducir el costo de construir cada satélite desde cero, un solo CubeSat puede costar tan solo 100.000 dólares.

En abril de 2013, la NASA decidió probar este sencillo principio con tres CubeSats impulsados ​​por teléfonos inteligentes comerciales. El objetivo era poner microsatélites en órbita a un tiempo corto y tomar algunas fotos con nuestros teléfonos. La agencia ahora planea desplegar una extensa red de satélites de este tipo.

Ya sean grandes o pequeños, los futuros satélites deben poder comunicarse eficazmente con las estaciones terrestres. Históricamente, la NASA dependía de las comunicaciones por radiofrecuencia, pero la RF alcanzó su límite a medida que surgió la demanda de más energía. Para superar este obstáculo, los científicos de la NASA están desarrollando un sistema de comunicación bidireccional que utiliza láseres en lugar de ondas de radio. El 18 de octubre de 2013, los científicos lanzaron por primera vez rayo laser para transmitir datos desde la Luna a la Tierra (a una distancia de 384.633 kilómetros) y logró una velocidad de transmisión récord de 622 megabits por segundo.