¿Qué es un satélite?

La Semana Mundial del Espacio 2020 celebrará el impacto de los satélites en la humanidad del 4 al 10 de octubre. Descubra cómo celebrar aquí y consulte ¡Vea la historia de los satélites a continuación!

Un satélite es un objeto en el espacio que orbita o gira alrededor de un objeto más grande. Hay dos tipos de satélites: naturales (como la luna en órbita alrededor de la Tierra) o artificiales (como la Estación Espacial Internacional en órbita alrededor de la Tierra).

Hay decenas y decenas de satélites naturales en el sistema solar , y casi todos los planetas tienen al menos una luna. Saturno, por ejemplo, tiene al menos 53 satélites naturales, y entre 2004 y 2017, también tuvo uno artificial: la nave espacial Cassini, que exploró el planeta anillado y sus lunas.

Sin embargo, los satélites artificiales, no se hizo realidad hasta mediados del siglo XX. El primer satélite artificial fue Sputnik, una sonda espacial rusa del tamaño de una pelota de playa que despegó el 4 de octubre de 1957. Ese acto conmocionó a gran parte del mundo occidental, ya que se creía que los soviéticos no tenían la capacidad de enviar satélites a espacio.

Una breve historia de los satélites artificiales

Después de esa hazaña, el 3 de noviembre de 1957 los soviéticos lanzaron un satélite aún más masivo, Sputnik 2, que llevaba un perro, Laika. El primer satélite de Estados Unidos fue el Explorer 1 el 31 de enero de 1958. Sin embargo, el satélite tenía solo un 2 por ciento de la masa del Sputnik 2, con 30 libras (13 kg).

Los Sputniks y el Explorer 1 se convirtieron en los primeros planos de una carrera espacial entre Estados Unidos y la Unión Soviética que duró al menos hasta finales de la década de 1960. El enfoque en los satélites como herramientas políticas comenzó a ceder el paso a las personas, ya que ambos países enviaron humanos al espacio en 1961. Más adelante en la década, sin embargo, los objetivos de ambos países comenzaron a dividirse. Mientras que los Estados Unidos llevaron a la gente a la luna y crearon el transbordador espacial, la Unión Soviética construyó la primera estación espacial del mundo , Salyut 1, que se lanzó en 1971. (Le siguieron otras estaciones, como la de Estados Unidos «Skylab y la Unión Soviética» Mir.)

Otros países comenzaron a enviar sus propios satélites en el espacio a medida que los beneficios se propagaban por la sociedad. Los satélites meteorológicos mejoraron los pronósticos, incluso para áreas remotas. Los satélites de observación terrestre, como la serie Landsat, rastrearon los cambios en los bosques, el agua y otras partes de la superficie de la Tierra a lo largo del tiempo. Los satélites de telecomunicaciones hicieron llamadas telefónicas de larga distancia y, finalmente, las transmisiones de televisión en vivo de todo el mundo como parte normal de la vida. Las generaciones posteriores ayudaron con las conexiones a Internet.

Con la miniaturización de computadoras y otro hardware, ahora es posible enviar satélites mucho más pequeños que pueden hacer ciencia, telecomunicaciones u otras funciones en órbita. Ahora es común que las empresas y universidades creen «CubeSats», o satélites en forma de cubo que con frecuencia pueblan la órbita terrestre baja.

Estos se pueden lanzar en un cohete junto con una carga útil mayor, o enviar desde un lanzador móvil en la Estación Espacial Internacional (ISS). La NASA ahora está considerando enviar CubeSats a Marte o a la luna Europa (cerca de Júpiter) para futuras misiones, aunque los CubeSats no están confirmados para su inclusión.

La ISS es el satélite más grande en órbita y su construcción tardó más de una década. Pieza a pieza, 15 naciones contribuyeron con infraestructura financiera y física al complejo orbital, que se armó entre 1998 y 2011. Los funcionarios del programa esperan que la ISS siga funcionando hasta al menos 2024.

Partes de un satélite

Cada satélite artificial utilizable, ya sea humano o robótico, tiene cuatro partes principales: un sistema de energía (que puede ser solar o nuclear, por ejemplo), una forma de controlar su actitud, una antena para transmitir y recibir información y una carga útil para recopilar información (como una cámara o un detector de partículas).

Como se verá a continuación, sin embargo, no todos los satélites artificiales son necesariamente viables. Incluso un tornillo o un poco de pintura se considera un satélite «artificial», aunque les falten estas partes.

¿Qué impide que un satélite caiga a la Tierra? ?

Un satélite se entiende mejor como un proyectil, o un objeto que tiene una sola fuerza que actúa sobre él – la gravedad. Técnicamente sp Hablando, cualquier cosa que cruce la Línea Karman a una altitud de 100 kilómetros (62 millas) se considera en el espacio. Sin embargo, un satélite debe ir rápido, al menos 8 km (5 millas) por segundo, para evitar volver a caer a la Tierra de inmediato.

Si un satélite viaja lo suficientemente rápido, «caerá» perpetuamente hacia la Tierra, pero la curvatura de la Tierra significa que el satélite caerá alrededor de nuestro planeta en lugar de estrellarse contra la superficie. Satélites que viajan más cerca de la Tierra corren el riesgo de caer porque el arrastre de las moléculas atmosféricas ralentizará los satélites. Aquellos que orbitan más lejos de la Tierra tienen menos moléculas con las que lidiar.

Hay varias «zonas» aceptadas de órbitas alrededor de la Tierra. Una se llama órbita terrestre baja, que se extiende desde aproximadamente 160 a 2000 km (aproximadamente 100 a 1250 millas). Esta es la zona donde orbita la ISS y donde el transbordador espacial solía hacer su trabajo. De hecho , todas las misiones humanas, excepto los vuelos del Apolo a la luna, se llevaron a cabo en esta zona. La mayoría de los satélites también funcionan en esta zona.

Sin embargo, la órbita geoestacionaria o geosincrónica es el mejor lugar para utilizar los satélites de comunicaciones. es una zona sobre el ecuador de la Tierra a una altitud de 35.786 km (22.236 mi ). A esta altitud, la tasa de «caída» alrededor de la Tierra es aproximadamente la misma que la rotación de la Tierra, lo que permite que el satélite permanezca sobre el mismo punto de la Tierra casi constantemente. Por lo tanto, el satélite mantiene una conexión perpetua con una antena fija en tierra, lo que permite comunicaciones fiables. Cuando los satélites geoestacionarios llegan al final de su vida útil, el protocolo dicta que se apartan del camino para que un nuevo satélite ocupe su lugar. Eso se debe a que hay poco espacio, o tantas «ranuras» en esa órbita, para permitir que los satélites funcionen sin interferencias.

Si bien algunos satélites se utilizan mejor alrededor del ecuador, otros son mejores Adecuado para órbitas más polares: aquellas que rodean la Tierra de polo a polo de modo que sus zonas de cobertura incluyen los polos norte y sur. Ejemplos de satélites en órbita polar incluyen satélites meteorológicos y satélites de reconocimiento.

¿Qué impide que un satélite choque contra otro satélite?

Se estima que en la actualidad hay medio millón de objetos artificiales en órbita terrestre, que varían en tamaño desde motas de pintura hasta sa en toda regla tellites – cada uno viajando a velocidades de miles de millas por hora. Sólo una fracción de estos satélites es utilizable, lo que significa que hay una gran cantidad de «basura espacial» flotando por ahí. Con todo lo que se lanza a la órbita, aumenta la posibilidad de una colisión.

Las agencias espaciales deben considerar cuidadosamente las trayectorias orbitales al lanzar algo al espacio. Agencias como la Red de Vigilancia Espacial de los Estados Unidos vigilan los desechos orbitales del suelo y alertan a la NASA y a otras entidades si una pieza errante está en peligro de golpear algo vital. Esto significa que, de vez en cuando, la ISS debe realizar maniobras evasivas para apartarse del camino.

Sin embargo, todavía se producen colisiones. Uno de los mayores culpables de los desechos espaciales fueron los restos de una prueba antisatélite realizada en 2007 por los chinos, que generó desechos que destruyeron un satélite ruso en 2013. También ese año, los satélites Iridium 33 y Cosmos 2251 se estrellaron entre sí. generando una nube de desechos.

La NASA, la Agencia Espacial Europea y muchas otras entidades están considerando medidas para reducir la cantidad de desechos orbitales. Algunos sugieren derribar satélites muertos de alguna manera, tal vez usando una red o ráfagas de aire para perturbar los escombros de su órbita y acercarlos a la Tierra. Otros están pensando en repostar satélites muertos para su reutilización, una tecnología que ha sido demostrada robóticamente en la ISS.

Lunas alrededor de otros mundos

La mayoría de los planetas de nuestro sistema solar tienen satélites naturales, que también llamamos lunas. Para los planetas interiores: Mercurio y Venus no tienen lunas. La Tierra tiene una luna relativamente grande, mientras que Marte tiene dos lunas pequeñas del tamaño de un asteroide llamadas Fobos y Deimos. (Fobos está girando lentamente en espiral hacia Marte y probablemente se romperá o caerá a la superficie en unos pocos miles de años).

Más allá del cinturón de asteroides, hay cuatro planetas gigantes gaseosos que tienen cada uno un panteón de lunas. A finales de 2017, Júpiter tiene 69 lunas conocidas, Saturno tiene 53, Urano tiene 27 y Neptuno tiene 13 o 14. Ocasionalmente se descubren lunas nuevas, principalmente por misiones (ya sean pasadas o presentes, ya que podemos analizar imágenes antiguas) o realizando Nuevas observaciones por telescopio.

Saturno es un ejemplo especial porque está rodeado por miles de pequeños objetos que forman un anillo visible incluso en pequeños telescopios desde la Tierra. Los científicos que observaron los anillos de cerca durante 13 años, durante la misión Cassini, vieron las condiciones en las que podrían nacer nuevas lunas.Los científicos estaban particularmente interesados en las hélices, que son estelas en los anillos creados por fragmentos en los anillos. Justo después de que la misión de Cassini terminara en 2017, la NASA dijo que es posible que las hélices compartan elementos de la formación de planetas que tienen lugar alrededor de discos gaseosos de estrellas jóvenes.

Sin embargo, incluso los objetos más pequeños tienen lunas. Plutón es técnicamente un planeta enano. Sin embargo, las personas detrás de la misión New Horizons, que voló por Plutón en 2015, argumentan que su geografía diversa lo hace más parecido a un planeta. Una cosa que no se discute, sin embargo, es la cantidad de lunas alrededor de Plutón . Plutón tiene cinco lunas conocidas, la mayoría de las cuales se descubrieron cuando New Horizons estaba en desarrollo o en ruta hacia el planeta enano.

Muchos asteroides también tienen lunas. Estos pequeños mundos a veces vuelan cerca de la Tierra y las lunas aparecen en observaciones con radar. Algunos ejemplos famosos de asteroides con lunas incluyen 4 Vesta (que fue visitado por la misión Dawn de la NASA), 243 Ida, 433 Eros y 951 Gaspra. También hay ejemplos de asteroides con anillos, como 10199 Chariklo y 2060 Chiron.

Muchos planetas y mundos de nuestro sistema solar también tienen «lunas» creadas por el hombre, particularmente alrededor de Marte, donde varias sondas orbitan alrededor del planeta haciendo observaciones de su superficie y medio ambiente. Los planetas Mercurio, Venus, Marte , Júpiter y Saturno tenían satélites artificiales observándolos en algún momento de la historia. Otros objetos también tenían satélites artificiales, como el cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko (visitado por la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea) o Vesta y Ceres (ambos visitada por la misión Dawn de la NASA.) Técnicamente hablando, durante las misiones Apolo, los humanos volaron en «lunas» artificiales (naves espaciales) alrededor de nuestra propia luna entre 1968 y 1972. La NASA puede incluso construir una estación espacial «Deep Space Gateway» cerca del luna en las próximas décadas, como a la punto de partida para las misiones humanas a Marte.

Los fanáticos de la película «Avatar» (2009) recordarán que los humanos visitaron Pandora, la luna habitable de un gigante gaseoso llamado Polifemo. Aún no sabemos si hay lunas para exoplanetas, pero sospechamos, dado que los planetas del sistema solar tienen tantas lunas, que los exoplanetas también tienen lunas. En 2014, los científicos hicieron una observación de un objeto que podría interpretarse como una exoluna rodeando un exoplaneta, pero la observación no se puede repetir ya que tuvo lugar cuando el objeto se movió frente a una estrella.