US Air Force
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Esta idea, que ya se dejó ver en 1945, no era nueva y se ajustaba a la fórmula general del físico y matemático ruso Tsiolkowsky, según la cual a cerca de 36 000 km de altura sobre la superficie terrestre la velocidad angular del satélite es igual a la de la Tierra, tal que permanece aparentemente fijo respecto a un observador terrestre (órbita geoestacionaria). Un sencillo cálculo demuestra que a esta distancia del suelo bastan tres ingenios equidistantes para cubrir con haces de radio todo el Globo desde el ecuador hasta latitudes medias.
En plena era de la electromecánica, con las voluminosas válvulas electrónicas o termoiónicas, el satélite de comunicaciones era vivida imaginación y en 1956 el problema de la comunicación intercontinental se solucionó con el tendido de un cable telefónico transoceánico entre Europa y Norteamérica, que facilitaba 36 vías. Nuevas tecnologías y prolongaciones aumentaron esta capacidad a varios centenares, pero el creciente volumen de comunicaciones puso el cable telefónico al límite de sus posibilidades y una serie de pasos espectaculares hicieron practicable el satélite de comunicaciones a más o menos corto plazo. El más importante fue el lanzamiento en octubre de 1957 del primer satélite artificial, el «Sputnik 1», pero también fueron interesantes, aunque menos espectaculares, la aparición en 1958 de los ordenadores transistorizados y el dispositivo generador de luz coherente (láser), entre cuyas posibles aplicaciones estaban el seguimiento de satélites con una precisión casi absoluta y la construcción para estos de giroscopios de mayor estabilidad.
US National Archive
El «Echo 1», primer satélite de comunicaciones, básicamente un globo de plástico aluminizado y diámetro de unos 30 m, hinchable automáticamente en órbita por generadores de gas.
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Esta tardía aplicación del satélite a las comunicaciones se debe a aspectos técnicos y legales, como la altura del espacio aéreo sometido a competencia de un Estado, que no estaba sancionado por ley. Si los últimos se resolvieron por medio de consorcios internacionales, solapados monopolios de las potencias hegemónicas, los técnicos eran de solución más difícil.
El satélite artificial, no obstante una aparente sencillez, planteaba muchas dificultades y en los modelos primitivos el tipo elegido solía ser de dimensiones reducidas, peso pequeño y capacidad para una experiencia.
La colocación en órbita de un ingenio descansa fundamentalmente en la precisión de su cohete impulsor, pues cumple a este transportarlo hasta la altura elegida como perigeo (punto más próximo a la Tierra) e imprimirle la aceleración radial necesaria para impedir que la atracción gravitatoria de la Tierra le atraiga hacia la atmósfera, pero insuficiente para escapar al espacio; es decir, 7’9 km/s o 29 000 km/h. Con una de 11'1 km/s, la llamada «velocidad de escape», el ingenio alcanzaría la Luna; con otra de 11'2 km/h (velocidad de evasión o fuga) vencería la influencia gravitatoria terrestre, convirtiéndose en satélite del Sol.
Bell
El «Telstar 1», de la American Telephone & Telegraph, satélite experimental que permitió la primera comunicación televisiva intercontinental. Fue puesto en órbita en 1962 y pesaba 77 kg.
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La
satelización de un ingenio necesita el despliegue de grandes
potencias a las que no se presta el cohete simple y desde un comienzo
se utilizó el cohete compuesto o superposición de cohetes, que se
van desprendiendo a medida que agotan su propergol, con la
consiguiente reducción de obra muerta a favor de la velocidad. El
más usado era de dos o tres fases, que sobre la velocidad del
sencillo ganan, respectivamente, un 30 y un 45%. Paradójicamente, a
mayor estabilidad del cohete peor dirigibilidad y más preciso a de
ser el tiro. En 1967 apareció el Saturn 5 (Proyecto Apolo),
capaz de satelizar 140 t en órbita baja (LEO), capacidad no igualada
hasta 1987 por el soviético Energía.
Una vez en órbita, el satélite permanece en ella sin necesidad de ningún sistema de propulsión porque progresa a la misma velocidad a la que cae, en una trayectoria casi circular con foco virtual en el centro de la Tierra. Teóricamente puede mantenerse así por tiempo casi indefinido, pero al estar sometido a la fuerza gravitatoria terrestre tiende a perder su energía, principalmente el de órbita baja, dado que incluso a centenares de kilómetros de altitud existen algunas partículas de aire que irán frenándolo continuamente, con la consiguiente pérdida de altura hasta llegar a entrar en zonas atmosféricas más densas, donde se quemará como resultado de la fricción sino está protegido con aislantes térmicos. Es necesario, pues, corregir esta deriva por medio de sistemas de orientación y motores de propulsión a chorro u otros impulsos auxiliares que lo mantengan en el régimen de órbita prefijada.
El gobierno y maniobra en el espacio del satélite es una técnica difícil y tardó en solucionarse. Los satélites que llevan en su exterior dos o más brazos con pilas fotovoltaicas se orientan por el Sol y la Tierra mediante giroscopios de alta precisión. En el caso del satélite de cuerpo cilíndrico cubierto de baterías solares, se orienta por efecto giroscópico del propio satélite, al que se le imprime un movimiento de rotación sobre su eje una vez en órbita. El cometido de estos giroscopios es acusar toda desviación y, ora automáticamente, ora mandado desde tierra, disparar mediante una señal eléctrica el mecanismo de dirección. Agotado el propergol, el satélite caerá inexorablemente a la Tierra en un plazo de pocos años o varios siglos, dependiendo de la altura de su órbita y según sea más grande o pequeña su deriva.
La
corta duración de los satélites primitivos se debía a la pobre
estabilidad y durabilidad de las fuentes de energía a bordo. La más
habitual era la pila solar o fotovoltaica, principalmente de sulfuro
o teluro de cadmio, sistema que presenta algunos inconvenientes:
ocupa gran superficie, su vida no es larga, ha de protegerse mediante
pantallas transparentes de cuarzo y necesita de acumuladores que
restituyan la energía cuando el cono de sombra de la Tierra le priva
de la luz solar. La batería de isótopos radiactivos o central
nuclear en miniatura, más potente y compacta, soluciona algunas de
estas dificultades, pero inutiliza los equipos electrónicos si no
se protegen con una coraza de las radiaciones nocivas. El generador
electroquímico o «pila de combustible», descubierto en 1839, mas
sin empleo útil hasta 1959, convierte directamente la energía
química en electricidad, pero es por extremo de baja potencia,
elevado coste de fabricación y rendimiento y tiene difícil
regulación térmica. La pila de combustible se aplicó en algunos
vehículos tripulados y los rusos hicieron uso de baterías
radiactivas, pero finalmente prevaleció la fotovoltaica al ofrecer
las mejores perspectivas de aprovechamiento y rendimiento.
En relación a la órbita, hay dos tipos principales de aplicación en comunicaciones: elíptica o baja y geoestacionaria. Ambos sistemas ofrecen ventajas. La última permite con un solo satélite cubrir permanentemente con un programa de radio una zona determinada de la Tierra y con tres la cobertura casi total de esta, requiere instalaciones terrestres más sencillas y no presenta el efecto Doppler como factor de distorsión (incremento y disminución de la frecuencia de ondas según se acerca o aleja el satélite de la Tierra). La órbita elíptica, también llamada LEO (Low Earth Orbit), tiene como característica principal una satelización más sencilla y económica. Los rusos tenderían hacia esta última, mientras los norteamericanos lo harían a la geoestacionaria.
CDC
El primer lanzador soviético, el misil intercontinental R-7 «Semiorka» o SS-6 «Sapwood», se ha seguido usando, perfeccionándolo, hasta 1998. Satelizó más de 1 600 ingenios.
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El
tipo de satélite de comunicaciones puede ser activo o pasivo:
el primero, provisto de instrumentación electrónica, recoge la
información y la retransmite a una orden dada; el segundo es un mero
reflector hertziano. Esta es la manera más sencilla y con uno del
tipo se dio el primer paso; pero no satisfizo y pronto se olvidó en
favor del satélite activo. El principal problema del último residía
en la necesidad de utilizar unos equipos de a bordo seguros,
compactos y protegidos contra las radiaciones, principalmente en
aquellos que venían a transitar a unos 8.000
km sobre el ecuador, zona copiosa en protones de altísima energía.
Como la potencia de los equipos de transmisiones estaba limitada por
su peso, el de las baterías de alimentación y el problema del
recalentamiento, se hizo necesario aprovechar al máximo las débiles
señales mediante una antena orientada constantemente hacia la
Tierra, habitualmente paraboloidal.
Evolución histórica. En el XX Congreso del Partido (1956) los soviéticos manifestaron públicamente sus votos de coexistencia pacífica con el mundo capitalista, pero la lucha por el poder que siguió a la muerte de Stalin (1953) no estaba totalmente solucionada y la satelización en noviembre de 1957 del Sputnik 2, con peso y volumen semejantes a las armas atómicas de la época, podía obedecer a motivos científicos o a una táctica de política agresiva.
En virtud del principio de la acción y reacción, Estados Unidos concretó sus actividades a la adquisición de informes sobre los propósitos y posibilidades rusas y pronto ambas potencias antagónicas satelizaron espías intercontinentales disfrazados con fines utilitarios o científicos. Los primeros vehículos espías presentaban órbita baja, corta vida y capacidad de reingreso, esta última para recuperar físicamente la información recabada en el espacio, pero a partir de 1960 aparecieron modelos más perfectos, provistos de cámaras fotográficas de alcance y precisión extraordinarios capaces de utilizar el espectro de rayos infrarrojos, cuyo uso militar se hizo correr parejo a otro científico con resultados prácticos.
US Air Force
El DSCS («Defense Satellite Comunications System»), de las Fuerzas Aéreas estadounidenses. Se han lanzado 28 vehículos desde 1971, todos con órbita geoestacionaria.
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US Air Force
Satélite de comunicaciones estadounidense tipo «Milstar», probablemente el mejor. De 1994 a 2003 se han satelizado en número de seis, uno de ellos en «órbita inútil».
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La investigación y fabricación de componentes semiconductores y de microprocesadores basados en placas, fiables y con escasa disipación de calor, trajo consigo sistemas más eficaces y en la década de 1970 la comunicación espacial estaba totalmente perfilada, orientándose los esfuerzos a perfeccionar la autopropulsión y telemando, propergoles más potentes y miniaturización y fiabilidad de los componentes de abordo.
El gran avance conseguido en satélites de comunicación colocó estos entre los principales blancos de ataque de los anti-satélites, programa netamente ofensivo que la Unión Soviética venía experimentando exitosamente desde 1967 con la persecución y destrucción simulada entre satélites amigos. Una pequeña arma de energía cinética y sin explosivo, bien en la forma de un interceptor coorbital, bien en la de uno de ascensión directa, basta a desestabilizar o averiar un satélite, inutilizándolo en ambos casos, pero en el programa americano Strategic Defence Iniciative (1983) se sopesaron sistemas de armas exóticos, como el láser o los haces de partículas.
Hispasat
Construcción del satélite español «Hispasat 1D», lanzado el 18 de septiembre de 2002. Sus fuentes de energía ofrecen 6 250 W de potencia y costó unos 180 millones de euros.
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En 1981 los norteamericanos inauguraron una segunda generación de lanzadores con el STS (Space Transport System), formado por cohetes simples que remolcan a cuestas un avión aeroespacial, reutilizables ambos y capaz el último de catapultar en órbita cualquier ingenio y atracar en un satélite para repararlo, destruirlo o traerlo al suelo para su examen. Estados Unidos confió una parte creciente de sus satelizaciones al STS y descuidó la fábrica de cohetes, pero en 1988, a raíz del accidente mortal del Challenger, corrigió esta política.
El mejoramiento de los generadores de electricidad y la estabilización en tres ejes con fiabilidad total, que mantiene el panel solar perfectamente orientado hacia el Sol, aumentó la potencia radiante de los satélites y a principios de la década de 1980 aparecieron unos vehículos cuyas emisiones podían ser captadas por antenas de baja ganancia, de sólo 70 cm de diámetro o menos, sin necesidad de infraestructuras terrestres. Estos novedosos ingenios, llamados de «teledifusión directa», se prestaron a conflictos; la Unión Internacional de Telecomunicaciones delimitó alcances y distribuyó las bandas, pero aun concentrando las ondas sobre el país beneficiario, estas pueden ser captadas en otros países, a distancias de varios millares de kilómetros, lo que convirtió estos satélites en instrumentos potenciales de guerra psicológica o propagandística.
El final de la guerra fría y el drástico corte que experimentaron los programas de las fuerzas armadas, principales usuarios de los vehículos espaciales, planteó enormes dificultades económicas a la investigación espacial y las satelizaciones cayeron sensiblemente.
Hispasat
Satélite español «Amazonas», de Hispasat. El 4 de agosto de 2004 se inyectó en una órbita primigenea de 3 142 km y 35 789 de apogeo, con una inclinación de 9º.
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Los
satélites modernos son más eficaces y duraderos gracias al progreso
en el campo de la electrónica, las fuentes de energía y la
precisión de los nuevos cohetes, que ayuda al satélite a situarse
por sí mismo en la órbita prevista con un consumo ínfimo de su
propergol, conservando así intactas sus reservas para ulteriores
correcciones de su deriva.
Existe una nómina de satélites militares, de sus características y sistemas más importantes, pero poco o nada se sabe de sus detalles relevantes, principalmente sobre los progresos conseguidos en la comunicación secreta, cuya etapa moderna se inició durante la II Guerra Mundial con la modulación de haces de rayos infrarrojos, o la supuesta capacidad de los nuevos satélites de comunicaciones para producir fenómenos de interferencia destructiva o «zonas de silencio».
Se
tiene la impresión de que Estados Unidos cuenta con la red más
perfecta del mundo. El Mando Espacial de la Fuerza Aérea tiene
inventariados cinco tipos, dos de comunicaciones: «Milstar» y DSCS.
El primero es un ingenio sincrónico de 4’5 t de peso y un coste
unitario de 800 millones dólares. El DSCS es cuatro veces más
pequeño y económico.
Existe una nómina de satélites militares, de sus características y sistemas más importantes, pero poco o nada se sabe de sus detalles relevantes, principalmente sobre los progresos conseguidos en la comunicación secreta, cuya etapa moderna se inició durante la II Guerra Mundial con la modulación de haces de rayos infrarrojos, o la supuesta capacidad de los nuevos satélites de comunicaciones para producir fenómenos de interferencia destructiva o «zonas de silencio».
National Air and Space Museum
El tipo estadounidense «Iridium», con 94 satélites, numéricamente el más importantes tras los rusos «Cosmos» (546) y «Mólniya» (164).
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Consignar las características de estos ingenios es insubstancial; la tecnología en el campo de las aplicaciones militares es objeto de patentes y de secretos en su mayor parte. Esta inflexible política de discreción estorba una exposición esencial de la capacidad de estos sistemas y aun de los ingenios afectos por cuanto la miniaturización de los equipos y la multiplicación extraordinaria de experiencias consiente a un satélite científico realizar esporádica, paralela o específicamente cometidos militares.
El satélite de comunicaciones tiene metas sociales definidas, pero existen dudas sobre el alcance real y las motivaciones de los nuevos ingenios. La red clandestina de espionaje electrónico Echelon comprobó el uso degenerado que puede hacerse del vehículo de comunicación espacial. La lección que debe extraerse de esta actuación fuera de las normas legales es que el satélite de comunicaciones puede terminar al servicio de organizaciones secretas interesadas en el adoctrinamiento de masas o la consecución de un campo universal de operaciones comerciales. Desde esta perspectiva y supuesto su papel esencial para la conducción de los asuntos humanos, el satélite de comunicaciones puede tener repercusiones dramáticas en la vida de las futuras generaciones.
CDC
Corrector del motor, reserva de calor útil, radiador de calor y equipo de refrigeración de un satélite de comunicaciones ruso tipo «Mólniya», en una de sus primeras versiones.
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La sociedad que opera estos satélites, Hispasat, creada en 1989, está considerada una de las más adelantadas y es propietaria de Hispasat Brasil. También está sujeta a votos españoles Hispasat México.
España, Francia, Italia y Reino Unido son los únicos países europeos con una red militar autónoma de satélites de comunicaciones.
Satélites
españoles
|
||||||||
Nombre
|
Año
|
Cometido
|
Perigeo y apogeo (km)
|
Inclinación
|
Periodo (min.)
|
Lanzador
|
Repetidores (1)
|
|
Intasat
|
1974
|
Científico
|
1441 y 1455
|
101’9º
|
114’8
|
Thor Delta
|
—
|
|
Hispasat
1A
|
1992
|
Comunicación
|
Geoestacionario 30º O
|
Ariane V53
|
12 Ku y 1 X
|
|||
Hispasat
1B
|
1993
|
Comunicación
|
Geoestacionario 30ª O
|
Ariane V58
|
12 Ku y 1 X
|
|||
Upmasat (2)
|
1995
|
Comunicación
|
665 y 675
|
98’1º
|
98’2
|
Ariane V75
|
¿?
|
|
Minisat 1
|
1997
|
Científico
|
562 y 581
|
151º
|
96’1
|
Pegasus
|
—
|
|
Hispasat
1C
|
2000
|
Comunicación
|
Geoestacionario 30º O
|
Atlas 2AS
|
24 Ku
|
|||
Hispasat
1D
|
2002
|
Comunicación
|
Geoestacionario 30º O
|
Atlas 2AS
|
28 Ku
|
|||
Amazonas
|
2004
|
Comunicación
|
Geoestacionario 61º O
|
Proton M
|
32 Ku y 9 C
|
|||
Nanosat
(2)
|
2004
|
Comunicación
|
657 y 666
|
98’1º
|
98
|
Ariane 165
|
Infrarroja
|
|
Xtar-Eur
|
2005
|
Comunicación
|
Geoestacionario 29º E
|
Ariane 164
|
12 X
|
|||
Spainsat
|
2006
|
Comunicación
|
Geoestacionario 30º O
|
—
|
13 X y 1 Ka
|
|||
1)
Bandas: «C», 3’7 a 6’4 Ghz; «X», 7’9 a 8’4 Ghz;
«Ku», 10’7 a 12’75 Ghz; «Ka», 17’7 a 21’2 Ghz; 2)
Experimental.
|
Centro de Documentación Católico (CDC)
Primeros
satélites de comunicaciones
|
||||||||
Nombre
|
Lanzamiento
|
Peso
(kg) |
Periodo
(min.) |
Perigeo
(km) |
Apogeo
|
Inclinación
|
País
|
Caída o pérdida
|
Store
|
18-XII-1958
|
70
|
101’5
|
185
|
1.484
|
32’3º
|
EEUU
|
I-1959
|
Echo 1
|
12-XII-1960
|
61
|
117’3
|
966
|
2.157
|
47’3º
|
EEUU
|
V-1968
|
Courier 1
|
4-X-1960
|
—
|
107’1
|
967
|
1.214
|
28’3º
|
EEUU
|
X-1960
|
West F.
|
21-X-1961
|
—
|
165’7
|
3 508
|
3 734
|
95’9º
|
EEUU
|
XII-1961
|
Oscar 1
|
12-XII-1961
|
4’5
|
91’8
|
245
|
474
|
81’2º
|
EEUU
|
I-1962
|
Oscar 2
|
2-VI-1962
|
4’5
|
89’8
|
188
|
339
|
74’2º
|
EEUU
|
VI-1962
|
Telstar 1
|
10-VII-1962
|
77
|
157’8
|
955
|
4 830
|
44’7º
|
EEUU
|
II-1963
|
Relay 1
|
13-XII-1962
|
80
|
185’1
|
1 323
|
7 433
|
47’4º
|
EEUU
|
II-1965
|
Telstar 2
|
10-VII-1962
|
79
|
157’8
|
942
|
5 646
|
44’8º
|
EEUU
|
II-1963
|
Syncom 2
|
26-VII-1963
|
40
|
Geoestacionario
|
EEUU
|
—
|
|||
Relay 2
|
21-I-1964
|
86
|
194’7
|
1 960
|
7 541
|
46’4º
|
EEUU
|
IX-1965
|
Echo 2
|
25-I-1964
|
256
|
108’8
|
1 030
|
1 315
|
81’5º
|
EEUU
|
IX-1969
|
Syncom 3
|
19-VIII-1964
|
40
|
Geoestacionario
|
EEUU
|
—
|
|||
Oscar 3
|
9-III-1965
|
18
|
102’7
|
874
|
902
|
70’1º
|
EEUU
|
—
|
Intel 101
|
6-IV-1965
|
38’5
|
Geoestacionario
|
Internacional
|
V-1970
|
|||
Mólniya 1
|
23-IV-1965
|
900
|
—
|
538
|
39 300
|
65’5º
|
URSS
|
XII-1965
|
Oscar
4
|
21-XII-1965
|
18
|
587’5
|
162
|
33 549
|
26’8º
|
EEUU
|
IV-1976
|
Centro de Documentación Católico