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Los satélites de comunicaciones

Los satélites de comunicaciones

Los satélites de comunicaciones

En el sistema mundial de telecomunicaciones, el uso de satélites artificiales para proporcionar enlaces de comunicación satelital entre varios puntos en tierra juega un papel vital. Aproximadamente, hay 5.600 satélites artificiales que orbitan alrededor de la Tierra y retransmiten señales analógicas y digitales que transportan voz, video y datos hacia y desde una o varias ubicaciones en todo el mundo.

Los satélites de comunicación proporcionan los puentes para una serie de mercados especializados en telecomunicaciones comerciales y privadas, que crean lazos entre las naciones fortaleciendo la interconectividad a nivel global.

La comunicación por satélite tiene dos componentes principales: el segmento terrestre, que consta de transmisión, recepción y equipos auxiliares fijos o móviles, y el segmento espacial, que es principalmente el propio satélite.

Un enlace satelital típico implica la transmisión o el enlace ascendente de una señal desde una estación terrestre hasta un satélite, el cual recibe y amplifica la señal y la retransmite a la Tierra, donde las estaciones y terminales terrestres la reciben y la vuelven a amplificar. Los receptores satelitales en tierra incluyen equipos satelitales fijos, equipos móviles de recepción en aeronaves, teléfonos satelitales y dispositivos portátiles.


¿Cómo funciona un satélite?

Un satélite de comunicaciones es un sistema independiente que flota en el espacio. Proporciona su propio suministro de energía eléctrica, mantiene su altitud, resiste el entorno hostil del espacio y se encarga de que los dispositivos de la misión funcionen normalmente durante la vida útil requerida.

El diseño de un satélite consiste en el diseño conceptual, el diseño preliminar y el diseño crítico, basados ​​en un plan de sistemas de comunicaciones satelitales, además del diseño de requisitos de desempeño y la construcción de varios modelos de fabricación (BBM, modelo de tablero; EM, modelo de ingeniería; PFM, proto modelo de vuelo y, FM, modelo de vuelo).

El satélite debe pasar una prueba de vacío térmico simulada en una cámara espacial, así como vibraciones y otras pruebas necesarias, antes de ser cargado y lanzado en un cohete.


Componentes principales de un satélite

  • Sistema de comunicaciones: incluye las antenas y transpondedores para recibir y retransmitir señales.
  • Sistema de energía: contiene paneles solares que proporcionan energía; en ese sentido, durante toda la vida útil del satélite, su mayor fuente de energía es la luz solar. Sin embargo, también tiene baterías a bordo para proporcionar energía cuando el Sol está bloqueado por la Tierra.
  • Sistema de propulsión: proporciona los cohetes que impulsan el satélite y es necesario para llegar a la ubicación orbital correcta y hacer correcciones ocasionales a esa posición; un satélite en la órbita geoestacionaria puede desviarse hasta un grado cada año de norte a sur o de este a oeste, debido a la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol. El mantenimiento de la posición orbital de un satélite se denomina “mantenimiento de la estación” y, las correcciones, “control de actitud”. La vida útil de un satélite está determinada por la cantidad de combustible que tiene para impulsar estos propulsores. Una vez se acaba el combustible, el satélite finalmente se desplaza hacia el espacio y deja de funcionar, convirtiéndose en basura espacial.

Los satélites operan en temperaturas extremas de -150 °C (-238 °F) a 150 °C (300 °F) y pueden estar sujetos a radiación en el espacio, por lo cual los componentes del satélite que estarían expuestos están protegidos con aluminio y otros materiales resistentes a la radiación.

El sistema térmico de un satélite protege sus componentes electrónicos y mecánicos sensibles y lo mantiene en la temperatura óptima para garantizar su funcionamiento continuo. Así mismo, también protege los componentes sensibles del satélite de los cambios extremos de temperatura; activa los mecanismos de refrigeración cuando hace demasiado calor y los sistemas de calefacción cuando hace demasiado frío.

El sistema de telemetría y control de un satélite es un enlace de comunicación bidireccional entre el satélite y la Tierra. Esto permite que una estación terrestre rastree la posición de un satélite y controle su propulsión, temperatura y otros de sus sistemas. También puede monitorear la temperatura, los voltajes eléctricos y demás parámetros importantes de un satélite.

Los satélites de comunicación van desde los microsatélites —que pesan menos de un kilogramo (2,2 libras)— hasta los grandes satélites —más de 6 500 kilos (14 000 libras). Los avances en miniaturización y digitalización han aumentado sustancialmente la capacidad de los satélites a lo largo de los años. Early Bird tenía solo un transpondedor capaz de enviar solo un canal de televisión y, por el contrario, la serie de satélites Boeing 702 puede tener más de 100 transpondedores; con el uso de la tecnología de compresión digital, cada transpondedor puede tener hasta 16 canales, proporcionando más de 1 600 canales de televisión a través de un satélite.


Las orbitas de los satélites

Los satélites operan en tres órbitas diferentes:

  • Órbita terrestre baja (LEO): están posicionados a una altitud entre 160 km y 1 600 km (de 100 a 1 000 millas) sobre la Tierra.
  • Órbita terrestre media (MEO): operan de 10 000 a 20 000 km (de 6 300 a 12 500 millas) de la Tierra.
  • Órbita geoestacionaria o geosíncrona (GEO): están ubicados a 35 786 km (22 236 millas) sobre la Tierra, donde completan una órbita en 24 horas y, por lo tanto, permanecen fijos en un punto.

De igual forma, solo se necesitan tres satélites GEO para brindar cobertura global, mientras que se necesitan 20 o más satélites para cubrir toda la Tierra desde LEO y 10 o más en MEO. Además, la comunicación con satélites en LEO y MEO requiere antenas de seguimiento en tierra para garantizar una conexión perfecta intersatelital.

Una señal que rebota en un satélite GEO tarda aproximadamente 0,22 segundos viajando a la velocidad de la luz desde la Tierra hasta el satélite y viceversa. Este retraso plantea algunos problemas para aplicaciones como los servicios de voz y la telefonía móvil, por lo cual la mayoría de estos servicios suele utilizar satélites LEO o MEO para evitar retrasos en la señal. Los satélites GEO generalmente se usan para aplicaciones de transmisión y datos, debido a que pueden cubrir un área más grande en el suelo.


Generalidades sobre la construcción de los satélites

En el espacio existen más de 5 mil satélites provenientes de la Tierra y, actualmente, cada uno de ellos cuenta con una vida útil de entre 5 y 15 años.

Se clasifican en dos categorías:

  • Dispositivos de comunicaciones: permiten la transmisión de señales de radio y televisión entre dos zonas determinadas del planeta; sirven como un método para “iluminar” ciertas zonas del mundo
  • Dispositivos de observación: se limitan a recopilar datos e información.

Construir un satélite es una tarea de alto costo debido a los materiales que se requieren en el proceso de manufactura, particularmente por las especificaciones mínimas a cumplir. Estos dispositivos necesitan soportar la radiación del espacio, ser suficientemente resistentes a la presión de viajar por el espacio a una velocidad constante de 700 kilómetros por hora y, además, tener la solidez adecuada para no sufrir daños ante posibles impactos de basura espacial o de asteroides de menor tamaño.

Para fabricar un satélite, generalmente se utiliza:

  • Materiales al estilo del Kevlar, el cual no se derrite sino hasta alcanzar temperaturas muy altas.
  • Fibra de carbono, la cual, por sus propiedades físicas, goza de una alta resistencia.
  • Titanio, por su alta fortaleza ante los efectos de la oxidación.
  • Aluminio, por ser reciclable y ligero.
  • Nanotubos de carbono, remarcables por su fuerza.

Así mismo, antes de comenzar con la construcción, se necesita determinar la función del satélite, ya que no todos los dispositivos se pueden elaborar de la misma forma. A cada uno se le debe asignar un canal de comunicación específico y, además, es necesario diseñarlo adecuadamente con el objetivo de emitir las señales indicadas, conforme al formato de transmisión elegido. En este sentido, se clasifican según la órbita: baja, media o de transferencia geoestacionaria.

AXESS, como una de las empresas especializadas y líder en esta industria, utiliza satélites de comunicaciones para brindar a los usuarios servicios de Internet satelital. Así mismo, el servicio es ofertado para algunos representantes del sector empresarial (pesquero, petrolero, minero y bancario), los cuales tienen requerimientos de conectividad en zonas remotas.


¿Tiene alguna duda o quiere conocer más sobre este tema?

En AXESS Networks estamos siempre dispuestos a brindarle soluciones clave, a la medida de sus necesidades y de sus requerimientos individuales, sin importar ni el sector económico ni la industria a la cual pertenezca, ni la zona ni las condiciones de operación en las que debamos estar.

Somos expertos en conectividad satelital y en aportarle un valor agregado para apoyar la producción. Si quiere obtener más información sobre nuestras soluciones y servicios, Lo invitamos a escribirnos a mercadeo@axessnet.com

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