La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

Satélites artificiales Observatorio Astronómico Nacional J. Gregorio Portilla Universidad Nacional de Colombia Cátedra José Celestino Mutis.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "Satélites artificiales Observatorio Astronómico Nacional J. Gregorio Portilla Universidad Nacional de Colombia Cátedra José Celestino Mutis."— Transcripción de la presentación:

1 Satélites artificiales Observatorio Astronómico Nacional J. Gregorio Portilla Universidad Nacional de Colombia Cátedra José Celestino Mutis

2 Antes del 4 de octubre de 1957…

3 km

4 Isaac Newton (1687) Mecánica celeste

5 Línea recta Elipse ParábolaHipérbola

6 ¿Cómo colocar una luna artificial? ¿Cómo hacer que un cuerpo escape de la Tierra?

7 Consideremos dos cuerpos Tierra

8 Newton demostró que cuerpos esféricos se comportan como si toda la masa estuviera concentrada en su centro Tierra

9 Velocidad inicial cero Tierra La trayectoria es una línea recta

10 Velocidad inicial distinta de cero pero va en la dirección de la línea vertical Tierra La trayectoria es de nuevo una línea recta

11 La trayectoria es un óvalo Tierra Si la velocidad inicial no es cero pero tiene una componente tangencial

12 En la vida real, el cuerpo lanzado choca con la superficie terrestre Tierra

13 Vamos a aumentar la velocidad de lanzamiento Tierra El objeto está cayendo y finalmente choca con la superficie

14 Sigamos aumentando la velocidad… Tierra

15 Sigamos aumentando la velocidad… El objeto queda perpetuamente dotado de movimiento Hay una velocidad mínima para la cual el objeto queda en órbita

16 Sigamos aumentando la velocidad…

17 El objeto escapa… Hay una velocidad mínima para la cual el objeto escapa (parábola)

18 Velocidad orbital G=6.67X (MKS) V=8000 m = 8 km/s Esta es una velocidad enorme!!! h = 8850 m M=6X10 24 kg R= m

19 Velocidad de escape G=6.67X (MKS) V=11300 m = 11.3 km/s Y esta con más veras h = 8850 m M=6X10 24 kg R= m

20 Plaza de Bolívar Aeropuerto El Dorado 8 kilómetros en 1 segundo

21 150 km/h =0.041 km/s 800 m/s =0.8 km/s 3.3 mach =0.98 km/s 3-4 km/s Comparación de velocidades

22 Y, entonces, ¿cómo lograr velocidades del orden de 8-11 km/s?

23 Acción-reacción Aire La velocidad del globo depende de: La velocidad de salida del aire La cantidad de gas que hay originalmente

24 Gases Calientes Carga útil Cohete Velocidad de los gases: 2-3 km/s La masa original del cohete es varias veces la masa de la carga útil

25 Pero, ¿siempre es necesario usar un cohete para colocar un satélite en cualquier parte del sistema solar? No necesariamente, pues todo depende del objeto en el que se quiera colocar un satélite

26 M = 1 X kg R = 10 km h = 2 m v = 8 m/s Hasta con la fuerza de un niño es posible colocar un satélite

27 Fase propulsada… Inyección

28 Trayectoria balística

29

30 Fase propulsada Tierra Inyección Fase balística

31 1 etapa 2 etapa 3 etapa Carga útil Para lograr en la práctica velocidades orbitales se necesitan cohetes multietapas

32

33 R-7 Primer misil balístico intercontinental

34 El 4 de octubre de 1957 quedaron en realidad tres objetos en órbita terrestre Sputnik Cono protector Cohete R7

35 950 km 228 km Órbita del Sputnik I

36 Para marzo del 2009, existían 900 satélites operacionales junto con residuos espaciales rastreados (> 10 cm) con posiblemente trozos no rastreables ( cm) Han existido más de 6000 lanzamientos (EEUU, Rusia, Japón, China, Francia, India, Israel, Australia, Reino unido)

37 Las órbitas de los satélites no son elipses perfectas Existencia de varias fuerzas: Atracción del Sol y la Luna No esfericidad de la tierra Presencia de una atmósfera Presión de la luz

38 Tierra km km La Luna y el Sol afectan la trayectoria de un satélite Luna Sol

39 La fuerza que más afecta la trayectoria elíptica de un satélite es el debido a la forma irregular de la misma Tierra

40 La atmósfera terrestre ejerce una fuerza de resistencia que afecta el movimiento de los satélites de baja altura

41 Caída en espiral de un satélite a baja altura Interacción de un satélite artificial con las capas altas de la atmósfera

42 Variación de la altura de la Estación Espacial Internacional

43 Casi siempre los satélites de baja altura se queman y desaparecen en las capas altas de la atmósfera

44 Algunos objetos en su reentrada no se queman totalmente y logran llegar hasta la superficie de la Tierra

45 Presión de radiación SOL Tierra

46 Examinemos rápidamente los tipos de órbitas características de los satélites

47 Tierra No es posible colocar un satélite a 10 km A esa altura hay muchas moléculas de aire A 10 km/s se quema completamente por la fricción 50 km 20 km 150 km 100 km

48 Satélites de baja altura Altura (km) Vel (km/s) Periodo (min) Espionaje Meteorológicos Telescopios Estaciones espaciales Telefonía Búsqueda de recursos 6300 km

49 Satélites de altura intermedia Altura (km) Vel (km/s) Periodo 88 m 13 h Telefonía Navegación

50 Satélites de órbita geoestacionaria Altura (km) Vel (km/s) 3.0 Periodo 24 h Comunicaciones Meteorológicos Alerta temprana Órbita Molniya

51 Órbita lunar Altura (km) Vel. (Km/s) 1 Periodo 27.3 d

52 Examinemos las ventajas se se sacan de colocar uno o varios objetos girando incesamente varios centenares o miles de kilómetros sobre la superficie de la Tierra

53 Problema de las telecomunicaciones Tierra Luna

54 Un satélite de baja altura tiene un periodo orbital muy corto (90 min)

55 35800 km Situado a esa altura, con órbita circular y sobre el ecuador terrestre el satélite aparece para alguien en la Tierra como un punto fijo en el cielo Satélites geoestacionarios

56 Televisión Satelital (Direct TV) Las antenas parabólicas apuntan a satélites geoestacionarios

57 Tierra Geoestacionario Satélites de reconocimiento

58 Pueden identificar objetos con tamaños hasta de 10 cm Electro-ópticos Térmicos (ir) Radar

59 Satélites meteorológicos

60 Satélites de navegación Global positioning system (GPS)

61 Recursos naturales

62 Fotografía de un campo de marihuana (zona negra)… en Estados Unidos

63 Telefonía global 66 satélites en órbita baja en 8 planos a una altura de 800 km Iridium

64 Exploración del espacio El ojo humano sólo es sensible a una pequeña parte del llamado espectro electromagnético

65 La atmósfera bloquea gran parte del espectro

66 Explosiones de rayos gamma (23 enero 1999) Cygnus X-1 Detección de agua en el exoplaneta HD189733b

67 Satélites para la exploración del espacio Los astros centellean Dificultad en alcanzar los poderes de resolución teóricos de telescopios * * Atmósfera terrestre Estrellas muy próximas

68 Telescopio Espacial Hubble Satélite de baja altura cuyas fotografías son de muy alta resolución No es el telescopio más grande del mundo, pero tiene la ventaja de que está por encima de la atmósfera

69 Los sat é lites de baja altura se pueden ver a simple vista Hay que especificar las coordenadas terrestes del observador as í como su Huso Horario

70 Los satélites llevan 53 años y han cambiado nuestra forma de vida y la manera como vemos al mundo y al Universo

71 Muchas gracias!!!

72 Fase propulsada Tierra Inyección Fase balística

73 1 etapa 2 etapa 3 etapa Carga útil Para lograr en la práctica velocidades orbitales se necesitan cohetes multietapas

74

75

76 Newton demostró que cuerpos esféricos se comportan como si toda la masa estuviera concentrada en su centro Tierra


Descargar ppt "Satélites artificiales Observatorio Astronómico Nacional J. Gregorio Portilla Universidad Nacional de Colombia Cátedra José Celestino Mutis."

Presentaciones similares


Anuncios Google