“4.2 Comunicaciones a través de satélites: Tipos, orbitas satelitales, sistemas de comunicación por satélite, estaciones terrestres, y sistemas de posicionamiento global” Rogelio Ferreira Escutia

Primeros Satélites 2

Sputnik La Unión Soviética, desde el Cosmódromo de Baikonur, lanzó el primer satélite artificial de la humanidad, el 4 de octubre de 1957. Este programa fue llamado Sputnik, el cual al momento de colocarse exitosamente en órbita, emitió unas señales radiales en forma de pitidos, demostrando el éxito alcanzado por los científicos soviéticos. Este programa fué seguido por otros logros rusos, como los programas Sputnik 2 y 3. “Satélite Artificial”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_artificial , abril 2015 3

Sputnik “Satélite Artificial”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_artificial , abril 2015 4

Sputnik Con el Sputnik 2, la URSS logró colocar en órbita el primer animal en la historia, la perra llamada Laika. “Satélite Artificial”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_artificial , abril 2015 5

Explorer 1 El Explorer 1 fué el primer satélite artificial puesto en órbita terrestre por Estados Unidos. Fué lanzado a las 22:48 horas EST del 31 de enero (03:48 del 1 de febrero en UTC) de 1958 desde el Complejo de Lanzamiento 26 (LC-26) de la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral a bordo del cohete Juno I, como parte del Año Geofísico Internacional. “Explorer 1”, http://es.wikipedia.org/wiki/Explorer_1 , abril 2015 6

Explorer 1 “Explorer 1”, http://es.wikipedia.org/wiki/Explorer_1 , abril 2015 7

Telstar El Telstar fué el primer satélite artificial de telecomunicaciones comercial del mundo, y fué puesto en órbita terrestre por los Estados Unidos. Fué lanzado el 10 de julio de 1962 por un cohete Delta, y estaba diseñado para retransmitir televisión, teléfono y datos de comunicaciones a alta velocidad. “Telstar”, http://es.wikipedia.org/wiki/Telstar_%28sat%C3%A9lite%29 , abril 2015 8

Telstar Masa: 77 kg Perigeo: 945 km Apogeo: 5643 km Inclinación orbital: 44,8 grados Período: 157,8 minutos “Telstar”, http://es.wikipedia.org/wiki/Telstar_%28sat%C3%A9lite%29 , abril 2015 9

“Satélite Artificial”, http://es. wikipedia “Satélite Artificial”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_artificial , abril 2015 10

Morelos I El Morelos I fue el primer satélite de comunicaciones mexicano. Construido y puesto en órbita bajo contrato dado por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes al Grupo de Espacio y Comunicaciones de Hughes. Fué lanzado en Cabo Cañaveral en el transbordador espacial Discovery de la NASA, el 17 de junio de 1985 a las 07:33 UTC. Entrando en órbita geoestacionaria el 17 de diciembre de 1985. Formó parte de una serie de satélites de comunicaciones mexicanos Morelos y actualmente es basura espacial inubicable. “Morelos I”, http://es.wikipedia.org/wiki/Morelos_I , abril 2015 11

Morelos I “Morelos I”, http://es.wikipedia.org/wiki/Morelos_I , abril 2015 12

Morelos I Tipo de satélite: comunicación Modelo: Hughes HS-376. Longitud desplegado en órbita: 6,58 m Diámetro: 2,2 m Peso en operación: 512.0 kg Elementos principales: cuatro motores de hidracina con 132 kg de combustible para un tiempo de vida de servicio de 9 años. Estable mediante rotación. Cobertura: el territorio mexicano. Servicios: telefonía, datos, televisión. Lanzamiento: 17 de junio de 1985 durante la misión STS-51-G del transbordador espacial Discovery. Posición orbital: 113.5° Oeste “Morelos I”, http://es.wikipedia.org/wiki/Morelos_I , abril 2015 13

Primer Astronauta Mexicano Rodolfo Neri Vela, primer astronauta mexicano, viajó en la misión STS-61-B de la NASA en la puesta en órbita del Morelos II en 1985. “Morelos I”, http://es.wikipedia.org/wiki/Morelos_I , abril 2015 14

Satélites Actuales de México “Morelos I”, http://es.wikipedia.org/wiki/Morelos_I , abril 2015 15

Fotografía Satelital (.3m) “Digital Globe”, https://www.digitalglobe.com/ , abril 2015 16

Orbitas Satelitales 17

Objetos en Orbita “Orbita”, http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbita , abril 2015 18

Tipos de Orbitas 1 : La tierra 2 : Zona de órbitas bajas: 3 : Zona de órbitas medias 4 : Órbita geoestacionaria “Morelos I”, http://es.wikipedia.org/wiki/Morelos_I , abril 2015 19

Orbita Terrestre Baja Entre 200 y 2.000 km de altura. Utilizada por la mayoría de satélites de observación y también para la Estación Espacial Internacional, el telescopio espacial 'Hubble' y los transbordadores espaciales. “Orbitas de Satélites Artificiales”, http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbitas_de_sat%C3%A9lites_artificiales , abril 2015 20

Orbita Terrestre Media Entre 2.000 y 35.786 km de altura. Actualmente utilizada por los sistemas de navegación global (como el GPS o el Galileo ) “Orbitas de Satélites Artificiales”, http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbitas_de_sat%C3%A9lites_artificiales , abril 2015 21

Orbita Geosíncrona A 35.786 km de altura. Este tipo de órbita tiene la particularidad de que su periodo es igual al periodo de rotación de la Tierra. También a esta altura se les conoce como Órbita geoestacionaria y su inclinación y excentricidad son igual a cero y es utilizada por satélites meteorológicos y de comunicaciones que necesitan estar siempre sobre el mismo punto de la superficie. “Orbitas de Satélites Artificiales”, http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbitas_de_sat%C3%A9lites_artificiales , abril 2015 22

Orbita Geoestacionaria “Orbita”, http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbita , abril 2015 23

Sistemas de Comunicación Por Satélite 24

Estaciones Terrestres 25

Posicionamiento Global Sistemas de Posicionamiento Global 26

Conceptos sobre GPS El sistema de posicionamiento global (GPS) es un sistema que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto (una persona, un vehículo) con una precisión de hasta centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. “Sistema de Geoposicionamiento Global”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_globals ,mayo 2015 27

Desarrollo del GPS El sistema fué desarrollado, instalado y empleado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Para determinar las posiciones en el globo, el sistema GPS está constituido por 24 satélites y utiliza la trilateración. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a 20 200 km de altura, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. “Sistema de Geoposicionamiento Global”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_globals ,mayo 2015 28

Funcionamiento del GPS (1) Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante el método de trilateración inversa, la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. “Sistema de Geoposicionamiento Global”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_globals ,mayo 2015 29

Funcionamiento del GPS (2) Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites. “Sistema de Geoposicionamiento Global”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_globals ,mayo 2015 30

Otros sistemas GPS La antigua Unión Soviética construyó un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa. Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado Galileo. A su vez, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominado Beidou, prevén que cuente con 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deberá contar con 30 satélites. En abril de 2011 tenían ocho en órbita. “Sistema de Geoposicionamiento Global”, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_globals ,mayo 2015 31

Rogelio Ferreira Escutia Instituto Tecnológico de Morelia Departamento de Sistemas y Computación Correo: rogelio@itmorelia.edu.mx rogeplus@gmail.com Página Web: http://antares.itmorelia.edu.mx/~kaos/ http://www.xumarhu.net/ Twitter: http://twitter.com/rogeplus Facebook: http://www.facebook.com/groups/xumarhu.net/ 32