L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

Òrbita geoestacionaria

Una òrbita geoestacionaria o GEO (de l'anglés geosynchronous equatorial orbit), és un tipo particular d'òrbita geosincrónica o òrbita geosíncrona: és una òrbita en el pla equatorial terrestre, en una excentricitat nula (òrbita circular) i un moviment d'Oest a Este. És una òrbita circular a 35 786 quilómetros de distància de la superfície de la Terra (a 42 164 km del centre de la Terra), sobre l'equador, i orbitando en el mateix sentit que la rotació de la Terra.

Simulació d'una òrbita geoestacionaria.
Vista de dos òrbites geostacionarias
Vista lateral de dos òrbites geostacionarias.
Àrea coberta per un satèlit geoestacionario.
Òrbita geosíncrona no geoestacionaria. Semieix major = 42165 km. Excentricitat = 0º(circular). Inclinament = 45º

Des de terra, un objecte geoestacionario sembla immòvil en el cel i, per tant, és l'òrbita de major interés per als operadors de satèlits artificials de comunicació i de televisió. Açò és perque el seu periodo orbital és igual al periodo de rotació sidéreo de la Terra, 23 hores, 56 minuts i 4,09 segons. Degut a que el seu latitut sempre és igual a 0°, les localisacions dels satèlits solament varien en el seu llongitut.

L'idea d'un satèlit geosíncrono per a comunicacions es va publicar per primera volta en 1928 per Herman Potočnik.[1] L'idea d'òrbita geoestacionaria es va popularisar per l'escritor de ciència ficció Arthur C. Clarke en 1945 com una òrbita útil per a satèlits de comunicacions. En conseqüència, algunes voltes es referix a esta òrbita com a òrbita de Clarke. D'igual manera, el cinturó de Clarke és la zona de l'espai, aproximadament a 35 786 km sobre nivell de la mar, en el pla de l'equador a on es pot conseguir òrbites geoestacionarias.

Les òrbites geoestacionarias són útils degut a que un satèlit sembla estàtic respecte a un punt fix de la Terra en rotació. El satèlit orbita en la direcció de la rotació de la Terra, a una altitut de 35 786 km. Esta altitut és significativa ya que produïx un periodo orbital igual al periodo de rotació de la Terra, conegut com dia sideral. Com a resultat, es pot apuntar una antena a una direcció fixa i mantindre un enllaç permanent en el satèlit. S'utilisa una òrbita de transferència geoestacionaria per a traslladar un satèlit des d'òrbita terrestre baixa fins a una òrbita geoestacionaria.

Història

 
Syncom 2, el primer satèlit geosíncrono


En 1929, Herman Potočnik va descriure tant les òrbites geosíncronas en general com el cas especial de l'òrbita terrestre geoestacionaria en particular com a òrbites útils per a estacions espacials.[2] La primera aparició d'una òrbita geoestacionaria en la lliteratura popular va ser en octubre de 1942, en el primer relat Venus Equilateral de George O. Smith,[3] pero Smith no va entrar en detalls. L'autor britànic de ciència ficció Arthur C. Clarke va popularisar i va ampliar el concepte en un artícul de 1945 titulat Extra-Terrestrial Relays - Ca Rocket Stations Give Worldwide Ràdio Coverage? publicat en la revista Wireless World. Clarke va reconéixer la conexió en la seua introducció a The Complete Venus Equilateral.[4][5] L'òrbita, que Clarke va descriure per primera volta com a útil per als satèlits de comunicacions de radiodifusió i retransmissió,[5] a voltes es denomina Òrbita Clarke.[6] Aixina mateix, el conjunt de satèlits artificials en esta òrbita es coneix com a Cinturó Clarke.[7]

En la terminologia tècnica, l'òrbita es denomina equatorial geoestacionaria o geosincrónica, térmens que s'utilisen indistintament[7].

El primer satèlit geoestacionario va ser dissenyat per Harold Rosen mentres treballava en Hughes Aircraft en 1959. Inspirat pel Sputnik 1, volia utilisar un satèlit geoestacionario per a globalisar les comunicacions. Llavors, les telecomunicacions entre Estats Units i Europa només eren possibles entre 136 persones al mateix temps, i depenien de radis d'alta freqüència i d'un cable submarí.[8]


En aquella época es pensava que colocar un satèlit en òrbita geoestacionaria requeriria massa potència d'eixida i que no sobreviuria lo suficient com per a justificar la despesa,[9] per lo que els primers esforços es varen dirigir cap a constelacions de satèlits en òrbita terrestre baixa o mija.[10] Els primers varen ser els satèlits globo passius Tire en 1960, seguits del Telstar 1 en 1962.[11] Encara que estos proyectes tenien dificultats en l'intensitat de la senyal i el seguiment, que podrien resoldre's per mig de satèlits geoestacionarios, el concepte es considerava poc pràctic, per lo que Hughes a sovint retenia els fondos i el respal.[10][12]

En 1961, Rosen i el seu equip havien fabricat un prototip cilíndric en un diàmetro de 76 centímetros (30 polzades), una altura de 38 centímetros (15 polzades) i un pes d'11,3 quilograms (25 lliures), lo suficientment llauger i chicotet per a ser posat en òrbita. S'estabilisava el gir en una antena dipol que produïa una ona en forma de tortita..[13] En agost de 1961, els varen contractar per a escomençar a construir el satèlit real.[12] Varen perdre el Syncom 1 per un fallo electrònic, pero el Syncom 2 es va colocar en èxit en una òrbita geosíncrona en 1963. Encara que la seua òrbita inclinada requeria antenes mòvils, va ser capaç de retransmetre les emissions de televisió i va permetre al president de EE. UU. John F. Kennedy telefonejar al primer ministre nigerià Abubakar Tafawa Balewa des d'un barco el 23 d'agost de 1963.[10][14]

El primer satèlit colocat en òrbita geoestacionaria va ser el Syncom 3, llançat en una eixida Delta D en 1964.[15] Gràcies al seu major ample de banda, este satèlit va poder transmetre en directe des de Japó a Estats Units la cobertura dels Jocs Olímpics d'Estiu. Des de llavors, les òrbites geoestacionarias han segut d'us comú, en particular per a la televisió per satèlit.[10]


En l'actualitat hi ha centenars de satèlits geoestacionaris que proporcionen servicis de teledetección i comunicacions.[12][16]

Encara que la majoria de les zones terrestres del planeta conten en instalacions de comunicacions terrestres (microones, fibra òptica), el 96 % de la població té accés al teléfon i el 90 % a Internet,[17] algunes zones rurals i remotes dels països desenrollats seguixen depenent de les comunicacions per satèlit[18][19]

Usos

Les òrbites geoestacionarias solament es poden conseguir molt prop d'un anell de 35 786 km sobre l'equador. En la pràctica, açò significa que tots els satèlits geoestacionaris deuen estar en este anell, lo que pot supondre problemes per a satèlits que han segut retirats al final de la seua vida útil. Tals satèlits continuaran utilisant una òrbita inclinada o es mouran a una òrbita cementeri.

Meteorologia

Existix una ret mundial de satèlits meteorològics geoestacionaris que proporcionen imàgens de l'espectre visible i infrarroig de la superfície i atmòsfera de la Terra. Entre estos satèlits s'inclouen::

La major part dels satèlits de comunicacions i satèlits de televisió operen des d'òrbites geoestacionarias; els satèlits de televisió russos solen utilisar òrbites de Molniya per les latitut altes de la seua audiència. El primer satèlit situat en una òrbita geoestacionaria va ser el Syncom-3, llançat per una eixida Delta-D en 1964. (Vore secció Història)

 
Àrees de servici dels sistemes d'aument basats en satèlits (SBAS).[25]

Els satèlits geoestacionaris poden utilisar-se per a aumentar els sistemes GNSS transmetent correccions d'errors de rellonge, efemérides i ionosféricos (calculats a partir d'estacions terrestres de posició coneguda) i proporcionant una senyal de referència adicional,.[26] lo que millora la precisió de la posició d'aproximadament 5 m a 1 m o menys.[27]

Els sistemes de navegació actuals i passats que utilisen satèlits geoestacionaris inclouen:

  • El Sistema de Aumentación d'Àrea Àmplia (Wide Area Augmentation System, WAAS), operat per l'Administració Federal d'Aviació d'Estats Units (FAA);
  • El Servici Europeu de Navegació per Complement Geoestacionario (European Geostationary Navigation Overlay Service, EGNOS), operat per la ESSP (European Satellite Services Provider) (en nom de l'European GNSS Agency de l'UE);
  • El Sistema de Aumentación per Satèlit Multifuncional (MSAS), operat per l'Oficina d'Aviació Civil de Japó (JCAB) del Ministeri de Terra, Infraestructura i Transport de Japó;
  • El sistema GPS Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN), operat per l'Índia.[28][29]
  • El sistema comercial de navegació StarFire, operat per John Deere i C-Nav Positioning Solutions (Oceaneering);
  • El sistema comercial Starfix DGPS i el sistema OmniSTAR, operats per Fugro.

Vore també

Bibliografia

  • M. Soop (1983). Introduction to geostationary orbits, ESA Scientific & Technical Publications Branch, ESTEC.

Referències

  1. ↑ Noordung, Hermann (1995). The Problem With Space Travel, DIANE Publishing, p. 72. ISBN 978-0-7881-1849-4.
  2. ↑ Noordung, Hermann (1929). Dones Problem der Befahrung dones Weltraums: Der Raketen-Motor (PDFPDF), Berlin: Richard Carl Schmidt & Co., pp. 98–100.
  3. ↑ "(Korvus's message is sent) to a small, squat building at the outskirts of Northern Landing. It was hurled at the sky. ... It ... arrived at the relay station tired and worn, ... when it reached a space station only five hundred mills above the city of North Landing." Smith, George O.. The Complete Venus Equilateral, New York: Ballantine Books, pp. 3–4. ISBN 978-0-345-28953-7.
  4. ↑ "It is therefore lleve possible that these stories influenced em subconsciously when ... I worked out the principles of synchronous communications satellites ...", McAleer, Neil (1992). Arthur C. Clarke, Contemporary Books, p. 54. ISBN 978-0-809-24324-2.
  5. ↑ 5,0 5,1 Arthur C. Clarke. «Extraterrestrial Relays: Ca Rocket Stations Give World-wide Ràdio Coverage?». Arthur C. Clarke Institute for Space Education.
  6. ↑ Phillips Davis (ed.): «Basics of Space Flight Section 1 Part 5, Geostationary Orbits». NASA.
  7. ↑ «Orbit Wars: Arthur C. Clarke and the Global Communications Satellite».
    12–13.
  8. ↑ Kidder, S.Q. (2015). «Satellites and satellite remote senssing: Orbits», Encyclopedia of Atmospheric Sciences, 2 edició, Elsiver, pp. 95–106. doi:10.1016/B978-0-12-382225-3.00362-5. ISBN 9780123822253.
  9. ↑ Perkins, Robert (2017-01-31). Harold Rosen, 1926–2017, Caltech.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 Vartabedian, Ralph. How a satellite called Syncom changed the world.
  11. ↑ Daniel R. Glover (1997). «Chapter 6: NASA Experimental Communications Satellites, 1958-1995», Andrew J Butrica (ed.). Beyond The Ionosphere: Fifty Years of Satellite Communication, NASA.
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 «Communications: Harold Rosen – The Seer of Geostationary Satellites».
  13. ↑ David R. Williams (ed.): «Syncom 2». NASA. Archivat des d'el original, el 14 de juliol de 2019.
  14. ↑ «World's First Geosynchronous Satellite Launched». Foxtel. Archivat des d'el original, el 7 de decembre de 2019.
  15. ↑ David R. Williams (ed.): «Syncom 3». NASA.
  16. ↑ Howell, Elizabeth. «What Is a Geosynchronous Orbit?».
  17. ↑ «ITU releases 2018 global and regional ICT estimates». International Telecommunication Union.
  18. ↑ Thompson, Geoff (24 de abril 2019). Austràlia was promised superfast broadband with the NBN. This is what we got, ABC.
  19. ↑ Tibken, Shara. In farm country, forget broadband. You might not have internet at all. 5G is around the corner, yet pockets of America still ca't get basic internet access., CNET.
  20. ↑ «Our Satellites». NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS).
  21. ↑ «Meteosat».
  22. ↑ Graham, William. «Japan lofts Himawari 8 weather satellite via H-IIA rocket». NASASpaceFlight.com.
  23. ↑ «RAPID: Gateway to Indian Weather Satellite Data». Indian Space Research Organisation. Archivat des d'el original, el 25 de decembre de 2019. Consultat el 7 de febrer de 2023.
  24. ↑ China plans to launch additional nine Fengyun meteorological satellites by 2025.
  25. ↑ «Deployment of an SBAS system demonstration in Southern Africa». GMV.
  26. ↑ «Satellite Navigation – WAAS – How It Works». FAA.
  27. ↑ «Satellite Based Augmentation System test-bed project». Geoscience Austràlia.
  28. ↑ «GAGAN System Certified for RNP0.1 Operations», Indian Space Research Organisation.
  29. ↑ Radhakrishnan, S. Anil. GAGAN system ready for operations, The Hindu.

de:Geosynchrone Umlaufbahn#Geostationäre Umlaufbahn


Referències


Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Òrbita_geoestacionaria&oldid=1504881»