UNIVERSIDAD NACIONAL DE COSTA RICA
Ingeniería en Topografía Catastro y Geodesia

Curso:  Geodesia Satélital 

Tema: Practica #2

Profesor(a): 

Ign: Gabriela Cordero

Estudiantes:

Adriana Chaves 

Luis Montero 

Leonel Potoy 

Práctica 2

Objetivos:
Conocer los diferentes tipos de órbitas así como sus parámetros y formas de calcularlas.

1) Investigue los siguientes conceptos:

Órbitas Polares

Órbita que pasa por encima de los polos de un planeta o muy cerca de ellos, es decir la inclinación de la órbita es cercana a los 90 grados. Un satélite en órbita polar pasa sobre cada punto del planeta cuando éste gira sobre su eje.

Las órbitas polares se utilizan principalmente para la tele detección desde el espacio para estudiar y controlar los recursos naturales de la Tierra, estudiar la dinámica de procesos y fenómenos naturales, recopilar información sobre el estado de los territorios en la superficie del planeta. Por este motivo tiene utilidad tanto militar, satélites de reconocimiento, como civil: científicos (como el estudio de la atmósfera), agrícolas, así como para algunos satélites meteorológicos. ​

La constelación de satélites Iridium también utiliza una órbita polar para proporcionar servicios de telecomunicaciones. Otra aplicación son los satélites de salvamento marítimo Cospas-Sarsat.

Estos satélites operan en una órbita sincronizada con el sol. El satélite pasa cada día el ecuador y cada latitud a la misma hora solar local, lo cual quiere decir que el satélite pasa por encima de nuestras cabezas a la misma hora solar a lo largo de todas las estaciones del año. Esta característica permite la recogida regular de datos en horas consistentes, así como comparaciones a largo plazo. El plano orbital de una órbita sincronizada con el sol debe también rotar aproximadamente un grado al día para mantenerse con respecto a la Tierra.

Órbitas Geoestacionarias

Una órbita geoestacionaria (GEO = geosincronizada) es aquella en la que el satélite siempre está en la misma posición con respecto a la Tierra (que rota).

El satélite órbita a una altura de aproximadamente 35790 Km. porque esto hace que el periodo orbital (la duración de una órbita) sea igual al periodo de rotación de la Tierra (23h 56m 4.09s). Al orbitar al mismo ritmo y en la misma dirección que la Tierra, el satélite esta estacionario (sincronizado con respecto a la rotación de la Tierra).

Los satélites geoestacionarios proporcionan un panorama de observación muy amplio permitiendo estudiar eventos meteorológicos. Esto es especialmente útil para observar tormentas locales severas y ciclones tropicales.

Órbita retrograda

Órbita de un satélite tal que la proyección del centro de masas del satélite sobre el plano fundamental gira en sentido contrario que el cuerpo principal alrededor de su eje.

LEO: Low Earth Orbit.

Comúnmente conocida como "órbita baja", es una amplia franja orbital que se sitúa entre los 160 Km de altura y los 2000 Km de altura.

Como la velocidad orbital es mayor cuanto más baja sea la órbita, los objetos situados en esta franja se mueven a gran velocidad respecto de la superficie terrestre, cubriendo una órbita completa en minutos o pocas horas.

La desventaja es que, como están "rozando" las capas exteriores de la atmósfera terrestre, tienen un rápido decaimiento orbital y necesitan ser re posicionados con frecuencia para devolverlos a la altura orbital correcta.

Es la clase de órbita circular donde se encuentra la Estación Espacial Internacional, la gran mayoría de los satélites meteorológicos o de observación, y muchos satélites de comunicaciones.

Principales aplicaciones: comunicaciones, espionaje y tele detección. La nueva generación de low flyers son pequeños LEO, principalmente para comunicaciones de datos que incluyen correo electrónico y paginación; grandes LEOs, que permiten la red mundial de telefonía móvil; y LEO de banda ancha, que ofrecen comunicaciones de datos de alta velocidad y alto ancho de banda, como las videoconferencias.

MEO: Medium Earth Orbit

Órbita circular intermedia, entre 2.000 y 36.000 Km de distancia de la superficie terrestre, con un período orbital promedio de varias horas (12 horas en promedio)

Un tipo especial de órbita intermedia es la órbita Molnya, especialmente usada por los países cercanos al círculo polar ártico. Esta órbita desarrollada por Rusia, es altamente elíptica y muy inclinada, de modo tener alta visibilidad desde las zonas polares.

La ventaja de ésta órbita es que permite a los países nórdicos establecer satélites de comunicaciones para las regiones donde los geoestacionarios no pueden llegar.

Principales aplicaciones: principalmente sistemas de navegación de superficie estilo GPS., satélites de observación, defensa y posicionamiento.

GEO: Geoestationary Orbit

Es quizás la más conocida de todas: la órbita geoestacionaria. Esta órbita ecuatorial se ubica a 35.786 km de la superficie terrestre y tiene un período orbital de exactamente 23,93446 horas (coincidiendo con la duración del día sideral), lo que hace que los satélites puestos en esa órbita parezcan "inmóviles" en el espacio, ya que rotan con la misma velocidad angular que la tierra.

Principales aplicaciones: esta órbita es el lugar donde se ubican todos los satélites que proveen internet, televisión, telefonía y datos a distintas regiones del globo, meteorología y operaciones de inteligencia.

A continuación, se presenta un cuadro comparativo para visualizar de una manera más eficaz las características de los sistemas orbitales LEO, MEO, GEO:

2) Investigue que son los sistemas denominados SBAS

Los Sistemas de Aumentación Basados en Satélites (SBAS por sus siglas en inglés) son sistemas que proporcionan correcciones a las señales de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) para mejorar la estimación en el cálculo de la posición geográfica, además de que ofrecen mayor integridad y disponibilidad de las señales de navegación, con lo que garantizan su empleo en aplicaciones críticas como la navegación aérea, en donde no se pueden permitir interrupciones en el servicio, como puede ocurrir con los sistemas GNSS como por ejemplo, cuando no se tienen por lo menos 4 satélites a la vista del receptor.

En el mundo existen varios sistemas de aumentación basados en satélite, entre los que sobresalen el WAAS de Norteamérica, el EGNOS de la comunidad europea, el SDCM de Rusia, y el MSAS de Japón. Asimismo, India está construyendo el suyo propio, denominado GAGAN.

3) Calcule la velocidad en el apogeo y en el perigeo para una orbita elíptica, con una
excentricidad igual a 0.667293983 y un semieje mayor 6500 km < a < 15000 km. cada 500
km.  

4) Calcule el periodo y la velocidad de una órbita circular, considerando los datos
del problema anterior (semieje mayor 6500 km < a < 15000 km. Cada 500 km.)  

Bibliografía

https://haciaelespacio.aem.gob.mx/revistadigital/articul.php?interior=422