Satélites

Abril 1

En un día como éste, en el 1° de Abril de 527, el emperador bizantino Justino I nombra a su sobrino Justiniano I cogobernante y sucesor al trono.  Justiniano I, también conocido como Justiniano el Grande, fué emperador de Roma Oriental desde 527 hasta 565 de la Era Común.  Su reinado estuvo marcado por la ambiciosa pero sólo parcialmente realizada “Renovatio Imperii”, o "Restauración del Imperio".  Esta ambición se trataba de la recuperación parcial de los territorios del extinto Imperio Romano de Occidente.

El satélite

Un satélite o satélite artificial, es un objeto normalmente definido como una nave espacial, el que está colocado en órbita alrededor de un cuerpo celeste.  Los satélites tienen una gran diversidad de usos y aplicaciones, las que incluyen pero no están limitadas a la retransmisión de comunicaciones, pronóstico del tiempo, navegación (GPS), radiodifusión, investigación científica y observación de la Tierra en una pluralidad de ángulos. 

Otros usos son en el aspecto militar, los que incluyen el reconocimiento, la alerta temprana, la inteligencia de señales y, potencialmente, el desencadenamiento de armas nucleares y de otros tipos.  Otros satélites incluyen el escrutinio de las etapas finales de los cohetes que sitúan los satélites en órbita y el monitoreo de los satélites que han terminado su vida útil, y que han caído en desuso.  

Otra forma de rastreo implica que los teléfonos inteligentes interactúen con los satélites de navegación.  Cuando los satélites pasan por encima suyo y de su teléfono, transmiten señales a los teléfonos inteligentes, lo que les permite calcular y expiscate* su propia ubicación.  Este proceso utiliza una pieza de equipo especializada llamada chipset del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS).  O sea, si una persona porta su teléfono “inteligente”, no se puede esconder, a no ser que la persona sea más inteligente que su teléfono.  Esto no sucede a menudo.

 

Actualización

Con fecha 3 de Enero de 2024, el sitio web de rastreo de satélites “Orbiting Now” (ahora en órbita) enumera 8.377 satélites activos en varias órbitas terrestres.  Una diferenciación más detallada referente a la cantidad de satélites que hay en el espacio, revela que los satélites pequeños dominan la órbita terrestre baja. 

En las tres categorías principales de órbitas terrestres, los satélites pequeños dominan la categoría LEO mientras que los satélites grandes prevalecen la categoría GEO.

 

Órbitas terrestres, distancia del planeta, y porcentajes de satélites:

GEO 12% - (Geostationary Orbit) - 36,000 KM

MEO 3% - (Medium Earth Orbit) 5,000 – 15,000 KM

LEO 84% - (Low Earth Orbit) 500 – 1,000 Km.

 

Otras órbitas:

Órbita polar y órbita heliosincrónica (SSO) – 200 – 1,000 KM

Órbitas de transferencia y órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) - ~37,000 KM

Puntos de Lagrange (Puntos L) – 1,5 millones de KM. 

La distancia más grande que existe está en Chile, y es la “Loma de la Chucha”.  Nunca se ha podido medir en forma cabal, y aparentemente nadie ha llegado a ella por más que se ha tratado.  ¿Qué cosas, no? 

Obviamente, las órbitas bajas son más fáciles de alcanzar y tienen algunas ventajas para los satélites pequeños y menos poderosos, y no belipotentes*.  Las señales de radio son lentas en comparación con otras ondas, entonces tardan mucho menos en llegar a LEO que a GEO. 

Como consecuencia de este nivel de cercanía, los satélites de comunicaciones ubicados en órbita baja (LEO) son capaces de ofrecer un servicio de conexión a Internet de mayor calidad.  Estando más próximos al planeta, esto permite que los satélites se comuniquen con dispositivos de “Internet Industrial de las Cosas” (IoT- Industrial Internet of Things) a pesar de la baja potencia de los dispositivos de radio de estos punto de conexión. 

Mientras más cerca de la Tierra se está, más realísticas son las cosas.  Por eso hay que pensar con los dos pies en el suelo.  ¿Qué cosas, no?

 

Sputnik 1

El satélite ruso Sputnik 1 fué el primer satélite terrestre artificial puesto en órbita.  Fué proyectado a una órbita terrestre elíptica baja por la Unión Soviética el 4 de Octubre de 1957, como parte del programa espacial soviético.  Sputnik 1 despachó constantemente una señal de radio a la Tierra durante tres semanas antes de que se agotaran sus tres baterías compuestas de plata y zinc.   

A pesar del diseño aerodinámico del satélite, la obluctación* aerodinámica fué más poderosa haciendo que el satélite descendiera de nuevo a la atmósfera terrestre el 4 de Enero de 1958.  La primera observación mundial se realizó en el Observatorio y Planetario Escolar de Rodewisch, en el distrito Vogtlandkreis, en el Estado Libre de Sajonia, uno de los 16 estados federados de Alemania. 

 

El comienzo de la Era Espacial

La flamante noticia del lanzamiento del Sputnik 1 conmocionó al planeta, especialmente porque se trataba de un avance tecnológico muy revelador por parte de los soviéticos.  Los soviéticos estaban empeñados y resueltos a ser los primeros en lanzar un satélite artificial al espacio, pero tuvieron que acceder a compromisos para lograr su objetivo. 

Desde el año 1956, los rusos habían estado atareados fabricando un satélite de mayor tamaño, al que bautizaron con el nombre de código: "Objeto-D".  El problema que tuvieron es que el desarrollo de este satélite más poderoso comenzó a tardarse más de lo calculado, y los soviéticos tenían el temor que los estadounidenses se les adelantaran, y no querían ser batidos por ellos. 

En vistas de esta peliaguda situación, optaron por crear un satélite más pequeño y simple el que pudiese ser lanzado lo antes posible, y que lograse funcionar durante un período para comprar tiempo hasta que consiguieran desplegar al firmamento un satélite más sustancial y poderoso. 

El satélite Sputnik-1 es una pequeña esfera plateada con un diámetro de solo 56 cm. y posee cuatro antenas largas.  A pesar de ser de poco tamaño, pesaba 83 kg. y contenía un transmisor de radio interno.  Mientras orbitaba alrededor del planeta, pudo especificar sitios y lugares en la superficie terrestre.  Permaneció funcional durante 22 días hasta que se le agotaron las baterías y se precipitó a la atmósfera terrestre.

 

Cronología del fenómeno espacial y sus visiones oníricas

Durante la 6^ta centuria AEC (Antes de la Era Común), los astrónomos griegos antiguos postulaban de que la Tierra era el centro del Universo y que todos los cuerpos celestes orbitan alrededor de ella.  Anaximandro describe esto en el año 550 AEC.  Después de esto, Aristóteles (384-322 AEC) y Claudius Ptolomy (c100-c170 EC – (Era Común)) desarrollaron modelos geocéntricos más complejos que el original de los griegos antiguos. 

A través de la historia, muchos otros “científicos” desarrollaron teorías y modelos diversos sobre la Tierra y su función en el Universo.  Siguiendo la postulación de Anaximandro y las observaciones y cambios al modelo hechas por Claudio Ptolomeo (modelo ptolemaico), ocurrió una serie de transformaciones y se desató la carrera por el entendimiento del Universo.

 

Todo comenzó aquí, y así

·         El astrónomo islámico Ibn al-Shatir (1304-1375), consintió el patrón geocéntrico aunque propuso una reformulación la que disputó y rivalizó el modelo ptolemaico.  Sus nuevos cálculos fueron análogos y se anticiparon a los cálculos posteriores propuestos por Copérnico. 

·         El astrónomo polaco Nicolaus Copernicus (1473-1543) propone en 1543 su teoría Heliocéntrica la que  plantea que el Sol se mantiene fijo en el centro de lo que conocían en ese tiempo como el “Universo”, y que nuestro planeta y otros cuerpos celestes revolvían eclípticamente a su alrededor.   

·         En 1572, el astrónomo danés Tycho (Tyge) Brahe (1546-1601) diseña y construye instrumentos y dispositivos más exactos los que le permitieron determinar con gran precisión los asientos estelares y planetarios de otros cuerpos espaciales.  Más tarde, el alemán Johannes Kepler utilizó los padrones de Brahe para determinar el movimiento del planeta Marte. 

·         Los avances y correcciones que el astrónomo italiano Galileo Galilei le proporcionó a su  periscopio espacial (telescopio), le otorgaron a Galileo acceso a observar las fases del planeta Venus, los satélites más voluminosos de Júpiter, una supernova y a manchas que notó en nuestro sol.  Sus exámenes y descubrimientos fueron base y prueba irrefutable del sistema heliocéntrico copernicano. 

·         El nuevo término “satélite’ fué utilizado por Johannes Kepler en 1610.  Ese año, Kepler utilizó por primera vez el término "satélite" para referirse a las lunas que orbitan Júpiter, las que cuentan entre 80 y 95 de ellas.  Posteriormente, formula las tres leyes del movimiento planetario las que describen cómo (1) los planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol como foco, (2) un planeta cubre la misma área del espacio en la misma cantidad de tiempo sin importar dónde se encuentre en su órbita, y (3) determina la superficie de un planeta.   El período orbital es proporcional al tamaño de su órbita (su semieje mayor).  Sus tablas astronómicas y cálculos precisos y axiomáticos definen evidencia del modelo heliocéntrico copernicano. 

·         Sir Isaac Newton (1642-1727), más allá del incidente de la manzana que le propinó un golpe en la cabeza, publica su obra “Principia”.  Este volumen establece las tres leyes que gobiernan el movimiento, y describe el principio de la fuerza de gravedad universal.  Estos son los pedestales de nuestro entendimiento de cohetes, satélites y órbitas. 

·         El auge de los primeros satélites artificiales ficticios se comenzó a desdoblar a partir de 1869, y durante los siguientes 10 años continuaron su desarrollo.  Las primeras manifestaciones facticias* de satélites lanzados a órbita aparecieron en el cuento de Edward Everett Hale “The Brick Moon” (La Luna de Ladrillo) en 1869, y en la novela “The Begum's Fortune” (La Fortuna de Begum) en 1879 publicada por Julio Verne.  

·         En 1903, el ruso Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) plantea hacer uso de cohetes para impeler artefactos hacia el espacio.  Tsiolkovsky calculó la velocidad orbital básica para obtener una órbita esencial alrededor de la Tierra, y la calculó a 8 km/s.  Para lograr esto, propuso el servirse de un cohete de varias etapas impulsado por motores de propulsión líquida.  ¿Qué cosas, no? 

·         La primera delineación de una estación espacial fué propuesta en el año 1928 por el esloveno Herman Potočnik (1892-1929).  Potočnik entonces representó la comunicación entre los satélites geoestacionarios y la Tierra usando ondas de radio.  A la vez, proporcionó minuciosos pormenores para construír una estación espacial, incluyendo el empleo de navíos espaciales en órbita para la indagación detallada de la Tierra y también para llevar a cabo experimentos científicos. 

·         Más tarde; en 1945 a finales de la Segunda Guerra Mundial, se planteó una red de comunicaciones por satélite.  El escritor e inventor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke (1917–2008) publicó una original gacetilla que representa cómo hacer uso de los satélites geoestacionarios para unificar transmisiones y comunicaciones de radio y televisión en todo el mundo. 

·         Ya sabemos que en 1957 la Unión Soviética lanzó el Sputnik 1, el primer satélite artificial en órbita alrededor de la Tierra con una órbita elíptica a una altura sobre la Tierra de entre 939 km. y 215 km., el que navegó a unos 29.000 km/h y cada órbita duró 96,2 minutos. 

·         En el año 1960, la NASA (National Aeronautics and Space Administration) orbitó Tiros-1, que fué el primer satélite meteorológico exitoso.   Tiros-1 propaga imágenes infrarrojas del manto de nubes del planeta y era capaz de detectar y delinear huracanes.  Así comenzó  el programa “Tiros”, seguido por el programa “Nimbus”, la segunda generación de una red de naves espaciales robóticas meteorológicas norteamericanas. 

·         En 1961, el cosmonauta ruso Yuri Gagarin (1934-1968) se convierte en el primer ser humano en orbitar la Tierra en la nave espacial de nombre Vostok.  Basado en este éxito, Gagarin se transforma rápidamente en una notoriedad mundial y comienza a ejecutar giras de promoción por el extranjero.

La carrera espacial se acelera

·         El primer satélite de comunicaciones se pone en órbita en 1962 mientras todavía usábamos pantalones cortos.  El Telstar-1 fué un satélite considerado de órbita baja.  La primera transmisión del Telstar-1 es ejecutada en tiempo real.  Consecuentemente, se estructura un consorcio global internacional de satélites llamado Intelsat, entidad que toma a cargo el desarrollo de una constelación de satélites de comunicaciones para facilitan servicios de radiodifusión internacional. 

·         En 1970, China pone en órbita su primer satélite de nombre Dongfanghong 1.  En chino, esta palabra significa “El Este es Rojo”.  Usando el cohete propulsor “Gran Marcha”, emplaza el satélite en su órbita.  China logra la quinta posición entre las naciones en tener el aforo de propulsión independiente.  Las naciones en frente de China son la Unión Soviética (1957), Estados Unidos (1958), Francia (1965) y Japón (1970). 

·         La Unión Soviética lanza la primera estación espacial Salyut 1 construída y lanzada en una sola pieza poniéndola en órbita en 1971.  Esta estación espacial es considerada “monolítica” debido a que cuando todos sus abastos y mecanismos se agotan, la estación es desechada contribuyendo a la basura espacial.  El programa Salyut duró hasta 1986. 

·         En 1972 se inicia el programa Landsat, un programa de uso de tecnología de satélites de recursos terrestres, y es la operación de mayor duración de su tipo.  Los dispositivos instrumentales de Landsat capturan millones de imágenes del planeta las que se utilizan para evaluar los cambios naturales y humanos en la Tierra.  Este satélite es el noveno del programa y está equipado con sensores ópticos y térmicos. 

·         En 1979, La Agencia Espacial Europea (ESA) impele Ariane-1, convirtiéndose en el primer cohete de cuatro etapas de lanzamiento prescindible.  El objetivo primordial de Ariane 1 fué el de poner en órbita dos satélites de telecomunicaciones.  Esto fué el comienzo del programa espacial de la ESA, el que permanece activo hasta el presente. 

·         El lanzamiento del glorioso primer transbordador espacial ocurre en 1981, la nave espacial norteamericana Columbia.  Este transbordador espacial fué piloteado por los astronautas John W. Young y Robert L. Crippen.  Esto marcó el inicio del programa del transbordador espacial de los Estados Unidos de Norteamérica, el que transporta astronautas y satélites a órbita.  Este programa tuvo 30 años de vida. 

·         El telescopio espacial Hubble es puesto en órbita por el transbordador espacial en 1990. Gracias a su órbita externa a la atmósfera terrestre Hubble puede tomar imágenes nítidas del espacio las que establecen avances en varias áreas científicas.  Una foto capturada por Hubble dá testimonio con una imagen del cúmulo de galaxias “Abell S0740”, el que se encuentra a 463 millones de años luz de distancia de la Tierra.  ¿Qué cosas, no? 

·         La primera zona de sistemas de posicionamiento global (GPS) entra en efecto en 1994. Esta constelación artificial está constituída por 24 satélites geosincrónicos.  El GPS es un sistema de navegación satelital que surte información de ubicación terrestre y tiempo en cualquier clima, en cualquier lugar de la Tierra o cerca de ella, incluso cuando usted está en el trono de su sala de baño. 

·         En 1998 se pone en órbita el primer componente de la Estación Espacial Internacional modular.  Esta es una alianza internacional de participación en la que colaboran Rusia, Estados Unidos, la Unión Europea, Japón y Canadá. Este esfuerzo es para proveer un laboratorio de investigación de microgravedad y entorno espacial.  La Estación Espacial Internacional orbita la Tierra a una altura de unos 360 km. y se desplaza a 28.000 km/h y tarda 90 minutos por órbita.

 

Nuevos avances

  En Marzo del año 2004, la Agencia Espacial Europea lanza la nave “Rosetta” desde su base en la Guayana Francesa con la intención de perseguir un cometa.  El navío Rosetta lleva a bordo la sonda Philae, la que está destinada a un randevouz con el cometa 67P en 2014.  Este aparato espacial fue construído para sobrevivir los rigores del lanzamiento y temperaturas extremas de -200°C a 300°C.   

·         A esta altura de la carrera espacial, en 2012 ya había más de 1.000 satélites orbitando nuestro planeta.  No es posible determinar el número exacto de satélites operativos por razones de seguridad nacionales, pero la base de datos de satélites de la UCS (Unión de Científicos Preocupados) enumera 1016 satélites activos. 

·         En Agosto de 2014, la nave espacial Rosetta aterriza exitosamente en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, y se convierte en la primera nave espacial en alcanzar un cometa y depositar la sonda Philae en su superficie. 

·         El 25 de Mayo de 2017, Rocket Lab lanza su cohete “Electrón” desde el primer sitio de lanzamiento orbital privado del mundo  con sede en la península de Mahia, en Nueva Zelanda.  Esta fué la primera prueba de lanzamiento de un cohete Electron, llamada "Es Una Prueba".  El lanzamiento convierte a Nueva Zelanda en el undécimo país en lanzar un satélite a órbita. 

·         Siguiendo el éxito de su primer lanzamiento, Nueva Zelanda lanza el primer satélite el 21 de Enero de 2018.  Rocket Lab desplegó 4 satélites pequeños adicionales en su segundo lanzamiento de prueba desde Mahia.  Tres satélites estaban destinados a corporaciones con sede en Estados Unidos.  El cuarto “satélite secreto” fué un aplicación exclusiva de Nueva Zelanda.  El nombre del satélite es “Humanity Star” (Estrella de la humanidad), una esfera geodésica hecha de fibra de carbono con 65 paneles solares altamente reflectantes.

 

Para terminar

·         El 28 de Junio de 2022, la NASA comienza el programa “Artemis”, cuyo propósito principal es el de retornar a los humanos a nuestro satélite lunar.  Como parte de este esfuerzo, Rocket Lab lanzó la nave espacial del “Experimento de Navegación y Operaciones Tecnológicas del Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar (CAPSTONE)” un título más largo que la espera del pobre, para sondear una órbita lunar única destinada a ser utilizada como la nueva posición del puesto de avanzada espacial lunar que orbitará la Luna.

(Referencia parcial: Science Learning Hub)

Copuchas de la Expansión Galáctica

·         El Espacio es completamente obmutescente*

·         Júpiter tiene más lunas que todos los otros planetas

·         Venus es el planeta más caliente

·         Mercurio es el planeta más pequeño (excluyendo al planeta enano Plutón)

·         Mercurio es el segundo planeta más denso después de la Tierra.

·         El atardecer en Marte es azul

·         En Mercurio un día dura el doble de un año en la Tierra

·         1 cucharadita de una estrella de neutrones pesa lo mismo que toda la población humana

·         Hay estrellas que nunca podremos ver

·         Neptuno solo ha completado una órbita alrededor del Sol desde su descubrimiento

·         En la noche del 23 al 24 de Septiembre de 1846, los astrónomos descubrieron Neptuno

·         El Sol pierde mil millones de kilos por segundo

·         Hay gravedad en la Estación Espacial Internacional

·         Venus gira hacia atrás

·         El universo se está expandiendo a un ritmo de aproximadamente 67,5 kilómetros por segundo por megaparsec, una distancia equivalente a 3,26 millones de años luz.

·         ¿Qué cosas. No?

 

Curiosidades espaciales

·         El planeta Júpiter es más grande que 1.000 Tierras. 

·         El Sol pierde casi 4 millones de toneladas de masa cada segundo al convertir el gas hidrógeno en energía. Esto suma casi 345 mil millones de toneladas por día. 

·         Hay alrededor de ciento setenta y cinco mil millones de galaxias en el universo observable, cada una con tan solo diez millones de galaxias gigantes con un billón de estrellas, todas orbitando un centro de masa común.  ¿Todavía piensa que estamos solos en el Universo?  

·         Las capas exteriores del sol tienen lo que se conoce como "rotación diferencial".  El ecuador de la superficie gira cada 25,4 días, pero cerca de los polos gira una vez cada 36 días. 

·         Olympus Mons, un volcán que se encuentra en Marte es el volcán más grande conocido en nuestro sistema solar.  Tiene 595 km. de ancho y se eleva 24 km. en altura.  Esto es 3 veces más alto que el monte Everest. 

·         Si enviásemos un mensaje a alguien en un planeta perteneciente a nuestro sistema solar vecino más cercano, Alfa Centauro, el que está a casi 4,4 años-luz de distancia, no recibiríamos una respuesta hasta dentro de 8,8 años-luz.  Ármese de paciencia. 

·         Si todas las partículas que forman los anillos de Saturno se juntasen, formarían una esfera de aproximadamente 193 kilómetros de diámetro. 

·         Una estrella de neutrones es materia completamente densa y sólida.  De hecho, pesa un billón de veces más que el plomo. Eso significa que un trozo de estrella de neutrones del tamaño de la cabeza de un alfiler pesaría tanto como un rascacielos grande. 

La carrera espacial nos llevará a fronteras insospechadas e increíbles.  Quizá nuestra generación tenga la oportunidad de observar estos avances y conquistas.  El futuro espacial se aproxima a una velocidad lumínica, y es posible que los viajes espaciales para ese entonces sean tan comunes como nuestros viajes terrestres, y ojalá con menos tráfico. 

Cuando mis profesores del Ercilla me decían constantemente que yo “estaba en la Luna”, y a pesar de las repetidas observaciones, no recuerdo haber estado en la Luna.  Quizá el estar en la Luna afecta seriamente la memoria.  Si esto es cierto, soy una prueba de ello.

 

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Et sub Glossarium Glossarium – (Cum amore legentibus)

Belipotente - Militarmente poderoso

Expiscate – Encontrar o descubrir mediante un examen estricto

Facticio - Producido por humanos o fuerzas artificiales

Obluctación – Resistencia, oposición

Obmutescente - Sin habla; persistentemente silencioso

 

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Post scriptum et quorumdam suggestionibus pro futurum: Si hay algún tema sobre el cual usted quisiera leer mis traumáticas y ligeramente psicopatísticas opiniones, por favor sugiéralo a:   rguajardo@rguajardo.us. 

Caveat: Mis opiniones pueden resultarle ácidas, demasiado honestas, corrosivas, irreverentes, insultantes, altamente irónicas, acerbas, licenciosas, mordaces y de una causticidad filosófica sin límites conocidos por el ser humano, y quizá no le apetezcan o acomoden intelectualmente; pero es lo que habrá disponible basado en su pedido.  Gracias.  

The Sincipitis Porcus 

El Loco