Syncom (por " satélite de comunicación sincrónica ") comenzó como un programa de la NASA de 1961 para satélites de comunicación geoestacionarios activos , todos los cuales fueron desarrollados y fabricados por la división de Espacio y Comunicaciones de Hughes Aircraft Company (ahora el Centro de Desarrollo de Satélites de Boeing ). Syncom 2, lanzado en 1963, fue el primer satélite de comunicaciones geoestacionarias del mundo. Syncom 3, lanzado en 1964, fue el primer satélite geoestacionario del mundo . [ cita requerida ]
En la década de 1980, la serie continuó con el nombre de Syncom IV y se añadieron algunos satélites mucho más grandes, también fabricados por Hughes, que fueron arrendados al ejército de los Estados Unidos en el marco del programa Leasat.
Los tres primeros satélites Syncom eran naves espaciales experimentales construidas en las instalaciones de Hughes Aircraft Company en Culver City, California , por un equipo dirigido por Harold Rosen , Don Williams y Thomas Hudspeth. [1] Los tres satélites tenían forma cilíndrica, con un diámetro de unos 71 centímetros (28 pulgadas) y una altura de unos 39 centímetros (15 pulgadas). Las masas con combustible antes del lanzamiento eran de 68 kilogramos (150 libras), y las masas orbitales eran de 39 kilogramos (86 libras) con una carga útil de 25 kilogramos (55 libras) . Eran capaces de emitir señales en dos transpondedores a solo 2 W. Por lo tanto, los satélites Syncom solo eran capaces de llevar una única conversación telefónica bidireccional, o 16 conexiones de teletipo . A fecha de 25 de junio de 2009, [update]los tres satélites todavía estaban en órbita, aunque ya no funcionaban. [2]
Syncom 1 fue concebido para ser el primer satélite de comunicaciones geoestacionarias . Fue lanzado el 14 de febrero de 1963 con el vehículo de lanzamiento Delta B #16 desde Cabo Cañaveral , pero se perdió en el camino hacia la órbita geoestacionaria debido a un fallo electrónico. [3] Segundos después de que se encendiera el motor de arranque de apogeo para circularizar la órbita, la nave espacial quedó en silencio. Observaciones telescópicas posteriores verificaron que el satélite estaba en una órbita con un período de casi 24 horas a una inclinación de 33°.
El Syncom 2 fue lanzado por la NASA el 26 de julio de 1963 [4] con el vehículo de lanzamiento Delta B #20 desde Cabo Cañaveral. El satélite logró mantenerse en la posición a la altitud calculada por Herman Potočnik Noordung en la década de 1920.
Durante el primer año de operaciones del Syncom 2, la NASA realizó pruebas de voz, teletipo y fax, [4] así como 110 demostraciones públicas para mostrar las capacidades de este satélite e invitar a los usuarios a que enviaran sus comentarios. En agosto de 1963, el presidente John F. Kennedy , en Washington, DC, telefoneó al primer ministro nigeriano Abubakar Tafawa Balewa a bordo del USNS Kingsport (el primer barco de comunicaciones por satélite) atracado en el puerto de Lagos ; fue la primera llamada bidireccional en directo entre jefes de gobierno por satélite. El Kingsport actuó como estación de control y estación de enlace ascendente. [5] [ referencia circular ] [6]
Syncom 2 también retransmitió una serie de transmisiones de televisión de prueba desde Fort Dix, Nueva Jersey a una estación terrestre en Andover, Maine, a partir del 29 de septiembre de 1963. Aunque se trataba de un vídeo de baja calidad sin audio, fue la primera transmisión de televisión exitosa a través de un satélite geoestacionario. [4]
Syncom 3 fue el primer satélite de comunicaciones geoestacionario , lanzado el 19 de agosto de 1964 con el vehículo de lanzamiento Delta D #25 desde Cabo Cañaveral. El satélite, en órbita cerca de la Línea Internacional de Cambio de Fecha , tenía la adición de un canal de banda ancha para televisión y se utilizó para transmitir los Juegos Olímpicos de Verano de 1964 en Tokio a los Estados Unidos . [7] Aunque a veces se le atribuye al Syncom 3 el primer programa de televisión en cruzar el Océano Pacífico , el satélite Relay 1 transmitió televisión por primera vez desde los Estados Unidos a Japón el 22 de noviembre de 1963. [8] : 1
A finales de 1964, los Syncom 2 y 3 habían completado los experimentos de investigación y desarrollo de la NASA. El 1 de enero de 1965, la NASA transfirió la operación de los satélites al Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DOD) junto con la telemetría, las estaciones de mando y el equipo de medición de distancia y de determinación de distancia. De hecho, el DOD había proporcionado las estaciones terrestres de comunicaciones utilizadas para retransmitir las transmisiones a través de los dos Syncom desde su lanzamiento. El DOD acordó proporcionar datos de telemetría y medición de distancia de interés científico y de ingeniería continuo. [ cita requerida ]
En 1965, se implementó Syncom 3 para apoyar las comunicaciones del Departamento de Defensa en Vietnam. [9]
Apagado en 1969, Syncom 3 permanece en órbita geoestacionaria a partir de 2024. [10] En 50 años se ha desplazado hacia el este, hasta la longitud 123 W. [11][update]
Los cinco satélites del programa Leasat (satélite arrendado) de los años 1980 (Leasat F1 a Leasat F5) se denominaron alternativamente Syncom IV-1 a Syncom IV-5 y el fabricante los llamó HS 381. [12] Estos satélites eran considerablemente más grandes que los Syncom 1 a 3, con un peso de 1,3 toneladas cada uno (más de 7 toneladas con combustible de lanzamiento). Con 4,26 metros (14,0 pies), los satélites fueron los primeros en ser diseñados para ser lanzados desde la bahía de carga útil del transbordador espacial , [13] y se desplegaron como un frisbee . [14] Los satélites están estabilizados por giro de 30 rpm con una sección de antena y comunicaciones despun. Se fabricaron con un motor de cohete sólido para la combustión inicial del perigeo y propulsor de hidracina para el mantenimiento de la posición y la estabilización del giro. Los sistemas de comunicaciones ofrecen un canal UHF de banda ancha (ancho de banda de 500 kHz), seis canales de retransmisión de 25 kHz y cinco canales de banda estrecha de 5 kHz. [15] Esto se suma a la frecuencia de transmisión de la flota, que está en la banda X militar. El sistema fue utilizado por clientes militares en los EE. UU. y más tarde en Australia. La mayoría de los satélites se retiraron en la década de 1990, pero uno permanecería operativo hasta 2015. Durante la Primera Guerra del Golfo , Leasat se utilizaría para comunicaciones personales entre el Secretario de Estado James Baker y el Presidente George HW Bush , [16] pero fue más típicamente utilizado por "estaciones móviles aéreas, de superficie, submarinas y terrestres fijas de la Armada, el Cuerpo de Marines, la Fuerza Aérea y el Ejército". [15]
Hughes fue contratado para proporcionar un sistema de comunicaciones mundial basado en cuatro satélites, uno sobre los Estados Unidos continentales (CONUS), y uno sobre los océanos Atlántico , Pacífico e Índico , espaciados unos 90 grados entre sí. [13] Se ordenaron cinco satélites, con uno como reemplazo. También formaban parte del contrato los sistemas de control asociados y las estaciones terrestres. Los contratos de arrendamiento eran típicamente por períodos de cinco años, y el arrendatario tenía la oportunidad de extender el arrendamiento o comprar el equipo directamente. La Marina de los EE. UU. fue el arrendatario original.
El lanzamiento del Leasat F1 fue cancelado justo antes del despegue, y el F2 se convirtió en el primero en entrar en órbita el 30 de agosto de 1984 a bordo del transbordador espacial Discovery en la misión STS-41-D . El F2 tuvo un gran éxito, pero su receptor de banda ancha quedó fuera de servicio después de solo cuatro meses. [16] El F1 fue lanzado con éxito el 8 de noviembre de 1984 a bordo del STS-51-A . Esto fue seguido el 12 de abril de 1985 por el Leasat F3 en el STS-51-D . El lanzamiento del F3 fue declarado un fracaso cuando el satélite no pudo iniciar su maniobra hacia la órbita geoestacionaria una vez liberado del Discovery . Los intentos de los astronautas del transbordador de activar el F3 con un "matamoscas" improvisado no tuvieron éxito. [16] El satélite se dejó en órbita terrestre baja y el transbordador espacial regresó a la Tierra. Este fracaso fue noticia de primera plana en The New York Times . [17] Hughes tenía una póliza de seguro para el satélite, por lo que afirmó que la pérdida total de la nave espacial ascendía a unos 200 millones de dólares, una cantidad asegurada por numerosas partes.
Sin embargo, como se había planeado lanzar otro satélite, se determinó que una caminata espacial de una tripulación posterior del transbordador podría ser capaz de "despertar" la nave. La mejor suposición fue que un interruptor no había podido encender el satélite. Se construyó rápidamente una "caja de derivación", la NASA se mostró entusiasmada por ofrecer ayuda, el cliente se mostró comprensivo y las aseguradoras aceptaron financiar el primer intento de salvamento espacial. [17]
El 27 de agosto de 1985, el Discovery fue utilizado nuevamente para lanzar el Leasat F4, y durante la misma misión ( STS-51-I ) capturó al F3, que pesaba 15.000 libras. El astronauta James van Hoften agarró y luego hizo girar manualmente el satélite F3. Después de que van Hoften y Bill Fisher instalaran la caja de derivación , [18] van Hoften hizo girar manualmente el satélite. Una vez liberado, el F3 se encendió con éxito, encendió su motor de perigeo y obtuvo una órbita geoestacionaria. (Este escenario se repetiría en 1992 con el Intelsat 603 y el transbordador espacial Endeavour ). Si bien el F3 ya estaba operativo, el Leasat F4 pronto falló y fue declarado pérdida después de solo 40 horas de comunicaciones por radiofrecuencia. [16] [18]
El F4 averiado no quedó en un completo fracaso. Los datos del fallo del F4 permitieron salvar al F1 de un fallo prematuro. Dado que todos los Leasats están estabilizados por giro, tienen un cojinete que conecta las partes no giratorias y giratorias de la nave espacial. Después del fallo de comunicación del F4, sufrió un bloqueo de giro al intentar sacudir la carga útil de comunicaciones: las secciones giradas y deshiladas se bloquearon entre sí. [16] Recordando este segundo fallo del F4, y con el F1 empezando a desgastarse en el cojinete de giro, se decidió "dar la vuelta" al F1 cada seis meses para mantener la carga útil al sol. [16] Así, el F1 continuó funcionando sin problemas durante el resto de su vida útil y nunca se encontró con una sección deshilada bloqueada.
Posteriormente, el Leasat F4 fue apagado y trasladado a una órbita de cementerio con una gran cantidad de combustible de reserva para mantener la estación. Esto fue fortuito; cuando otro satélite sufrió una pérdida de su combustible diez años después, los ingenieros de Hughes fueron pioneros en el uso de propulsores alternativos con el Leasat F4. Mucho después de que su misión principal hubiera fracasado, el F4 fue encendido nuevamente para probar si un satélite podía mantenerse en la estación utilizando propulsores no volátiles. [16] El F4 se utilizó para realizar numerosas pruebas, incluidas maniobras con oxidante para propulsión una vez que se agotó la hidracina.
El quinto y último Leasat (F5), que se construyó como repuesto, fue lanzado con éxito por el transbordador espacial Columbia en la misión STS-32 el 9 de enero de 1990. Fue el último Leasat activo y fue dado de baja oficialmente el 24 de septiembre de 2015 a las 18:25:13 UTC. [19] El F5 fue uno de los satélites comerciales más exitosos y de mayor duración. Hacia el final de su vida útil de 25 años, el F5 había sido alquilado por la Fuerza de Defensa Australiana para el servicio UHF.
la nave espacial llevó a cabo una serie de maniobras de actitud y velocidad para alinearse con el ecuador con una inclinación de 0,1 grados y reducir su velocidad de modo que se desplazara hacia el oeste hasta la ubicación planificada a 180 grados de longitud, donde su velocidad en altitud estaba sincronizada con la Tierra.
Por ejemplo, no existían amplificadores de transistores, y los transistores no funcionaban bien en frecuencias superiores a 70 MHz. Teníamos que llegar hasta los 10 GHz. Así que utilizamos una cadena de multiplicadores de frecuencia de diodos, o duplicadores.