Grupo de satélites artificiales trabajando juntos como un sistema.
La constelación GPS requiere 24 satélites distribuidos equitativamente en seis planos orbitales . Observe cómo el número de satélites a la vista desde un punto determinado de la superficie de la Tierra, en este ejemplo a 40°N, cambia con el tiempo.
Una constelación de satélites es un grupo de satélites artificiales que trabajan juntos como un sistema. A diferencia de un solo satélite, una constelación puede proporcionar una cobertura global o casi global permanente , de modo que en cualquier momento en cualquier lugar de la Tierra sea visible al menos un satélite. Los satélites normalmente se colocan en conjuntos de planos orbitales complementarios y se conectan a estaciones terrestres distribuidas globalmente . También podrán utilizar comunicación entre satélites .
Otros grupos de satélites
No se deben confundir las constelaciones de satélites con:
series de satélites o programas de satélites (como Landsat ), que son generaciones de satélites lanzados sucesivamente;
Flotas de satélites , que son grupos de satélites del mismo fabricante u operador que funcionan independientemente unos de otros (no como un sistema).
Descripción general
Una brillante llamarada de satélite artificial es visible sobre el Very Large Telescope . Las constelaciones de satélites podrían tener un impacto en la astronomía terrestre. [1]
Los satélites en órbita terrestre media (MEO) y órbita terrestre baja (LEO) a menudo se despliegan en constelaciones de satélites, porque el área de cobertura proporcionada por un solo satélite solo cubre un área pequeña que se mueve a medida que el satélite viaja a la alta velocidad angular necesaria para mantener su órbita . Se necesitan muchos satélites MEO o LEO para mantener una cobertura continua en un área. Esto contrasta con los satélites geoestacionarios , donde un solo satélite, a una altitud mucho mayor y moviéndose a la misma velocidad angular que la rotación de la superficie de la Tierra, proporciona una cobertura permanente sobre un área grande.
Para algunas aplicaciones, en particular la conectividad digital, la menor altitud de las constelaciones de satélites MEO y LEO proporciona ventajas sobre un satélite geoestacionario, con menores pérdidas de trayectoria (lo que reduce los requisitos y costos de energía) y latencia. [2] El retardo de propagación para una transmisión de protocolo de Internet de ida y vuelta a través de un satélite geoestacionario puede ser superior a 600 ms, pero tan bajo como 125 ms para un satélite MEO o 30 ms para un sistema LEO. [3]
Existe una gran cantidad de constelaciones que pueden satisfacer una misión particular. Por lo general, las constelaciones se diseñan de modo que los satélites tengan órbitas, excentricidad e inclinación similares, de modo que cualquier perturbación afecte a cada satélite aproximadamente de la misma manera. De esta manera, se puede preservar la geometría sin un mantenimiento excesivo de la posición, reduciendo así el uso de combustible y, por tanto, aumentando la vida útil de los satélites. Otra consideración es que la fase de cada satélite en un plano orbital mantiene una separación suficiente para evitar colisiones o interferencias en las intersecciones de los planos orbitales. Las órbitas circulares son populares porque entonces el satélite está a una altitud constante y requiere una señal de intensidad constante para comunicarse.
Una clase de geometrías de órbita circular que se ha vuelto popular es la constelación del Patrón Walker Delta. Esto tiene una notación asociada para describirlo que fue propuesta por John Walker. [4] Su notación es:
yo: t/p/f
dónde:
i es la inclinación;
t es el número total de satélites;
p es el número de planos equidistantes; y
f es el espaciado relativo entre satélites en planos adyacentes. El cambio en la anomalía verdadera (en grados) para satélites equivalentes en planos vecinos es igual a f × 360 / t .
Por ejemplo, el sistema de navegación Galileo es una constelación Walker Delta 56°: 24/3/1. Esto significa que hay 24 satélites en 3 planos inclinados a 56 grados, que abarcan los 360 grados alrededor del ecuador . El "1" define la fase entre los planos y cómo están espaciados. El Walker Delta también se conoce como la roseta Ballard, en honor al trabajo anterior similar de AH Ballard. [5] [6] La notación de Ballard es (t,p,m) donde m es un múltiplo del desplazamiento fraccionario entre planos.
Otro tipo de constelación popular es la estrella Walker casi polar, que utiliza Iridium . Aquí, los satélites se encuentran en órbitas circulares casi polares de aproximadamente 180 grados, viajando hacia el norte por un lado de la Tierra y hacia el sur por el otro. Los satélites activos en toda la constelación de Iridium forman una estrella Walker de 86,4°: 66/6/2, es decir, la fase se repite cada dos planos. Walker utiliza una notación similar para estrellas y deltas, lo que puede resultar confuso.
Estos conjuntos de órbitas circulares a altitud constante a veces se denominan capas orbitales.
La constelación OneWeb tenía 6 satélites piloto en febrero de 2019 , 74 satélites lanzados el 21 de marzo de 2020 [29] pero se declaró en quiebra el 27 de marzo de 2020 [30] [31]
Starlink : primera misión ( Starlink 0 ) lanzada el 24 de mayo de 2019; 955 satélites lanzados, 51 desorbitados, 904 en órbita al 25 de noviembre de 2020 [actualizar]; La prueba beta pública en un rango de latitud limitado comenzó en noviembre de 2020 [32]
O3b mPOWER : primeros 2 satélites lanzados en diciembre de 2022; 9 más en 2023-2024, y se espera que el servicio inicial comience en el tercer trimestre de 2023. [33]
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^ @Cosmic_Penguin (14 de diciembre de 2019). "Observe que estos satélites de CASC se mencionan como parte de un" sistema nacional de Internet por satélite ". Hay rumores de que varias de las constelaciones de satélites de comunicación LEO privadas chinas planificadas han sido absorbidas recientemente en una gran nacionalizada" ( Pío ) . Consultado el 16 de diciembre de 2019 - vía Twitter .
Enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con las constelaciones de satélites .
Herramientas de simulación de constelaciones de satélites:
Modelador de constelaciones de satélites AVM Dynamics
Visualización de constelaciones de satélites SaVi
Transfinite Visualyse Profesional
Más información:
Interconexión con constelaciones de satélites: tesis doctoral (2001)
Constelaciones de satélites de Lloyd: última actualización el 20 de julio de 2011
Examen y análisis de la constelación polar de órbita terrestre baja-IEEE