Una órbita terrestre baja ( LEO ) es una órbita alrededor de la Tierra con un período de 128 minutos o menos (realizando al menos 11,25 órbitas por día) y una excentricidad inferior a 0,25. [1] La mayoría de los objetos artificiales en el espacio exterior se encuentran en LEO, con una altitud que nunca supera aproximadamente un tercio del radio de la Tierra (o unos 2000 kilómetros). [2]
El término región LEO también se utiliza para el área del espacio por debajo de una altitud de 2000 km (1200 millas) (aproximadamente un tercio del radio de la Tierra). [3] Los objetos en órbitas que pasan por esta zona, incluso si tienen un apogeo más alejado o son suborbitales , son seguidos cuidadosamente ya que presentan un riesgo de colisión para los numerosos satélites LEO.
Aparte de las misiones lunares del programa Apolo, no se han realizado vuelos espaciales tripulados más allá de LEO. Todas las estaciones espaciales tripuladas hasta la fecha han operado dentro de LEO.
Una amplia variedad de fuentes [4] [5] [6] definen LEO en términos de altitud . La altitud de un objeto en una órbita elíptica puede variar significativamente a lo largo de la órbita. Incluso para órbitas circulares , la altitud sobre el suelo puede variar hasta 30 km (19 millas) (especialmente para órbitas polares ) debido al achatamiento de la figura esferoide de la Tierra y la topografía local . Si bien las definiciones basadas en la altitud son intrínsecamente ambiguas, la mayoría de ellas caen dentro del rango especificado por un período orbital de 128 minutos porque, según la tercera ley de Kepler , esto corresponde a un semieje mayor de 8.413 km (5.228 mi). Para órbitas circulares, esto a su vez corresponde a una altitud de 2.042 km (1.269 millas) por encima del radio medio de la Tierra, lo que es consistente con algunos de los límites de altitud superiores en algunas definiciones de LEO.
Algunas fuentes definen la región LEO como una región en el espacio que ocupan las órbitas LEO. [3] [7] [8] Algunas órbitas altamente elípticas pueden pasar a través de la región LEO cerca de su altitud más baja (o perigeo ), pero no están en una órbita LEO porque su altitud más alta (o apogeo ) excede los 2000 km (1243 millas). Los objetos suborbitales también pueden llegar a la región LEO pero no están en una órbita LEO porque vuelven a entrar en la atmósfera . La distinción entre órbitas LEO y la región LEO es especialmente importante para el análisis de posibles colisiones entre objetos que pueden no estar en órbita LEO pero que podrían chocar con satélites o desechos en órbitas LEO.
La velocidad orbital media necesaria para mantener una órbita terrestre baja estable es de aproximadamente 7,8 km/s (4,8 mi/s), lo que se traduce en 28.000 km/h (17.000 mph). Sin embargo, esto depende de la altitud exacta de la órbita. Calculada para una órbita circular de 200 km (120 mi), la velocidad orbital es de 7,79 km/s (4,84 mi/s), pero para una órbita superior de 1.500 km (930 mi), la velocidad se reduce a 7,12 km/s (4,42 mi). /s). [9] El delta-v del vehículo de lanzamiento necesario para alcanzar la órbita terrestre baja comienza alrededor de 9,4 km/s (5,8 mi/s).
La atracción de la gravedad en LEO es sólo ligeramente menor que en la superficie de la Tierra. Esto se debe a que la distancia a LEO desde la superficie de la Tierra es mucho menor que el radio de la Tierra. Sin embargo, un objeto en órbita se encuentra en caída libre permanente alrededor de la Tierra, porque en órbita la fuerza gravitacional y la fuerza centrífuga se equilibran entre sí. [c] Como resultado, las naves espaciales en órbita continúan permaneciendo en órbita, y las personas dentro o fuera de dichas naves experimentan continuamente ingravidez .
Los objetos en LEO encuentran resistencia atmosférica proveniente de gases en la termosfera (aproximadamente 80 a 600 km sobre la superficie) o la exosfera (aproximadamente 600 km o 400 millas y más), dependiendo de la altura de la órbita. Las órbitas de los satélites que alcanzan altitudes inferiores a 300 km (190 millas) se desintegran rápidamente debido a la resistencia atmosférica. Los objetos en LEO orbitan la Tierra entre la parte más densa de la atmósfera y debajo del cinturón de radiación interior de Van Allen .
Las órbitas terrestres bajas ecuatoriales ( ELEO ) son un subconjunto de LEO. Estas órbitas, con baja inclinación hacia el ecuador, permiten tiempos de revisitación rápidos en lugares de baja latitud de la Tierra. Los LEO ecuatoriales de grado también tienen menores requisitos de lanzamiento delta-v porque aprovechan la rotación de la Tierra. Otras órbitas LEO útiles, incluidas las órbitas polares y las órbitas sincrónicas con el Sol, tienen inclinaciones más altas con respecto al ecuador y brindan cobertura para latitudes más altas en la Tierra. Algunos de los satélites Starlink de primera generación utilizaron órbitas polares que brindan cobertura en todas partes de la Tierra. Las constelaciones posteriores de Starlink orbitan con una inclinación menor y brindan más cobertura para áreas pobladas.
Las órbitas más altas incluyen la órbita terrestre media (MEO), a veces llamada órbita circular intermedia (ICO), y más arriba, la órbita geoestacionaria (GEO). Las órbitas más altas que las bajas pueden provocar fallos prematuros de los componentes electrónicos debido a la intensa radiación y la acumulación de carga.
En 2017, las " órbitas terrestres muy bajas " ( VLEO ) comenzaron a verse en las presentaciones regulatorias . Estas órbitas, por debajo de unos 450 km (280 millas), requieren el uso de tecnologías novedosas para elevar la órbita porque operan en órbitas que normalmente decaerían demasiado pronto para ser económicamente útiles. [10] [11]
Una órbita terrestre baja requiere la menor cantidad de energía para la colocación de satélites. Proporciona un gran ancho de banda y baja latencia de comunicación . Los satélites y las estaciones espaciales en LEO son más accesibles para la tripulación y el mantenimiento.
Dado que se requiere menos energía para colocar un satélite en un LEO, y un satélite allí necesita amplificadores menos potentes para una transmisión exitosa, LEO se utiliza para muchas aplicaciones de comunicación, como el sistema telefónico Iridium . Algunos satélites de comunicaciones utilizan órbitas geoestacionarias mucho más altas y se mueven a la misma velocidad angular que la Tierra para parecer estacionarios sobre un lugar del planeta.
A diferencia de los satélites geosincrónicos , los satélites en LEO tienen un campo de visión pequeño y solo pueden observar y comunicarse con una fracción de la Tierra en un momento dado. Esto significa que se requiere una red (o constelación ) de satélites para proporcionar una cobertura continua. Los satélites en las regiones inferiores de LEO también sufren una rápida desintegración orbital , lo que requiere un reinicio periódico para mantener órbitas estables o el lanzamiento de reemplazos para aquellos que reingresan a la atmósfera.
El entorno LEO se está congestionando con desechos espaciales debido a la frecuencia de los lanzamientos de objetos. [16] Esto ha causado una creciente preocupación en los últimos años, ya que las colisiones a velocidades orbitales pueden ser peligrosas o mortales. Las colisiones pueden producir desechos espaciales adicionales, creando un efecto dominó conocido como síndrome de Kessler . El Programa de Desechos Orbitales de la NASA rastrea más de 25.000 objetos de más de 10 cm de diámetro en LEO, mientras que el número estimado entre 1 y 10 cm es 500.000, y el número de partículas mayores de 1 mm supera los 100 millones. [17] Las partículas viajan a velocidades de hasta 7,8 km/s (28.000 km/h; 17.500 mph), por lo que incluso un pequeño impacto puede dañar gravemente una nave espacial. [18]
LEO: Movimiento medio > 11,25 y excentricidad < 0,25
Región A, Región de Órbita Terrestre Baja (o LEO): región esférica que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altitud (Z) de 2000 km.
LEO se refiere a órbitas que normalmente tienen menos de 2.400 km (1.491 millas) de altitud.
Órbita terrestre baja (LEO): una órbita geocéntrica con una altitud mucho menor que el radio de la Tierra.
Los satélites en esta órbita se encuentran entre 80 y 2000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.
LEO son las primeras 100 a 200 millas (161 a 322 km) de espacio.
{{cite news}}: Mantenimiento CS1: otros ( enlace )El entorno de la órbita terrestre baja (LEO), definido como entre 200 y 1000 km sobre la superficie de la Tierra.
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