El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética inauguró lo que popularmente se conoce como la Era Espacial con el lanzamiento del Sputnik 1, el primer satélite artificial de la historia. Este dispositivo consistía en una esfera de aluminio de unos 58 cm de diámetro, equipada con cuatro antenas de casi tres metros de longitud. Dotado de instrumentos rudimentarios alojados en un compartimento herméticamente sellado, el satélite debía obtener datos relacionados con la densidad de las capas superiores de la atmósfera, la propagación de señales de radio en la ionosfera y la temperatura en el interior y en la superficie de la esfera. Entre sus instrumentos se encontraban transmisores que operaban a 20,005 y 40,002 MHz (a longitudes de onda de 15 y 7,5 m, aproximadamente). El satélite debía transmitir periódicamente, con una duración de 0,3 segundos.
El 3 de noviembre de ese mismo año, la Unión Soviética lanzó un nuevo vehículo al espacio. Se trataba del Sputnik 2, un satélite más sofisticado que su predecesor, que llevó al primer ser vivo a la órbita terrestre, la perra Laika. La respuesta estadounidense a los logros soviéticos llegó con el lanzamiento del Explorer 1 el 1 de febrero de 1958, un dispositivo equipado con algunos instrumentos científicos que, entre otras cosas, permitió detectar la presencia de cinturones magnéticos alrededor de la Tierra, conocidos como cinturones de Van Allen en honor al científico que determinó su existencia, James Van Allen.
En líneas generales, y a excepción del Explorer 6, que tomó las primeras imágenes de formaciones nubosas desde la órbita, los primeros ingenios lanzados al espacio carecían de equipo fotográfico y disponían únicamente de sensores e instrumentos para realizar mediciones del entorno espacial próximo a la Tierra. No obstante, las cualidades que ofrecía la órbita terrestre para la observación de nuestro planeta, un magnífico balcón con inmejorables vistas en palabras de muchos astronautas, fueron el motivo por el que los primeros ingenios equipados con cámaras fotográficas y de televisión no tardaron en ser lanzados al espacio. Además, el ambiente de tensión que se vivía en el marco de la Guerra Fría aceleró los planes para la puesta en órbita de satélites y plataformas provistos de equipamientos destinados a la captación de imágenes de la Tierra en alta resolución.
¿Qué tareas puede realizar un satélite?
Comunicación: Los satélites de comunicaciones nos permiten la transmisión de llamadas, mensajes de texto y datos a través de teléfonos móviles y servicios de internet, incluso en áreas remotas donde la infraestructura es limitada.
Navegación: El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) utiliza una constelación de satélites para proporcionarnos información precisa de ubicación y navegación, utilizada en dispositivos de navegación, sistemas de seguimiento de vehículos y apps.
Meteorología: Satélites meteorológicos orbitan la Tierra para monitorear y predecir el clima, captan información esencial para pronósticos, alertas de tormentas y seguimiento de fenómenos meteorológicos extremos como tornados y tsunamis.
Observación de la Tierra: Los Satélites que observan la Tierra recopilan datos sobre el medio ambiente, la vegetación, la calidad del agua, ayudando en la gestión de recursos naturales, la planificación urbana y la detección de cambios ambientales en el planeta.
Televisión y Radio: Los satélites de difusión transmiten señales de televisión y radio a nivel global, permitiendo la distribución de programas y eventos en directo.
Internet: Los satélites de comunicaciones de banda ancha nos brindan acceso a internet en áreas rurales y remotas donde la infraestructura no está disponible.
Ventajas y desventajas de usar esta tecnología
Ventajas:
- Cobertura global: Los satélites proporcionan cobertura en áreas remotas donde otras tecnologías de comunicación pueden ser limitadas o inexistentes.
- Comunicaciones confiables: La tecnología satelital ofrece comunicaciones confiables e incluso en condiciones climáticas extremas.
- Acceso a datos en tiempo real: Permite el acceso a datos en tiempo real para apps, como por ejemplo el seguimiento, la navegación GPS y la vigilancia climática.
- ersatilidad: Se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, desde telecomunicaciones hasta investigación científica.
Desventajas:
- Costo: La construcción y lanzamiento de satélites son muy costosos, lo que puede limitar el acceso a esta tecnología para algunas organizaciones y/o países.
- Latencia: La transmisión de datos a través de satélites puede experimentar latencia, lo que afecta la calidad de las comunicaciones en tiempo real, como las video llamadas o videoconferencias.
- Vulnerabilidad a interferencias: Los satélites pueden ser susceptibles a interferencias externas, como la radiación solar lo que puede afectar la calidad y la seguridad de las comunicaciones.
- Gestión de desechos espaciales: La proliferación de satélites puede contribuir al problema de los desechos espaciales, lo que aumenta los riesgos para otros satélites y naves espaciales en órbita. ### Tipos de órbitas
Tras el lanzamiento del Sputnik 1 en 1957 y en un plazo de tiempo muy corto, el cielo comenzó a poblarse de satélites cada vez más sofisticados y con funciones muy diversas. Existen cinco ti pos de órbitas principales en las que colocar un satélite, dependiendo de la función que este vaya a desempeñar.
La órbita terrestre baja, o LEO por sus siglas en inglés, está en torno a la Tierra hasta altitudes próximas a los 2000 km. Sus periodos oscilan entre los 90 minutos (para las altitudes más bajas) y varias horas (para aquellas más altas, hasta llegar a los 2000 km). Esta órbita es utilizada principalmente por naves espaciales tripuladas, ciertos satélites de comunicaciones, meteorológicos y militares.
La órbita geoestacionaria, o GEO por sus siglas en inglés es una órbita circular situada a unos 35700 km de altitud (6,6 radios terrestres, aproximadamente). Se extiende hasta alcanzar casi la décima parte de la distancia entre la Tierra y la Lama, y su periodo es de casi 24 horas, coincidente con el de la rotación terrestre. Para un observador en la superficie, un satélite en esa órbita se muestra estático. Un satélite situado a 35 700 km sobre el ecuador del planeta tiene un campo de visión del 50% del disco terrestre. Esta órbita suele ser utilizada principalmente por satélites meteorológicos, militares y de comunicaciones, y es un subconjunto de las llamadas órbitas geosincronicas (GSO).
La órbita Molniya debe su denominación a la serie de satélites soviéticos Molniya, que operaban sobre todo en esta órbita, marcadamente elíptica, de 40000 kan en su punto más de distante (o apogeo) y 500 km en su punto más cercano (o perigeo) Los satélites que navegan en estas órbitas tienen un periodo de 12 horas, desplazándose muy despacio en puntos próximos al apogeo, y muy deprisa en las proximidades del perigeo, motivo por el cual permanecen 11 de las 12 horas de su periodo sobre un mismo hemisferio.
Entre las órbitas LEO y GEO, la órbita media inclinada o sobre el ecuador, se sitúa a unos 20000 km sobre la superficie, con un periodo de 12 horas. También es utilizada por satélites civiles y militares, como los de navegación.
La órbita de gran altitud se encuentra situada entre las órbitas GEO y lunar. Se trata de un espacio muy poco poblado de satélites, con usos variados, aunque principalmente militares y científicos. En este tipo de órbitas se situaban, entre otros, los satélites de la serie Vela, destinados a la detección de explosiones nucleares.
¿Meteorología/Climatología?
Meteorología: Muchos de los aspectos que afectan a la vida cotidiana dependen de la meteorología, y por ese motivo el ser humano ha invertido muchos esfuerzos en comprender y en predecir los fenómenos que esta engloba.
Hasta la década de 1930, los pronósticos meteorológicos se realizaban, entre otras técnicas, con el lanzamiento de radiosondas, globos estacionarios elevados hasta determinadas altitudes portando instrumentos de radio con los que se obtenía informa sobre el estado de la atmósfera, un método que contaba con importantes limitaciones. En 1954, cuatro años después de que Otto Berg conformara aquel mosaico de fotografías tomadas durante el lanzamiento de un V2 en las que se apreciaba una gran tormenta, el entonces jefe de la División de Servicios Científicos de la oficina Meteorológica de Estados Unidos, Harry Wexler, publicó un trabajo titulado La observación meteorológica desde un vehículo satélital.
La puesta en órbita de los satélites cambió radicalmente la forma de ver la meteorología. Antes de la Era Espacial, fenómenos como tormentas y huracanes se presentaban sin previo aviso, afectando a grandes extensiones de territorio, provocando multitud de bajas humanas e importantes daños económicos. Hoy en día, los satélites se nos antojan indispensables, dado que los datos que proporcionan permiten a los científicos profundizar en el entendimiento de los mecanismos atmosféricos, lo que re dunda en un perfeccionamiento de los modelos meteorológicos y, con ellos, en una mejora y mayor fiabilidad de los pronósticos, los cuales son vitales para alertar a la población ante la proximidad de aquellos fenómenos extremos que pudieran suponer una amenaza potencial.
Aunque los primeros satélites meteorológicos portaban cámaras de televisión, los actuales han sustituido estas por unos instrumentos llamados radiómetros, cuya función es realizar barridos de la Tierra para captar la radiación emitida por el planeta y generar imágenes con la información obtenida. Los radiómetros están integrados por un pequeño telescopio (a veces una antena), un mecanismo de barrido y uno o varios sensores que operan en el rango de la luz visible, la infrarroja y las microondas, con el propósito de generar diferentes tipos de imágenes de los fenómenos meteorológicos que tienen lugar en nuestro planeta Muchos de los satélites meteorológicos son lanzados hacia una órbita geoestacionaria, situada en torno a los 35700 km sobre la superficie terrestre. Estos vehículos son posicionados en el plano ecuatorial del planeta, próximos a la latitud 0 Distribuidos a lo largo de este plano, cubren diferentes regiones de la Tierra.
Así, los satélites meteorológicos estadounidenses de la NOAA, GOES-East (GOES-Este) y GOES-West (GOES-Oeste), están situados de manera que observan la mayor parte del hemisferio oeste, desde la costa occidental de África hasta el Pacífico Oeste, y regiones árticas y antárticas, mientras que los europeos de la serie Meteosat observan Europa, África, Oriente Medio y parte de América del Sur, e igualmente zonas árticas y antárticas.
Climatología: ¿Qué es el clima? Existen muchas formas de definir este término, pero vamos a utilizar la más breve y efectiva: la descripción del patrón meteorológico a largo plazo, bien a escala regional, como puede ser un país o un continente, o global, es decir, el planeta en su totalidad.
El clima reinante en un planeta depende de muchos factores, siendo los principales su proximidad al Sol y el intercambio energético entre el astro en cuestión y el medio espacial, ambos interrelacionados. Planetas como Venus están sometidos a temperaturas extremadamente elevadas, superiores al punto de fusión del plomo, que en este caso en particular se ven potenciadas por las características de su atmósfera, que retiene la mayor parte de la energía recibida del Sol, no dejándola escapar al espacio. Por contra, Plutón, uno de los cuerpos celestes más alejados del astro rey en nuestro sistema, está inmerso en un profundo y eterno invierno, con temperaturas muy por debajo del punto de congelación del agua. Su atmósfera es tan sutil que el planeta apenas retiene la radiación recibida del Sol. Sin embargo, la Tierra se encuentra en lo que los científicos espaciales denominan zona habitable, una región cuya distancia al Sol permite que el agua fluya en estado líquido, contribuyendo así al florecimiento de formas de vida. Además, las características de la atmósfera terrestre permiten un intercambio de energía ciertamente equilibrado, lo que fomenta que el planeta disfrute de temperaturas suaves, en comparación con otros astros.
No obstante, el clima de la Tierra no es homogéneo. Las regiones tropicales y ecuatoriales están más expuestas a la radiación procedente del Sol y por tanto, son las que mayores cotas de temperatura soportan, sobrepasando, en ocasiones, los 60 °C. En contraste, los polos norte y sur son las regiones en las que la incidencia de la radiación solar es notablemente inferior, motivo por el cual mantienen temperaturas sensiblemente por debajo de los 0°C (en la Antártida se han llegado a registrar-92 °C), aunque en ocasiones pueden alcanzar cotas positivas. Por otro lado, existen fenómenos que están poniendo en riesgo este equilibrio de intercambio de energía. Las emisiones de gases como el metano y el dióxido de carbono son las causantes del efecto invernadero, un fenómeno no claramente visible en Venus, que desequilibra la balanza del intercambio energético a nivel planetario. Ese es el motivo por el que la temperatura global de la Tierra ha experimentado un aumento de más de un grado en el último siglo Aunque el calentamiento global es un proceso natural que nuestro planeta sufre desde hace miles de años, la acción del hombre está contribuyendo a acelerar este proceso en tasas centenares de veces superiores al ritmo natural.
La órbita de la Tierra alrededor de nuestra estrella es el lugar ideal desde el que medir el intercambio de energía entre nuestro planeta y el medio espacial, y su variabilidad a lo largo y ancho del globo. Por tanto, los satélites artificiales se han constituido como la herramienta definitiva en el estudio del clima terrestre Al igual que en la meteorología, en la que los satélites son esenciales para la elaboración de predicciones a corto y medio plazo, estos ingenios son de vital importancia no solo para determinar las características climáticas de la Tierra, sino también para la elaboración de modelos que nos permitan pronosticar con suficiente antelación su evolución y consecuencias para el ecosistema global.
En conclusión, los satélites han sido protagonistas fundamentales en la exploración espacial y en el desarrollo de tecnologías que han transformado nuestras vidas. Desde su lanzamiento en 1957, han evolucionado para ser usados en una amplia gama de funciones vitales, desde la comunicación y la navegación hasta la observación de la Tierra y la predicción del clima. Su capacidad para proporcionar datos precisos y en tiempo real ha revolucionado nuestra comprensión del mundo que nos rodea y ha contribuido significativamente al progreso científico y tecnológico. Sin embargo, también enfrentan desafíos, como el costo, la latencia en las comunicaciones y la gestión de desechos espaciales. Pero a pesar de estos desafíos, los satélites continúan siendo una herramienta invaluable para la humanidad en su búsqueda de explorar el espacio y comprender mejor nuestro hermoso planeta Tierra.
Bibliografía:
Libro (Observación de la Tierra desde el espacio).