Edukira joan

Orbita geoestazionario

Wikipedia, Entziklopedia askea
Bi orbita geoestazionarioren simulazioa
Hainbat satelite geoestazionarioren mugimendu erlatiboa atzeko izarrekiko. Orbita geoestazionarioan ekuatorearen gainean dauden sateliteek lerro zuzena osatzen dute.

Orbita geostazionario bat (ingelesetik geosynchronous equatorial orbit), orbita geosinkrona mota bat da: Lurraren ekuatoreak sortzen duen planoan kokaturik dagoen eta eszentrikotasunik ez duen orbita da, bere norantza mendebaldetik ekialdera doa. Lurraren ekuatoretik 35.786 kilometroko distantziara dago eta lurraren zentzu berean biratzen du. Bere kokapena beti latitude berdinean dago (0 gradu) beraz oso erraza da topatzen eta gainera 23 ordu 56 minutu eta 4,09 segundo behar ditu bira osoa egiteko.

Horrelako orbita batean dagoen objektu batek Lurraren errotazio-periodoaren berdina den orbita periodoa du, egun siderala, eta, beraz, Lurreko behatzaileentzat geldia dirudi, zeruan posizio finko batean. Orbita geoestazionarioaren kontzeptua Arthur C. Clarke zientzia fikziozko idazleak zabaldu zuen 1940ko hamarkadan, telekomunikazioak iraultzeko modu gisa, eta orbita mota horretan jarri zen lehen satelitea 1963an jaurti zen.

Komunikazio-sateliteak orbita geoestazionario batean kokatu ohi dira, Lurreko sateliteen antenek ez dezaten biratu beharrik izan haien atzetik joateko, baizik eta etengabe apuntatu ahal izan dezaten sateliteak dauden zeruko posiziora. Satelite meteorologikoak ere orbita horretan kokatzen dira, denbora errealean jarraipena egiteko eta datuak jasotzeko, eta nabigazio-sateliteak kalibrazio-puntu ezagun bat emateko eta GPSaren zehaztasuna hobetzeko.

Satelite geoestazionarioak orbita tenporal batean zehar jaurtitzen dira eta arteka batean jartzen dira lurrazaleko puntu zehatz baten gainean. Orbitak bere posizioari eusteko nolabaiteko aparkatzea eskatzen du, eta kendutako satelite modernoak hilerri orbita altuago batean jartzen dira, talkak saihesteko.

Historia

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

1929an, Herman Potočnikek orbita geosinkronikoak deskribatu zituen, oro har, bai eta lurreko orbita geoestazionarioaren kasu berezia ere, bereziki, eta espazio-estazioetarako orbita erabilgarriak ere deskribatu zituen[1]. Herri literaturan orbita geoestazionario baten lehen agerpena 1942ko urrian izan zen, George O. Smithen Venus Equilateral lehen kontakizunean[2], baina hura ez zen xehetasunetan sartu. Arthur C. Clarke zientzia-fikziozko autore britainiarrak 1945eko Extra-Terrestrial Relays - Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage? artikuluan, Wireless Worldaldizkarian argitaratua, kontzeptua hedatu zuen[3]. Clarkek lehen aldiz deskribatu zuen orbita hori irrati-difusioko eta igorpeneko komunikazio-sateliteetarako erabilgarria zela, eta batzuetan Clarke orbita deitzen zaio[4]. Era berean, orbita horretako satelite artifizialen multzoari Clarke Gerrikoa deritzo[5].

Terminologia teknikoan, orbita ekuatorial geoestazionario edo geosinkroniko deitzen da, eta termino horiek sinonimoak izango balira bezala erabili ohi dira[6].

Lehen satelite geoestazionarioa Harold Rosenek diseinatu zuen 1959an, Hughes Aircraften lan egiten zuenean. Sputnik 1ek inspiratuta, satelite geoestazionario bat erabili nahi zuen komunikazioak globalizatzeko. Garai hartan, Ameriketako Estatu Batuen eta Europaren arteko telekomunikazioak 136 pertsonaren artean soilik ziren posible aldi berean, eta maiztasun handiko irratien eta itsaspeko kable baten menpe zeuden.

Garai hartan uste zen satelite bat orbita geoestazionarioan jartzeak suziri-potentzia handiegia beharko zuela, eta ez zuela gastua justifikatzeko adina iraungo[7]; horregatik, lehen ahaleginak lurreko orbita baxu edo ertaineko sateliteen konstelazioetan zentratu ziren[8]. Lehenak Echo satelite globoak izan ziren, 1960an, eta ondoren Telstar 1, 1962an. Proiektu horiek seinalearen intentsitatearekin eta jarraipenarekin zailtasunak bazituzten ere —arazo horiek orbita geoestazionarioak erabiliz konpon zitezkeen—, kontzeptua ez zen oso praktikotzat jotzen, eta, horregatik, Hughesek askotan funtsak eta babesa galtzen zituen.

Syncom 2, lehenengo satelite geosinkronoa.

1961ean, Rosenek eta bere taldeak 76 zentimetroko diametroa eta 38 zentimetroko altuera zuen prototipo zilindriko bat fabrikatu zuten, 11,3 kilogramoko pisua zuena, orbitan jartzeko nahiko arina eta txikia. Errotazio bidez egonkortua zegoen, talotxo formako sorta bat sortzen zuen dipolo antena batekin. 1961eko abuztuan, benetako satelitea eraikitzen hasteko kontratatu zituzten. Akats elektroniko baten ondorioz Syncom 1 galdu zuten, baina Syncom 2 orbita geosinkroniko batean arrakastaz kokatu zen 1963an. Bere orbita inklinatuak antena mugikorrak behar zituen arren, telebista-emisioak igortzeko gai izan zen eta John F. Kennedy Estatu Batuetako presidenteari (Washington D.C.) Abubakar Tafawa Balewa Nigeriako lehen ministroari telefonoz deitzea ahalbidetu zion[9].

Orbita geoestazionarioan jarritako lehen satelitea Syncom 3 izan zen, 1964an Delta D kohete batekin jaurtitakoa. Bere banda-zabalera handiagoari esker, satelite horrek Japoniatik Estatu Batuetara zuzenean transmititu ahal izan zuen 1964ko Udako Olinpiar Jokoen estaldura. Ordutik, orbita geoestazionarioak erabilera arruntekoak izan dira, satelite bidezko telebistarako bereziki. Gaur egun, ehunka satelite geoestazionario daude, teledetekzio- eta komunikazio-zerbitzuak ematen dituztenak[10].

Planetako lehorreko leku populatu gehienek lurreko komunikazio-instalazioak dituzte orain (mikrouhinak, zuntz optikoa), biztanleriaren % 96 hartzen duen telefono-sarbidea eta % 90 Interneterako sarbidea dute[11], baina herrialde garatuetako landa-eremu eta urruneko eremu batzuk satelite bidezko komunikazioen mende daude oraindik[12][13].

Erabilerak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Komunikazioa

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Komunikazioetarako satelite geoestazionarioak erabilgarriak dira, lurrazaleko eremu zabal batetik ikus daitezkeelako, 81º latitudean eta 77º longitudean zehar hedatzen da euren estaldura[14]. Zeruan geldikor agertzen dira, eta horrek lurreko estazioek antena mugikorrak izateko beharra ezabatzen du. Horrek esan nahi du lurreko behatzaileek antena txikiak, merkeak eta mugimendurik gabekoak eraiki ditzaketela, beti nahi den satelitera zuzenduak[15]. Hala ere, latentzia esanguratsua da, seinaleak 240 ms inguru behar baititu ekuatoreko lurreko transmisore batetik satelitera pasatzeko, eta alderantziz. Atzerapen horrek arazoak sortzen ditu latentziarekiko sentikorrak diren aplikazioetan, hala nola ahots-komunikazioan[16]. Hori dela eta, komunikazio-satelite geoestazionarioak norabide bakarreko entretenimendurako eta latentzia baxuko alternatibarik ez duten aplikazioetarako erabiltzen dira, batez ere[17].

Satelite geoestazionarioak ekuatoreren gainean daude zuzenean, eta zeruan baxuago agertzen dira, poloetatik hurbilago dagoen behatzaile batentzat. Behatzailearen latitudea handitu ahala, komunikazioa zaildu egiten da hainbat faktoreren ondorioz, hala nola errefrakzio atmosferikoa, Lurraren igorpen termikoa, ikusmen-lerroko buxadurak eta lurzorutik edo inguruko egituretatik datozen seinalearen islapenak. 81º baino latitude handiagoetan, satelite geoestazionarioak horizontearen azpitik geratzen dira, eta ez dira ikusten. Horregatik, Errusiako komunikazio satelite batzuek Molniya eta Tundra orbita eliptikoak erabili dituzte, latitude altuetan ikuspen bikaina dutenak[18].

Meteorologia

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Japoniako Himawari satelitetik egindako argazki bat.

Munduko satelite meteorologiko geoestazionario operatiboen sare bat Lurraren gainazalaren eta atmosferaren irudi ikusgarriak eta infragorriak emateko erabiltzen da, behaketa meteorologikorako, ozeanografiarako eta jarraipen atmosferikorako. 2019an 19 satelite daude martxan edo zain. Satelite-sistema horiek honako hauek dituzte:

Satelite horiek irudiak jaso ohi dituzte espektro bisualean eta infragorrian, 0,5 eta 4 kilometro koadro arteko bereizmen espazialarekin. Estaldura 70º-koa izan ohi da, eta, kasu batzuetan, txikiagoa[25].

Satelite geoestazionarioen irudiak sumendi-errautsen jarraipena egiteko[26], hodeien gailurraren eta ur-lurrunaren tenperatura neurtzeko[27], ozeanografiarako, lurraren tenperatura eta landare-estaldura neurtzeko[28][29], zikloien ibilbidearen iragarpena errazteko eta hodei-estalduraren denbora errealeko hornidura eta beste jarraipen-datu batzuk egiteko erabili dira[30]. Informazio zati bat eguraldia iragartzeko ereduetan sartu da, baina, ikus-eremu zabala dutenez, denbora osoko jarraipena dutenez eta bereizmen txikiagoa dutenez, satelite meteorologiko geoestazionarioen irudiak nagusiki epe laburreko eta denbora errealeko iragarpenak egiteko erabiltzen dira[31].

Nabigazioa

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
GNSS sistemaren eremuak.

Satelite geoestazionarioak GNSS sistemak areagotzeko erabil daitezke, erlojuaren zuzenketak, efemerideak eta akats ionosferikoak transmitituz (posizio ezaguneko Lurreko estazioetatik kalkulatuak) eta erreferentzia-seinale gehigarri bat emanez. Horrek posizioaren zehaztasuna hobetzen du, gutxi gorabehera 5 m-tik 1 m edo gutxiagora[32].

Satelite geoestazionarioak erabiltzen dituzten egungo eta iraganeko nabigazio-sistemek honako hauek hartzen dituzte barne:

Inplementazioa

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Jaurtiketa

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Echo Star XVII satelitearen jaurtiketaren eskema.

Satelite geoestazionarioak ekialderantz jaurtitzen dira, ekuatorearen errotazio-abiadurarekin bat datorren orbita atzerakoi batean. Satelitea jaurti daitekeen inklinaziorik txikiena jaurtiketa-lekuko latitudearena da; beraz, satelitea ekuatoretik gertu jaurtitzeak mugatu egiten du gerora egin beharreko inklinazio-aldaketa. Gainera, ekuatoretik gertu jaurtiz gero, Lurraren errotazio-abiadurak satelitea bultzatuko du. Jaurtitzeko leku batek ura edo basamortuak izan behar ditu ekialdean, huts egindako edozein suziri eremu populatu baten gainera eror ez dadin[33].

Jaurtitzeko ibilgailu gehienek satelite geoestazionarioak zuzenean transferentziarako orbita geoestazionario (GTO) batean jartzen dituzte, GEO parean apogeoa eta perigeo baxua duen orbita eliptiko batean. Ondoren, satelitearen propultsioa erabiltzen da perigeoa altxatzeko, orbita zirkularra hartzeko eta GEOra iristeko[34].

Orbitaren esleipena

[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Orbita geoestazionarioko sateliteek eraztun bakarra okupatu behar dute ekuatorean. Operazioetan irrati-maiztasunetan interferentzia kaltegarriak saihesteko satelite horiek bereizi beharrak esan nahi du orbiten kopuru mugatu bat dagoela eskuragarri eta, beraz, satelite kopuru mugatu batek baino ezin duela funtzionatu orbita geoestazionarioan. Horrek gatazkak eragin ditu zerrenda orbital berberetara iritsi nahi duten herrialdeen (longitude beretik gertu dauden baina latitude desberdinak dituzten herrialdeak) eta irrati-maiztasunen artean. Gatazka horiei aurre egiteko, Telekomunikazioen Nazioarteko Batasunaren esleipen-mekanismoa erabiltzen da, Irrati-komunikazioen Erregelamendua betez[35]. 1976ko Bogotako Adierazpenean, Lurraren ekuatorean kokatutako zortzi herrialdek beren lurraldearen gainean kokatutako orbita geoestazionarioen gaineko subiranotasuna eskatu zuten, baina aldarrikapenek ez zuten nazioarteko aitortzarik lortu[36].

Espazioko zaborra

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Orbita geozentrikoan dagoen espazioko zaborraren mapa bat.

Orbita geoestazionarioetako hondakin espazialek Lurraren orbita baxuan (LEO) baino talka-abiadura txikiagoa izan ohi dute, GEO satelite guztiek plano, altitude eta abiadura berean orbitatzen baitute; orbita eszentrikoetan dauden sateliteek, ordea, 4 km/s-rainoko talkak egiteko aukera ematen dute. Talka bat gertatzeko probabilitatea oso txikia bada ere, GEO sateliteek ahalmen mugatua dute edozein hondakin saihesteko[37].

Altitude geosinkronoan, 10 cm baino gutxiagoko diametroa duten objektuak ezin dira Lurretik ikusi, eta horrek haien prebalentzia ebaluatzea zailtzen du[38].

Arriskua murrizteko ahaleginak egin arren, espazio-ontzien arteko talkak izan dira. Europako Espazio Agentziaren Olympus-1 telekomunikazio satelitea meteoroide batek jo zuen 1993ko abuztuaren 11n, eta azkenean hilerri orbita batera eraman zuten[39]; 2006an, Express-AM11 komunikazio satelite errusiarra objektu ezezagun batek jo zuen[40], eta indarge geratu zen, nahiz eta haren ingeniariek denbora nahikoa izan zuten satelitearekin kontaktuan hilerri orbita batera bidaltzeko. 2017an, AMC-9 eta Telkom-1 arrazoi ezezagunengatik apurtu ziren[41].

Erreferentziak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
  1. ↑ The Problem of Space Travellabel QS:Len,"The Problem of Space Travel". (Noiz kontsultatua: 2024-10-26).
  2. ↑ (Ingelesez) Smith, George O.. (1980-09). The Complete Venus Equilateral. Random House Publishing Group ISBN 978-0-345-28953-7. (Noiz kontsultatua: 2024-10-26).
  3. ↑ «http://clarkeinstitute.org/wp-content/uploads/2010/04/ClarkeWirelessWorldArticle.pdf | Ghostarchive» ghostarchive.org (Noiz kontsultatua: 2024-10-26).
  4. ↑ «Basics of Space Flight Section I. The Environment of Space» archive.ph 2012-12-12 (Noiz kontsultatua: 2024-10-26).
  5. ↑ «Arthur C. Clarke» web.mit.edu (Noiz kontsultatua: 2024-10-26).
  6. ↑ Kidder, S. Q.. (2015-01-01). North, Gerald R. ed. «SATELLITES AND SATELLITE REMOTE SENSING | Orbits» Encyclopedia of Atmospheric Sciences (Second Edition) (Academic Press): 95–106.  doi:10.1016/b978-0-12-382225-3.00362-5. ISBN 978-0-12-382225-3. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  7. ↑ (Ingelesez) «Harold Rosen, 1926–2017» California Institute of Technology 2017-01-31 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  8. ↑ (Ingelesez) «How a satellite called Syncom changed the world» Los Angeles Times 2013-07-26 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  9. ↑ «World's First Geosynchronous Satellite Launched | History Channel on Foxtel» web.archive.org 2019-12-07 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  10. ↑ (Ingelesez) updated, Robert Lea last. (2015-04-24). «What Is a Geosynchronous Orbit?» Space.com (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  11. ↑ (Ingelesez) «Press Release» ITU (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  12. ↑ (Ingelesez) «Australia was promised superfast broadband with the NBN — this is what we got instead» ABC News 2019-04-23 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  13. ↑ (Ingelesez) «In farm country, forget broadband. You might not have internet at all» CNET (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  14. ↑ (Ingelesez) Soler, Tomás; Eisemann, David W.. (1994-08). «Determination of Look Angles to Geostationary Communication Satellites» Journal of Surveying Engineering 120 (3): 115–127.  doi:10.1061/(ASCE)0733-9453(1994)120:3(115). ISSN 0733-9453. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  15. ↑ Wertz, James Richard; Larson, Wiley J.. (1999-01-01). Space mission analysis and design. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  16. ↑ «The Teledesic Network: Using Low-Earth-Orbit Satellites to Provide Broadband, Wireless, Real-Time Internet Access Worldwide» web.archive.org 2016-03-06 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  17. ↑ (Ingelesez) Freeman, Roger L.. (2002-01-15). Reference Manual for Telecommunications Engineering. (1. argitaraldia) Wiley  doi:10.1002/0471208051.fre018. ISBN 978-0-471-41718-7. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  18. ↑ (Ingelesez) Society, American Astronautical. (2010-08-23). Space Exploration and Humanity: A Historical Encyclopedia [2 volumes: A Historical Encyclopedia. ] ABC-CLIO ISBN 978-1-85109-519-3. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  19. ↑ (Ingelesez) «Currently Flying» National Environmental Satellite, Data, and Information Service 2024-10-22 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  20. ↑ «Meteosat — EUMETSAT» web.archive.org 2020-01-14 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  21. ↑ «Airbus Defence and Space supports South Korean weather satellite programme - Defence and Space - Airbus» web.archive.org 2019-12-26 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  22. ↑ (Ingelesez) Bergin, Chris. (2014-10-06). «Japan lofts Himawari 8 weather satellite via H-IIA rocket» NASASpaceFlight.com (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  23. ↑ «China plans to launch additional nine Fengyun meteorological satellites by 2025 | gbtimes.com» web.archive.org 2019-07-02 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  24. ↑ «RAPID: Gateway to Indian Weather Satellite Data - ISRO» web.archive.org 2019-12-25 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  25. ↑ (Ingelesez) «Coverage of a geostationary satellite at Earth» The Planetary Society (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  26. ↑ «NOAA Satellites, Scientists Monitor Mt. St. Helens for Possible Erupt…» archive.ph 2012-09-10 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  27. ↑ «NASA Ocean Color» web.archive.org 2021-06-24 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  28. ↑ (Ingelesez) Miura, Tomoaki; Nagai, Shin; Takeuchi, Mika; Ichii, Kazuhito; Yoshioka, Hiroki. (2019-10-30). «Improved Characterisation of Vegetation and Land Surface Seasonal Dynamics in Central Japan with Himawari-8 Hypertemporal Data» Scientific Reports 9 (1): 15692.  doi:10.1038/s41598-019-52076-x. ISSN 2045-2322. PMID 31666582. PMC PMC6821777. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  29. ↑ «NOAA’s Eyes in the Sky - After Five Decades of Weather Forecasting with Environmental Satellites, What Do Future Satellites Promise for Meteorologists and Society? | World Meteorological Organization» web.archive.org 2023-12-18 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  30. ↑ (Ingelesez) «GOES-R: Today's Satellite for Tomorrow's Forecast» Science On a Sphere 2016-11-14 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  31. ↑ (Ingelesez) Tollefson, Jeff. (2018-03-02). «Latest US weather satellite highlights forecasting challenges» Nature 555 (7695): 154–154.  doi:10.1038/d41586-018-02630-w. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  32. ↑ «Satellite Based Augmentation System test-bed project | Geoscience Australia» web.archive.org 2019-07-07 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  33. ↑ «Launching Satellites — EUMETSAT» web.archive.org 2019-12-21 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  34. ↑ (Ingelesez) «How to get a satellite to geostationary orbit» The Planetary Society (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  35. ↑ (Frantsesez) «Space Services Department (SSD)» ITU (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  36. ↑ Oduntan, G.. (2003-10-01). The never ending dispute: legal theories on the spatial demarcation boundary plane between airspace and outer space. (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  37. ↑ (Ingelesez) Stephens, Marric. (2017-12-12). «Space debris threat to geosynchronous satellites has been drastically underestimated» Physics World (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  38. ↑ (Ingelesez) Henry, Caleb. (2017-08-30). «ExoAnalytic video shows Telkom-1 satellite erupting debris» SpaceNews (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  39. ↑ «Olympus Failure - ESA press release» web.archive.org 2007-09-11 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  40. ↑ «Notification for Express-AM11 satellite users in connection with the …» archive.ph 2013-01-04 (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).
  41. ↑ (Ingelesez) Dunstan, James E.. (2018-01-30). «Op-ed | Do we care about orbital debris at all?» SpaceNews (Noiz kontsultatua: 2024-10-27).

Kanpo estekak

[aldatu | aldatu iturburu kodea]
"https://eu.wikipedia.org/w/index.php?title=Orbita_geoestazionario&oldid=9956892"(e)tik eskuratuta