Que es un Satélite?. Un satélite es un sistema muy complejo y delicado, integrado por varios subsistemas; las antenas reciben señales de radiofrecuencia provenientes de las estaciones terrestres transmisoras, y después de que son procesadas en el satélite (ampliación y conversión de frecuencia), las transmiten de regreso hacia la Tierra, concentradas en un haz de potencia.

La capacidad instalada a bordo de los satélites utilizables para establecer telecomunicaciones se denomina carga útil y está compuesta por un número de transpondedores que oscila entre 16 y 32. La vida útil de un satélite se corresponde con la cantidad de combustible que posee para poder realizar las correcciones en el desplazamiento de su órbita y de acuerdo al tipo de materiales con los que fue construido y sus utilidades y su promedio de vida útil es de diez años. Cuando debe ser dado de baja o discontinuado, se lo intenta lanzar fuera de la órbita terrestre hacia el sol de forma tal de generar un nuevo espacio para un futuro nuevo satélite (nuevamente se plantea el problema del recurso limitado). Los países que poseen satélites tienen entre sus normas un sistema de responsabilidad por objetos lanzados al espacio, del que nuestro país no es ajeno.

Un poco de Historia: El hombre desde los albores de la humanidad siempre ha mirado el cielo con una mezcla de admiración y temor. El firmamento que lo rodeaba era la morada de dioses y espíritus superiores los cuales imaginaban a inmensa altura y le recordaban lo pequeña y lo mísera que era su existencia en comparación con la de aquellos.

Hoy en día el cielo está habitado, no con los productos del alma humana como en la antigüedad, sino físicamente por máquinas que impasibles y desde la enorme ventaja que les reporta la altitud en la que se mueven intentan con su funcionamiento hacer nuestra vida lo más llevadera posible.

El primer satélite de comunicaciones verdadero, el Telstar 1, fue lanzado a una órbita terrestre baja, de 952 x 5632 km. Era también el primer satélite de financiación comercial, a cargo de la American Telephone and Telegraph. El Telstar 1 se lanzó el 10 de julio de 1962, y le siguió casi un año después el Telstar 2. Las estaciones terrestres estaban situadas en Andover, Maine (Estados Unidos), Goonhilly Downs (Reino Unido) y Pleumeur-Bodou (Francia).

La primera retransmisión mostraba la bandera norteamericana ondeando en la brisa de Nueva Inglaterra, con la estación de Andover al fondo. Esta imagen se retransmitió a Gran Bretaña, Francia y a una estación norteamericana de New Jersey, casi quince horas después del lanzamiento. Dos semanas más tarde millones de europeos y americanos seguían por televisión una conversación entre interlocutores de ambos lados del Atlántico. No sólo podían conversar, sino también verse en directo vía satélite. Muchos historiadores fechan el nacimiento de la aldea mundial ese día.

Al Telstar 1 siguieron el Relay 1, otro satélite de órbita baja, lanzado el 13 de diciembre de 1962, y el Relay 2, el 21 de enero de 1964. Se trataba de vehículos espaciales experimentales, como el Telstar, diseñados para descubrir las limitaciones de actuación de los satélites. Como tales, constituían solo el preludio de acontecimientos más importantes. El 26 de julio de 1963 el Syncom 2 se colocó en órbita sincrónica sobre el Atlántico.

El Syncom 1 se había situado en el mismo lugar en febrero, pero su equipo de radio falló. La órbita del Syncom 2 tenía una inclinación de 28º, por lo que parecía describir un ocho sobre la tierra. Sin embargo se utilizó el 13 de septiembre, con el Relay 1, para enlazar Río de Janeiro (Brasil), Lagos (Nigeria) y New Jersey en una breve conversación entre tres continentes.

El Syncom 3 se situó directamente sobre el ecuador, cerca de la línea de cambio de fecha, el 19 de agosto de 1964, y se retransmitieron en directo las ceremonias de apertura de los juegos olímpicos en Japón. "En directo vía satélite": el mundo se sobrecogió al conocer las posibilidades de los satélites de comunicaciones.

Los ingenieros soviéticos han perfeccionado también una estación terrestre móvil llamada Mars, transportable en tres contenedores. Aunque en principio se ideo para la recepción de televisión en directo, cuenta con una antena parabólica de 7 m. y funciona de modo completamente automático. Puede utilizarse también para retransmisiones telefónicas y telegráficas.

Los satélites artificiales inician su singladura en 1957 con el lanzamiento del Sputnik 1. En la actualidad la variedad de satélites artificiales que rodean la tierra es sorprendente. El siguiente esquema nos puede ayudar a ver su inmensa variedad:

Tipos de Satélites:

Por su órbita:
Satélites de órbita geoestacionaria
Satélites de órbita baja (LEO)
Satélites de órbita elíptica excéntrica (Molniya)
Por su finalidad:
Satélites de Telecomunicaciones (Radio y Televisión)
Satélites Meteorológicos.
Satélites de Navegación.
Satélites Militares y espías.
Satélites de Observación de la tierra.
Satélites Científicos y de propósitos experimentales.
Satélites de Radioaficionado.

Bandas de Frecuencias Utilizadas por los Satélites:

Banda P  200-400 Mhz.
Banda L 1530-2700 Mhz.
Banda S 2700-3500 Mhz.
Banda C 3700-4200 Mhz.
4400-4700 Mhz.
5725-6425 Mhz.
Banda X 7900-8400 Mhz.
Banda Ku1 (Banda PSS)  10.7-11.75 Ghz.
Banda Ku2 (Banda DBS) 11.75-12.5 Ghz.
Banda Ku3 (Banda Telecom) 12.5-12.75 Ghz.
Banda Ka 17.7-21.2 Ghz.
Banda K 27.5-31.0 Ghz.
1 Mhz.= 1000.000 Hz.
1 Ghz.= 1000.000.000 Hz.

El Sistema Satelital:

Básicamente un sistema satelital es un sistema repetidor. La capacidad de recibir y retransmitir se debe a un dispositivo receptor-transmisor llamado transponder, cada uno de los cuales escucha una parte del espectro, la amplifica y retransmite a otra frecuencia para evitar la interferencia de señales.

Un sistema satelital consiste en un cierto numero de transponder además de una estación terrena maestra para controlar su operación, y una red de estaciones terrenas de usuarios, cada uno de los cuales posee facilidad de transmisión y recepción.

El control se realiza generalmente con dos estaciones terrenas especiales que se encargan de la telemetría, el rastreo y la provisión de los comandos para activar los servicios del satélite.

Un vinculo satelital consta de:

Un enlace tierra-satelite o enlace ascendente (uplink)

Un enlace satelite-tierra o enlace descendente (downlink)

El satélite permanece en órbita por el equilibrio entre la fuerza centrifuga y la atracción gravitatoria.

Si se ubica el satélite a una altura de 35860 Km sobre el plano del Ecuador, estos giran en torno a la tierra a una velocidad de 11070 Km./hr, con un periodo de 24 hrs. Esto hace que permanezca estacionario frente a un punto terrestre, de allí su nombre de satélite geoestacionario. De este modo las antenas terrestres pueden permanecer orientadas en una posición relativamente estable en un sector orbital.

Debido a su gran potencia los satélites para Tv necesitan de un espaciamiento de por lo menos 8 grados, para así evitar que el haz proveniente de la Tierra ilumine a los satélites vecinos también.

Los sistemas satelitales constan de las siguientes partes:

Transponders

Estaciones terrenas

El transponder es un dispositivo que realiza la función de recepción y transmisión. Las señales recibidas son amplificadas antes de ser retransmitidas a la tierra. Para evitar interferencias les cambia la frecuencia.

Las estaciones terrenas controlan la recepción con/desde el satélite, regula la interconexión entre terminales, administra los canales de salida, codifica los datos y controla la velocidad de transferencia.

Consta de 3 componentes:

Estación receptora: Recibe toda la información generada en la estación transmisora y retransmitida por el satélite.

Antena: Debe captar la radiación del satélite y concentrarla en un foco donde esta ubicado el alimentador.

Una antena de calidad debe ignorar las interferencias y los ruidos en la mayor medida posible.

Estos satélites están equipados con antenas receptoras y con antenas transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de radiación de las antenas pueden generarse cubrimientos globales (Intelsat), cubrimiento a solo un país (satélites domésticos), o conmutar entre una gran variedad de direcciones.

Estación emisora: Esta compuesta por el transmisor y la antena de emisión.

La potencia emitida es alta para que la señal del satélite sea buena. Esta señal debe ser captada por la antena receptora. Para cubrir el trayecto ascendente envía la información al satélite con la modulación y portadora adecuada.

Como medio de transmisión físico se utilizan medios no guiados, principalmente el aire. Se utilizan señales de microondas para la transmisión por satélite, estas son unidireccionales, sensibles a la atenuación producida por la lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y se ubican en el orden de los 100 MHz hasta los 10 GHz.

Las Orbitas: Los satélites se lanzan al espacio y se sitúan en una determinada órbita de la tierra que puede ser circular, con velocidad constante y utilizadas para comunicaciones o elípticas, con velocidad variable (más rapidez en el perígeo y más lentitud en el apogeo) y utilizadas para actividades de reconocimiento debido a que el satélite se acerca mucho a la Tierra durante el perígeo.
Una vez situado en la órbita circular, el satélite se mantiene en ella gracias al equilibrio de fuerzas que se produce entre la fuerza gravitacional de atracción entre la Tierra y el satélite, y la fuerza centrífuga que actúa sobre el satélite debido a su movimiento circular con la Tierra como centro de dicho movimiento.
Existen dos tipos generales de sistemas de satélites: los satélites que se encuentran en la órbita terrestre geoestacionaria (GEO) y los satélites no geoestacionarios (NGEO), principalmente de órbita terrestre media (MEO) y baja (LEO). Existiendo también sistemas elípticos y de gran altitud.

La capacidad de los satélites para transmitir y recibir se consigue gracias a un dispositivo denominado Transpondedor. Los transpondedores de los satélites operan a frecuencias muy altas, generalmente del orden de Gigagercios. La mayoría de los satélites actuales emplean frecuencias en el rango de 6/4 Gigagercios. Otros utilizan un ancho de banda mayor, y sus transpondedores operan en el rango de 14/12 Gigagercios.
La frecuencia que se utiliza para transmisión de la estación terrestre al satélite es diferente de la que se utiliza para retransmitir desde el satélite a tierra.
Al operar con frecuencias diferentes se evita que ambas señales se interfieran.

Estaciones Terrenas:

Una estación terrena satelital es un conjunto de equipo de comunicaciones y de cómputo que puede ser terrestre (fijo y móvil), marítimo o aeronáutico. Las estaciones terrenas pueden ser usadas en forma general para transmitir y recibir del satélite. Pero en aplicaciones especiales solo pueden recibir o solo pueden transmitir. A continuación se enumeran cada uno de los subsistemas básicos que integran una estación terrena satelital.

Plato Reflector (antena):
Amplificador de Potencia [HPA, High Power Amplifier]
Al Amplificador de Alta Potencia [HPA] tambien se le conoce como Transmisor o Transceptor [Transceiver] ya que está en la parte Transmisora. Existen varias versiones de HPAs, dependiendo de la potencia radiada y de otros factores. Los hay de estado sólido, los SSPA (Solid State Power Amplifier) o SSHPA, los hay analógicos de de Tubos de Vacio, los TWTs (Travelling Wave Tube), los KPA (Klystron Power Amplifiers) . Los SSPAs generalmente se usan para potencias bajas, los TWTs y los Klystron se utilizan para potencias muy altas.
Amplificador de Bajo Ruido (Receptor), LNA: Low Noise Amplifier:
Conversor de subida/bajada (Up/down converter):
Un conversor de subida y bajada, se puede conseguir a parte, y generalmente convierten frecuencias de IF (Frecuencia Intermedia) a RF (Radio Frecuencia) cuando es UpConverter y de RF a If cuando es DownConverter. La frecuencias de IF son generalmente de 70 MHz, 140 MHz y la mas comun es la Banda L (950-1550 MHz aprox). La RF puede ser Banda C, Ku, Ka, etc.
El conversor de subida/bajada tambien puede estar integrado junto con el LNA. Cuando es asi, se le conoce como LNB (Low Noise Block): entonces un LNB  =  LNA  +  Up/Down Converter
Modem satelital (modulador, demodulador):
Multicanalizador.

Importancia: Prácticamente a principios del siguiente siglo, no habrá punto en la tierra sin la posibilidad de comunicación. Las barreras físicas que apartaban zonas enteras de los cinco continentes, como desiertos, montañas, océanos, selvas y polos glaciares ya no serán un obstáculo para las comunicaciones. Los satélites artificiales proporcionarán cobertura a regiones donde la comunicación por redes terrestres es prácticamente imposible, o sumamente costosa. Por ejemplo La Alianza Global Loral, de la cual forma parte Satmex, repartirá servicios de video que incluyen difusión de televisión, aplicaciones de señal directa al hogar, televisión empresarial, servicios ocasionales, noticias, servicios de Internet, voz y datos. Estos servicios se ofrecerán a lo largo del continente americano y Europa, y durante este año se extenderá su cobertura hacia Asia / pacífico, India, Rusia, el Medio Oriente y Sudáfrica.

Aunque las transmisiones satelitales también tienen algunas desventajas como las demoras de propagación, la interferencia de radio y microondas, y el debilitamiento de las señales debido a fenómenos metereológicos (lluvias intensas, nieve, y manchas solares), las ventajas son mayores. Por tal motivo, países como Brasil, Francia, India, Japón, China, Australia, Gran Bretaña, Italia, Panamá, México y Argentina, además de los pioneros (Rusia, Estados Unidos y Canadá) cuentan con un sistema satelital de comunicaciones.

La comunicación a través de satélites ha contribuido a la transformación de dos de las dimensiones humanas: espacio y tiempo. Por tal razón ya no se experimenta asombro ante la difusión de un evento o acontecimiento que puede llegar a cualquier parte del mundo en el momento que sucede. La distancia y el tiempo ya no son limítrofes de la comunicación.

Indudablemente la unión de la tecnología satelital y las redes de comunicación terrestres serán uno de los grandes retos del siglo XXI. Su consolidación permitirá el desarrollo de nuevos productos que pueden resultar de gran interés para las sociedades. Es muy probable que en los siguientes años se presencie el surgimiento de un nuevo medio de comunicación que derive de la fusión de tecnologías de comunicación como la televisión, radio, impresos e Internet.

Caracteristicas de los Sátelites:
1. Satelite de cominicaciones: Esta compuesto esencialmente por conjuntos de repetidores de señales radioelectricas o transpondedores (formado por receptor, amplificador y trasmisor) y por sistemas de apoyo. Los equipos de comunicaciones, incluyendo antenas y repetidores constituyen, la carga util del satelite. Entre los Sistemas de apoyo, se pueden mencionar: control termico, sistema de energia, estructura, sistema de propulsion, sistema de control y sistema de estabilizacion.

2. Estación TT&C: este segundo elemento posee todos los equipos necesarios para mantener al satelite en su posicion orbital, posibilitando la realizacion desde tierra de todas las operaciones necesarias para tal fin. Esta estacion se halla ubicada dentro de la zona de servicio y es propiedad del dueño del satelite.

3. Lanzadores: los paises con mayor capacidad de poner satelites en orbita geoestacionaria son : Francia, EEUU., Japon, India, China; solo los EEUU (NASA) y Francia (ARIANESPACE), colocan satelites de terceros paises en orbita

Otras Ventajas:

Un satèlite es un simple repetidor radioelèctrico y como tal puede estar capacitado para cuesar cualquier servicio de comunicaciones. Remarcamos algunas ventajas de estos sistemas:

a.) Cobertura inmediata y total de grandes zonas geogràficas, al contario de los sistemas terrestres clàsicos, de lenta implantaciòn;

b.) posibilidad de independizarse de las distancia y de los obstaculos naturales como las montañas etc.

Los satélites artificiales se alimentan mediante células solares por medio de baterías que se cargan con ellas y, en algunos casos, reciben la energía de generadores nucleares, en los que el calor producido por la desintegración de los radioisótopos se convierte en energía eléctrica.

Los satélites están equipados con transmisores de radio para enviar datos, con radiorreceptores y circuitos electrónicos de almacenamiento de datos, y con equipos de control como sistemas de radar y de guía para el seguimiento de estrellas.

Los satélites se colocan en órbita mediante cohetes de etapas múltiples denominados lanzadores. Célula solar: Es una célula fotoeléctrica constituida esencialmente por una pequeña pastilla de silicio o de otra materia semiconductora que, al ser tocada por los rayos solares, genera una débil corriente eléctrica. Los vehículos espaciales las emplean en gran cantidad, formando enormes paneles o recubriendo su superficie exterior.

El Satelite para la Transmisión de TV:

Las transmisiones de televisión tanto las captadas por antena, como las que llegan por medio de un cable en la modalidad de Video-Cable, tienen sus portadoras situadas en las bandas VHF o UHF. La utilización de estas frecuencias permite la recepción en ópticas condiciones hasta distancias que no superen el horizonte óptico, tal cual se divisaría desde la antena transmisora. En consecuencia la recepción de programas televisivos fuera de los limites expresados, se caracteriza por dificultades técnicas, y en ciertos casos por la inseguridad de lograrla en la oportunidad deseada.

En áreas alejadas de las grandes ciudades, para la recepción de la señal se debió instalar antenas muy elaboradas y de altos costos, para así mejora, hasta donde fuera posible la calidad de recepción. Este sector de televidentes se vera ahora beneficiado con la televisión por satélite. Podrá ver imágenes dotadas de la misma calidad y acompañadas por el mismo sonido irreprochable, que caracteriza a las que son captadas por televisores instalados dentro del área de servicio optimo de transmisores.

Los satélites de transmisión son especialmente convenientes para regiones en las cuales escasea una buena red de comunicación o están lejos de los grandes sistemas urbanos, y para el desarrollo de países donde los programas tienen que ser transmitidos a grandes distancias. Estos países también tienen lugar en el desarrollo de países donde la variedad de programas es limitada por la escasez de frecuencias para transmisores o donde la transmisor convencional en redes no esta siendo suficientemente introducidas.

Esta técnica se fundamenta en transmitir desde el lugar de origen del programa, a un satélite de comunicación. Este esta equipado con receptores y por cierto, con transmisores capaces de volver a dirigir a la tierra a la misma transmisión. Un satélite de transmisión directa permite al usuario recibir directamente señales para su retransmisión. Esta clase de satélites poseen una antena que debe quedar apuntando a una área determinada toda el tiempo, y las técnicas deben ser mas sofisticadas. Sin embargo, el satélite solo tiene una cantidad limitada de energía eléctrica a su disposición. Así, las dimensiones de la región sobre la tierra cubierta por la antena de transmisión es más pequeño que la región que abarcan todos los países en la C.E.E. (Comunidad Económica Europea). Sin embargo, la recepción a través del área es posible con discos parabólicos de aprox. 90 cm. de diámetro.

El GPS o sistema de  posicionamiento Global:  Global Positioning System, es un sofisticado  sistema de  orientación y  navegación cuyo  funcionamiento  está  basado en la recepción y  procesamiento de las informaciones emitidas por una constelación de  24 satélites  conocida como  NAVSTAR, orbitando en diferentes alturas a unos 20.000 km. por encima de la superficie terrestre.

Cada satélite‚lite da  dos vueltas diarias  al planeta, una  cada doce horas.  Las trayectorias y la velocidad orbital  han sido calculadas para que  formen una especie  de  red  alrededor  de la  tierra  (debe  haber  todo momento  cinco satélite‚lites a  la vista  en cualquier  zona), de  manera que  un receptor GPS a cualquier hora del día o de  la noche, en cualquier lugar, con  independencia de las condiciones metereológicas, pueda  facilitar la posición que ocupa  al captar y procesar las señales emitidas por un mínimo de tres satélites.

Comunicaciones Móviles por Satélite

Su objetivo es el establecimiento de comunicaciones móviles mediante satelites en orbita entre estaciones terrenas fijas y estaciones terrenas moviles.La necesidad de este nuevo servicio se basa en el hecho de que al final del presente siglo los sistemas de comunicaciones móviles celulares terrestres tales como GSM o PCS, darán servicio al cincuenta por ciento de la población, pero sólo al quince por ciento de la superficie terrestre. Incluso el hecho de desplazarse a otra ciudad puede dar lugar a problemas debido a la incompatibilidad entre los distintos sistemas de comunicaciones móviles (a pesar del esfuerzo de estandarización, existen trece o catorce sistemas distintos de los que GSM es sólo uno más).

La solución a todos estos problemas puede ser un sistema global de comunicaciones móviles por satélite que permita el acceso a lugares remotos sin necesidad de grandes infraestructuras terrestres adicionales.

Los organismos regulatorios internacionales están buscando un estándar que permita el uso de los terminales de comunicaciones móviles por satélite en cualquier lugar del mundo. Las redes que ofrecen tales servicios reciben el nombre de Redes de Comunicaciones Personales por Satélite (S-PCN - Satélite Personal Communications Networks).

Aquellos que viajen a cualquier lugar del planeta, podrán usar el mismo terminal móvil con el mismo conjunto de servicios a los que estén suscritos en cualquier lugar del mundo,sin necesidad de familiarizarse con equipos diferentes cuando visiten distintos países.

El estándar de telefonía del sistema de comunicaciones móviles por satélite, será similar al proporcionado por las redes de comunicaciones móviles digitales según el estándar GSM. Además de los servicios de voz, los usuarios de este sistema tendrán acceso a otros servicios como fax o transmisión de datos en cualquier momento y en cualquier lugar de la Tierra.

Mientras que todavía cualquier sistema de telefonía móvil presenta problemas debidos a barreras regulatorias al cambiar de país, esto no sucede con el sistema de comunicaciones móviles por satélite, facilitando la definición y el lanzamiento de los sistemas de comunicaciones móviles mundiales.

Varios operadores de Comunicaciones Personales por Satélite existen tales como: GlobalStar, Inmarsat-P, Iridium etc,  Sistemas basados en Diferentes Tecnologías como son sistemas de órbita baja (LEO), sistemas de órbita intermedia (ICO o MEO) entre otros.