LOS SATÉLITES GEOESTACIONARIOS

[SATELITES GEOESTACIONARIOS] 25 de febrero de 2010
LOS SATÉLITES GEOESTACIONARIOS
La posición de un lugar en la superficie de la tierra queda determinada mediante
coordenadas geográficas. La longitud o altitud se mide desde el meridiano de
Greenwich hasta el meridiano del lugar. Se cuenta desde 0º hasta +180º hacia el
este y desde 0º hasta -180º hacia el oeste. La latitud geográfica se mide desde el
Ecuador hacia el
norte, (0º hasta
+90º), y hacia el
sur, (0º hasta 90º).
Los satélites se
encuentran
en
una órbita a
36.000 Km de la
tierra,
órbita
geoestacionaria,
sobre el plano
del Ecuador, en
la que presenta
igual período y
sentido de rotación que la tierra. Esto significa que el satélite estará siempre en el
mismo punto con respecto a la tierra.
Aunque son muchos estos satélites sólo unos cuantos podemos utilizarlos
satisfactoriamente, pues su franja de irradiación no se dirige a nuestro país, o es
muy débil su señal. En principio debemos centrarnos Intelsat, Hispasat.
POLARIZACIÓN VERTICAL Y HORIZONTAL.-
Si
situamos
el
pequeño
dipolo
existente en el interior
del convertidor, (fig.
2), en posición vertical
(fig. 3) respecto al suelo, sólo podremos ver las emisoras que
transmiten con polarización vertical, sin lograr ver ninguna de las que transmiten
con polarización horizontal (fig. 4). En la antena parabólica tendremos que girar el
convertidor, con el fin de situar el dipolo en posición horizontal o vertical, en
función de la señal que queramos recibir. Esto se puede realizar automáticamente
mediante un polarrotor, (fig. 2), llamado también polarizador, que no es más que
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un dispositivo electromecánico que se encarga de girar la polarización de la señal
captada.
De esta forma, con un solo convertidor, podremos recibir tanto
las señales de polarización horizontal como vertical.
La limitación que tiene este sistema es la fiabilidad de las
partes móviles sometidas a la acción de los agentes
atmosféricos y la precisión en el posicionamiento.
LA POSICIÓN GEO-ESTACIONARIA.La posición de cada satélite se localiza con dos
medidas fundamentales: la elevación y el acimut.
La elevación es el parámetro más importante para
apuntar un satélite, es decir, los grados de
inclinación de la parábola con respecto al suelo.
En la práctica, en la línea del Ecuador, se situará
en horizontal, 0 grados, mientras que cuanto más
nos alejemos hacia el Norte, más tendremos que
bajarla, más grados. Por ello, quienes se
encuentre en el Sur de España (latitud 36º), la
antena tendrá una inclinación menor que quienes
se encuentren en el Norte
(latitud 44º), (fig. 5).
El acimut, que
parámetro, se
grados
Este
tomando como
aunque
no
explícitamente, la
es el otro
indica con
u
Oeste,
referencia,
se
diga
longitud de Greenwich (fig. 6), es el ángulo de rotación sobre el
plano horizontal respecto a la posición del satélite.
POSICIONADO DE LA PARÁBOLA.-
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Existe una gran diferencia, en cuanto a exactitud en la orientación, entre una
antena 'yagi' de TV y una antena parabólica. La primera, dispone de un ángulo de
apertura superior a 30º
para emisoras a 100
Km
de
distancia,
mientras que en la
segunda, es de 2º,
para
un
satélite
geoestacionario
situado a 36.000 Km
de distancia. Basta un
error de escasos milímetros, ya sea en vertical (elevación) como en horizontal
(acimut), para encontrarse direccionado a varios centenares de kilómetros del
lugar en que se encuentra el satélite. Hay que tener en cuenta que el satélite no
tiene el diámetro de la Luna, sino tan solo 2 metros y a la distancia a que se
encuentra, no es más que un "puntito" que, si fuera luminoso, veríamos como una
estrella.
Por consiguiente, la parábola debe disponer de un desplazamiento micrométrico,
tanto en sentido vertical como horizontal.
Para localizar la línea Norte-Sur disponemos de dos sistemas:
- Una sería el uso del Sol como medio de orientación. Todos sabemos que a las
doce, hora solar, el Sol se encuentra en el cénit, con lo que indica con total
precisión el Sur geográfico. En ese momento, la sombra de una plomada marca en
el suelo la dirección Norte-Sur, con lo que, marcando dicha sombra con una tiza
dispondremos de la dirección adecuada. Hay que recordar, que la hora oficial está
adelantada una hora en invierno y dos en verano.
- El otro sistema es con ayuda de una brújula. Teniendo en cuenta el error que
existe entre el Norte geográfico, 0º y el Norte magnético, deberemos sumarle a
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esta indicación, entre 4º y 8º, según el lugar en que nos encontremos, (fig. 9).
Debido a la gran sensibilidad de la brújula, tendremos que alejarnos de objetos
metálicos, pues pueden falsear la medida.
Si es necesario se darán las instrucciones precisas para la construcción de la
cimentación para la base de la parábola, teniendo en cuenta la orientación y las
fuerzas que deba soportar.
En una segunda visita se procederá al montaje de la antena. Montaremos la
antena con el mayor cuidado en aprietes de tornillos, colocación de varillas, etc.
Una vez nivelada la base de la parábola, con ayuda de un nivel o plomada,
montaremos la parábola, orientándola hacia el Sur.
El ángulo de elevación es el primer ajuste que debemos realizar. Con ayuda de un
instrumento, llamado inclinómetro, ajustaremos la elevación de la parábola
teniendo en cuenta la latitud más el ángulo de compensación en el lugar que nos
encontremos.
Así para una parábola montada en
Mérida, deberemos ajustarla a una
elevación de 39º+6,2º=45,2º. En
la práctica es conveniente bajar 2
ó tres grados, e ir haciendo
barridos sobre la zona del posible
satélite, ir subiendo hasta ajustar
la
elevación
correcta.
El
inclinómetro se puede colocar en
el borde de la parábola o en el
mismo convertidor. En algunas
antenas, viene incorporada una
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escala graduada para este ajuste.
El acimut se ajustará con ayuda de la brújula, apuntando la parábola hacia el
satélite elegido y haciendo barridos.
Estos barridos se harán con ayuda de tornillos de ajuste o motores, pues si lo
hacemos manualmente será casi imposible poder direccionar correctamente la
antena, debido a la precisión requerida.
Para localizar los satélites, las unidades de recepción llevan incorporado un
escáner, cuya misión es la de hacer un barrido rápido en el espectro de
frecuencias de emisión de los satélites: 10 GHz a 12 GHz.
Para cumplir con este requisito, el satélite se debe colocar a una distancia sobre el
ecuador de la tierra de 35.786,3 km, y de esta forma el satélite permanece
estacionario con respecto al mismo punto de la tierra, resultando visible para una
considerable
porción
de
la
superficie
de
la
misma.
Las señales transmitidas desde la estación en tierra llegan al satélite por lo que se
llama haz ascendente y desde el satélite se envían a la tierra por el haz
descendente. Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias de
ambos son distintas. Además, para impedir que los canales próximos del haz
descendente se interfieran mutuamente, se utilizan polarizaciones distintas.
Las frecuencias del haz ascendente son mayores que las del haz descendente,
debido a que a mayor frecuencia se produce una mayor atenuación en el recorrido
de la señal, y por tanto hay que transmitir con más potencia, la que se dispone
más fácilmente en la tierra que en el satélite.
Por ello, en el interior del satélite existen bloques de transceptores que tienen
como misión recibir, cambiar las frecuencias y transmitir los programas.
Las frecuencias utilizadas en estos satélites están comprendidas en las bandas
"C" (3,7 a 6,2 GHz) y "Ku" (10,9 a 36 GHz) de microondas. Dentro de dichas
bandas, para el enlace descendente se utiliza la gama de frecuencias de los 4
GHz (4.000 MHz) en la banda "C" y los 12 GHz (12.000 MHz) en la banda "Ku".
Se denomina zona de cobertura del satélite a la superficie de la tierra delimitada
por un contorno de densidad de flujo de potencia (W/m²) constante, que permite
obtener la calidad deseada de recepción en ausencia de interferencias.
La zona de cobertura debe ser el área más pequeña que cubre la zona de
servicio.
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La zona de cobertura se representa en los mapas como huella o pisada de
potencia del satélite en cuestión. La huella de potencia viene determinada de
acuerdo a la abertura del haz de la antena transmisora del satélite. Como el
satélite está en el ecuador, en principio la huella tendrá forma ovoidal.
En la representación de la huella de potencia se indica el valor de la potencia con
que emite el satélite hacia cada zona en concreto, expresándola en dBW, que se
calcula con:
dBW = 10 log [Ps / 1W]
Siendo Ps la potencia de salida del satélite expresada en W. Esto es lo que se
denomina PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente) del satélite.
En los mapas de la huella de potencia o zonas de cobertura, se indica el valor del
PIRE en dBW. Con este dato, se puede definir la instalación receptora adecuada
para cada lugar de emplazamiento.
SATELITES PARA TELEVISIÓN
Los satélites para TV se clasifican básicamente en tres tipos:
- Satélites de baja potencia Ps<30 W.
- Satélite de mediana potencia DTH (Direct To Home) con 30 W<Ps< 100 W.
- Satélites de alta potencia DBS (Direct Broadcasting Satellite) con Ps>100 W.
Existen muchos satélites comerciales de TV, entre ellos, los de INTELSAT,
EUTELSAT, TELECOM, GORIZONT, HISPASAT y ASTRA. Cada satélite está
situado en una determinada posición geoestacionaria (expresada por su longitud),
que debe consultarse antes de realizar el montaje de la antena parabólica
receptora.
Posiciones orbitales
Como el satélite es estacionario respecto a cualquier punto de la tierra, podemos
definir su posición orbital como el ángulo subtendido en el centro de la tierra, entre
un punto de referencia en el ecuador y el satélite (Fig. 5).
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Este ángulo se mide como la diferencia de longitud entre el punto de referencia
(meridiano de Greenwich) y el punto donde la línea recta que une el centro de la
tierra y el satélite corta al ecuador.
El método de lanzamiento de los satélites depende del vehículo utilizado, de la
posición geográfica de lanzamiento y de las características del propio satélite. El
más empleado es el método de transferencia de Hohmann, que se compone de
tres fases. En una primera etapa se coloca al satélite en una órbita elíptica de
transferencia con un perigeo de 700 Km, de forma que cuando pasa por su
apogeo (36.00 Km) se ponen en marcha los motores de apogeo del satélite y
transforman la órbita en una trayectoria circular trasladándola posteriormente al
plano ecuatorial. Este método varía en función de la lanzadera utilizada (Por
ejemplo en el caso del transbordador reutilizable, el paso a la órbita de
transferencia se hace con un motor auxiliar instalado en el satélite denominado
motor de perigeo).
La fase de lanzamiento es un momento crítico en el proceso del sistema, de ahí
que se suscriban seguros muy altos que deben añadirse a los costes del sistema.
En la actualidad se supone una probabilidad de éxito del 85%.
Hispasat:
Sistema de satélites español propiedad de la sociedad anónima de igual nombre
cuyos participantes son: Retevisión, Telefónica de España, Caja Postal, INTA, INI
y el CDTI.
El sistema se compone de 3 satélites, 2 en órbita Hispasat 1A (1.992) y 1B (1.993)
y uno de repuesto en tierra.
Los satélites están equipados para una misión múltiple, en la que predomina su
uso doméstico y una pequeña capacidad en telecomunicaciones internacionales:
Radiodifusión directa (5 canales DBS) pudiendo recibir con antenas muy
pequeñas en España.
Servicio fijo de satélite con transmisiones de TV digital y cobertura sobre Suiza,
Portugal y Francia, incluyendo parte del Reino Unido, Alemania, Italia, Marruecos,
Argelia y Mauritania entre otros.
TV-America (2 canales) con cobertura a casi la totalidad del continente americano.
Misión gubernamental, cuyo principal usuario está en el Ministerio de Defensa.
Intelsat:
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Fue el primer consorcio internacional de satélites, creado a mediados de 1.964,
con el fin de proporcionar una red global de comunicaciones vía satélite.
Actualmente cuenta con 24 satélites geoestacionarios que se distribuyen en las
diferentes regiones orbitales, ofreciendo prácticamente una cobertura total del
planeta.
El primer satélite fue lanzado en 1.965 (Intelsat I), actualmente están en servicio
diferentes satélites correspondientes a las series:
Intelsat V, Intelsat VI, Intelsat VII, además del satélite Intelsat K en la región
atlántica, este último, primordialmente dirigido a radiodifusores internacionales,
contando con 16 transpondedores (configurables en 32) para canales de televisión
de alta calidad.
Actualmente se está trabajando en la serie VIII, compuesta por 6 satélites, cuyo
segundo satélite el Intelsat 802 ya está en servicio.
HUELLA DE POTENCIA DE UN SATÉLITE
En una huella de potencia se indica la potencia con que emite el satélite hacia esa
zona en concreto, expresándola en dBW (decibelios por vatio).
dBW = 10 log Ps / 1W
Siendo Ps la potencia de salida del satélite expresada en vatios.
Esto es lo que se denomina PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente) del
satélite.
En los mapas de la huella de potencia o zonas de cobertura, se indica el valor del
PIRE en dBW. Con este dato, se puede calcular la instalación receptora adecuada
a cada lugar de recepción.
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