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Se denomina geosíncrona (GSO) aquella órbita alrededor de la Tierra cuyo período es igual al de rotación de la Tierra. Cuando además el satélite se encuentra sobre el ecuador, la órbita se denomina geoestacionaria (GEO).

Syncom 2 (Foto NASA).

La idea de las órbitas geosíncronas para las comunicaciones fue propuesta en 1928 por Herman Potočnik. En 1945 el escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke publicó el artículo Relés extra-terrestres en el número de octubre de la revista Wireless World (Un mundo sin cables) en el que proponía situar tres satélites de comunicaciones en órbita geoestacionaria distanciados 120º para dar cobertura mundial de radio^[1] por lo que a veces esta órbita es conocida como «órbita Clarke» y el conjunto de satélites que allí se sitúan como «cinturón Clarke».

A principios de la década de los 60 la NASA inició el proyecto Syncom (Synchronous Communications Satellite) para demostrar la viabilidad de tales sistemas de comunicaciones. El primer satélite geosíncrono fue el Syncom 2 lanzado desde Cabo Cañaveral el 26 de julio de 1963 —tras el fallo del Syncom 1— y posicionado sobre el Atlántico a 55 grados de longitud en una órbita con inclinación de 33 grados. Un año más tarde, el 19 de agosto de 1964, se lanzó el Syncom 3, primer satélite geoestacionario, que se posicionó a 180º de longitud sobre el Océano Pacífico y se usó para la retransmisión de los Juegos Olímpicos de Japón. Ambos satélites fueron desconectados en 1969, después de cuatro años al servicio del Departamento de Defensa una vez la NASA finalizó sus experimentos.

[escribe] Órbita geoestacionaria

En órbita gesoestacionaria el satélite ocupa la misma posición relativa respecto de la Tierra en todo momento.

Es una órbita teóricamente circular a aproximadamente 35794 kilómetros sobre el nivel del mar (véase movimiento circular) aunque debido a las interferencias gravitatorias de la Luna y el Sol, fluctuaciones en el propio campo gravitatorio de la Tierra, el viento solar y otras perturbaciones es necesario realizar periódicas correcciones en las órbitas.

Esta órbita es idónea para los satélites de comunicaciones ya que permite cubrir aproximadamente la mitad del globo terráqueo con la ventaja de que las antenas receptoras no necesitan orientarse más que al instalarse al ocupar el satélite una posición fija en el cielo respecto de un observador sobre la superficie terrestre.

Existe una red operativa de satélites meteorológicos que obtienen continuamente imágenes infrarrojas y en el espectro visible de la Tierra y su atmósfera para el estudio y predicción del clima. Esta red incluye los satélites estadounidenses GOES, Meteosat de la Agencia Espacial Europea, los japoneses GMS y los satélites indios INSAT. A estos se añaden satélites de comunicaciones comerciales.

Órbita geosíncrona inclinada obtenida por el giro de un cierto ángulo de la correspondiente geoestacionaria.

Para la colocación en órbita de los satélites se utiliza una «órbita de transferencia geoestacionaria» (GTO) que lo mueve desde una «órbita baja» (LEO) circular de entre 200 y 2000 km de altitud. Para evitar la proliferación de basura espacial, una vez finalizada su vida útil pueden reenviarse a una órbita inclinada, elevarse a una altitud superior para no interferir con los satélites activos a la llamada «órbita cementerio» o provocar su reentrada en la atmósfera para su destrucción.

[escribe] Órbitas inclinadas

Una órbita geosíncrona inclinada circular puede obtenerse simplemente girando la órbita geoestacionaria un ángulo cualquiera respecto de un eje contenido en el plano del ecuador, tal como muestra la figura. Despreciando los efectos perturbadores antes comentados resulta evidente que las características de la órbita inclinada han de ser las mismas que las de la geoestacionaria, por tanto, su radio de giro será de 35794 kilómetros y la velocidad del satélite de 3074 m/s.

Comparación de las órbitas geosíncrona y geoestacionaria, vistas ecuatorial y polar.

Se observa sin embargo que al inclinarse la órbita el satélite ya no permanece fijo en el cielo si no que se mueve en torno a una posición fija describiendo una trayectoria —analema— con forma de ocho, más o menos estilizado en función de la inclinación de la órbita. El movimiento Norte-Sur es obvio viéndose el satélite oscilar en dicha dirección a lo largo del día entre los extremos de declinación, los más alejados del ecuador, puntos A y C.

Analema.

Por otro lado a este movimiento se superpone la variación de la longitud al aparecer una oscilación Este-Oeste del satélite. En la figura se muestran las sucesivas posiciones en períodos de tiempo idénticos de dos satélites, el uno geoestacionario y el otro en órbita inclinada. Si nos fijamos en las sucesivas posiciones del satélite en órbita inclinada desde el punto de máxima declinación descendiendo hacia el ecuador (ABC), veremos desde el plano del ecuador que estos no se sitúan sobre la vertical del correspondiente geoestacionario, es decir sobre la misma longitud terrestre si no que por efecto de la inclinación el satélite geosíncrono se encuentra adelantado o retrasado respecto a él. Observando el movimiento de los satélites desde el polo celeste, vemos que sólo en los puntos de máxima declinación y en los pasos por el ecuador (C y D) el satélite geosíncrono se sitúa sobre la longitud prevista (los haces rojos se superponen a los blancos) mientras que entre dichos puntos alterna posiciones adelantadas y retrasadas en cada cuadrante.

Vistos desde la Tierra estos continuos adelantamientos y retrasos del satélite geosíncrono se traducen en movimientos aparentes Este-Oeste que combinados con el Norte-Sur resultan en el trazado de una figura con forma de ocho. El punto central sería el ocupado por el satélite geoestacionario equivalente, es decir, los dos pasos por el ecuador del geosíncrono (B y D) mientras que los extremos norte y sur vendrían dados por las declinaciones extremas (A y C) función de la inclinación de la órbita.

La inclinación de las órbitas gesosíncronas circulares es por lo general inferior a los 10º —la inclinación de la órbita del COMSTAR ronda los 13º— tal es el caso de los satélites COSMOS rusos y ATS y GOES estadounidenses por ejemplo. Mayores inclinaciones emplean órbitas elípticas como la órbita Tundra, de 63,4º en la que se sitúan los satélites Sirio de la compañía Sirius Satellite Radio (existen otros con el mismo nombre en órbita geoestacionaria).

[escribe] Referencias

Notas

Bibliografía

• Wikipedia (inglés).
• NASA, Proyecto Syncom: Syncom 2 y Syncom 3.
  

Otras fuentes de información

• Satellite Tracking (NASA). Aplicación Java que muestra las trayectorias de los satélites artificiales.