La física de los satélites

Me ha encantado este vídeo en el que se explica, de una forma muy sencilla, algo tan importante para la vida moderna como es la física de los satélites. 

El movimiento de un satélite que está en órbita alrededor de nuestro planeta está controlado por la gravedad de la Tierra. Cuanto más cerca se encuentre el satélite de la superficie terrestre, mayor será el tirón de la gravedad, y mayor será la velocidad del satélite para compensar la fuerza gravitatoria y mantenerse en órbita. El satélite Aqua de la NASA, por ejemplo, necesita unos 99 minutos para dar una vuelta a la Tierra desde su órbita a 705 kilómetros de altura. En cambio, un satélite meteorológico, que se suele encontrar a algo menos de 36.000 kilómetros de la superficie de la Tierra, tarda un día en completar una órbita. Nuestro único satélite natural, la Luna, que se encuentra a 384.000 kilómetros de distancia, completa una órbita cada 28 días.

Conviene apuntar que los satélites no se distribuyen uniformemente alrededor de nuestro planeta, sino que se que se acumulan principalmente en dos bandas de altitud. La primera de ellas es la llamada órbita baja terrestre (LEO, de sus siglas en inglés low Earth orbit), que comprende la zona situada entre 160 kilómetros y 2.000 kilómetros de altitud. Salvo el programa Apolo que nos llevó a la Luna, todas las misiones espaciales tripuladas han tenido lugar en la LEO; ahí es donde se encuentra ahora mismo la Estación Espacial Internacional. Esta órbita también es la preferida de los satélites de reconocimiento fotográfico y de los satélites de observación del clima y el medio ambiente terrestre. Otro de sus ilustres huéspedes es el telescopio espacial Hubble, que orbita a unos 600 kilómetros de altura.

La otra franja importante es es la órbita geoestacionaria terrestre (GEO), situada exactamente a 35.780 kilómetros de altura. Esta órbita tiene la peculiaridad de que la velocidad de un cuerpo que se encuentra en ella es tal que tarda 24 horas en dar una vuelta entera a nuestro planeta. Como la Tierra también tarda ese tiempo en completar un giro, resulta que un objeto en dicha órbita se encuentra siempre sobre el mismo punto de la superficie terrestre. Por ese motivo, en la GEO se ubican la gran mayoría de los satélites meteorológicos y los satélites de telecomunicaciones. 

De los más de mil satélites que hay en activo actualmente, la mayoría se encuentran repartidos entre la LEO y la GEO (489 y 424, respectivamente). El resto están en la zona intermedia, por encima de los 2.000 kilómetros de la LEO y por debajo de los 36.000 kilómetros de la GEO. Esto es lo que se conoce como órbita media terrestre, MEO. Los 24 satélites que forman el famoso sistema GPS se encuentran ahí, a 20.000 kilómetros de altura, y tardan 12 horas en dar una vuelta a la Tierra. Unos pocos tienen una órbita elíptica, donde se acercan a alturas de LEO en su punto de máxima aproximación, y se retiran a la GEO o incluso más allá en el punto de máximo alejamiento.

NOTA: Esta entrada participa en la XLIV Edición del Carnaval de la Física que organiza Marta Macho en su estupendo blog ZTFNews.