Un centro de satélites Orion de comunicacións por frecuencias extremadamente altas transmite comunicacións seguras para os Estados Unidos e outros países.
Un satélite de comunicacións é un satélite artificial que retransmite e amplifica os sinais de radiocomunicación a través dun transponder; crea unha canle de comunicación entre un transmisor de orixe e un receptor en diferentes lugares da Terra. Os satélites de comunicacións úsanse para televisión, teléfono, radio, Internet e aplicacións militares.[1] O 1 de agosto de 2020, había 2787 satélites artificiais na órbita da Terra, sendo 1364 satélites de comunicacións, empregados tanto por organizacións privadas como gobernamentais.[2] A maioría dos satélites de comunicacións están en órbita xeoestacionaria a 35 785 km sobre o ecuador, de xeito que o satélite aparece parado no mesmo punto do ceo; polo tanto, as antenas parabólicas das estacións terrestres poden estar dirixidas permanentemente a ese punto e non teñen que moverse para rastrexar o satélite.
As ondas de radio de alta frecuencia utilizadas para as conexións de telecomunicacións viaxan por liña de visión e, polo tanto, están obstruídas pola curvatura da Terra. O propósito dos satélites de comunicacións é transmitir o sinal arredor da curvatura da Terra permitindo a comunicación entre puntos xeográficos amplamente separados.[3] Os satélites de comunicacións utilizan unha ampla gama de frecuencias de radio e microondas. Para evitar interferencias no sinal, as organizacións internacionais teñen regulacións sobre que rangos de frecuencia ou "bandas" poden usar. Esta asignación de bandas minimiza o risco de interferencia do sinal.[4]
Historia
Orixes do primeiro satélite artificial
O concepto de satélite de comunicacións xeoestacionarias foi proposto por primeira vez por Arthur C. Clarke, xunto con Mikhail Tikhonravov e Sergei Koroliov, traballando sobre obras de Konstantin Tsiolkovsky.[5] En outubro de 1945, Clarke publicou un artigo titulado "Extraterrestrial Relays" ("Relés extraterrestres") na revista británica Wireless World.[6] O artigo describía os fundamentos detrás do despregamento de satélites artificiais en órbitas xeoestacionarias co propósito de retransmitir sinais de radio. Así, Arthur C. Clarke é a miúdo citado como o inventor do concepto de satélite de comunicacións, así como o termo "Cinto de Clarke" empregado como descrición da órbita.[7]
Réplica do Sputnik 1
O primeiro satélite artificial da Terra foi o Sputnik 1. Posto en órbita pola Unión Soviética o 4 de outubro de 1957, estaba equipado cun transmisor de radio a bordo que funcionaba en dúas frecuencias de 20,005 e 40,002 MHz, ou de 7 e 15 metros de lonxitude de onda. O satélite non se colocou en órbita co propósito de enviar datos dun punto da terra a outro; o transmisor de radio tiña por obxecto estudar as propiedades da distribución de ondas de radio en toda a ionosfera. O lanzamento do Sputnik 1 foi un paso importante na exploración do espazo e do desenvolvemento de foguetes, e marcou o comezo da Era Espacial.[8]
Primeiros experimentos de satélite activos e pasivos
Existen dúas clases principais de satélites de comunicacións, pasivos e activos. Os satélites pasivos só reflicten o sinal procedente da fonte, cara á dirección do receptor. Cos satélites pasivos, o sinal reflectido non se amplifica no satélite e só unha cantidade moi pequena da enerxía transmitida chega ao receptor. Dado que o satélite está moi por riba da Terra, o sinal de radio atenúase debido á perda do camiño libre, polo que o sinal recibido na Terra é moi, moi feble. Os satélites activos, por outra banda, amplifican o sinal recibido antes de retransmitilo ao receptor no chan..[4] Os satélites pasivos foron os primeiros satélites de comunicacións, pero son pouco usados na actualidade.
O traballo iniciado no campo da recollida de intelixencia eléctrica no Laboratorio de Investigación Naval dos Estados Unidos en 1951 levou a un proxecto chamado Communication Moon Relay. Os planificadores militares amosaron dende hai tempo un considerable interese por liñas de comunicacións seguras e fiables como unha necesidade táctica e o obxectivo final deste proxecto era a creación do circuíto de comunicacións máis longo da historia da humanidade, coa Lúa, o satélite natural da Terra, que actuaba como un relé pasivo. Despois de lograr a primeira comunicación transoceánica entre Washington, D.C. e Hawai o 23 de xaneiro de 1956, este sistema inaugurouse publicamente e púxose en produción formal en xaneiro de 1960.[9]
O Atlas-B con SCORE na plataforma de lanzamento; o foguete (sen motores de reforzo) constituía o satélite.
O primeiro satélite deseñado especialmente para retransmitir as comunicacións foi Project SCORE, dirixido pola Advanced Research Projects Agency (ARPA) e lanzado o 18 de decembro de 1958, que empregaba unha gravadora para transportar unha mensaxe de voz almacenada, así como para recibir, almacenar, e retransmitir mensaxes. Usouse para enviar unha felicitación de Nadal ao mundo do presidente dos Estados Unidos, Dwight D. Eisenhower. O satélite tamén executou varias transmisións en tempo real antes de que fallasen as baterías non recargables o 30 de decembro de 1958 despois de 8 horas de funcionamento real.[10][11]
O sucesor directo de SCORE foi outro proxecto dirixido por ARPA chamado Courier. O Courier 1B foi lanzado o 4 de outubro de 1960 para explorar se sería posible establecer unha rede global de comunicacións militares mediante satélites "repetidores retardados", que recibisen e almacenasen información ata que se lles ordenase retransmitilos. Despois de 17 días, un fallo do sistema de comando acabou coas comunicacións dende o satélite.[12][13]
O programa de aplicacións de satélite da NASA lanzou o primeiro satélite artificial utilizado para comunicacións de retransmisión pasiva Echo 1 o 12 de agosto de 1960. Echo 1 era un satélite con forma de globo aluminizado que actuaba como reflector pasivo de sinais de microondas. Os sinais de comunicación saltaron do satélite dun punto da Terra a outro. Este experimento tratou de establecer a viabilidade das emisións mundiais de sinais de teléfono, radio e televisión.[13][14]
Máis novidades e máis experimentos
Telstar foi o primeiro satélite comercial de comunicacións por relé directo activo e marcou a primeira transmisión transatlántica de sinais de televisión. Pertencente a AT&T como parte dun acordo multinacional entre AT&T, Bell Telephone Laboratories, a NASA, a Oficina Xeral de Correos británica e a Oficina de Correos francesa para desenvolver as comunicacións por satélite, foi lanzado pola NASA desde Cabo Cañaveral o 10 de xullo de 1962, no primeiro lanzamento espacial patrocinado de forma privada.[15][16][17]
Outro experimento de retransmisión pasiva destinado principalmente ás comunicacións militares foi o Project West Ford, dirixido polo Laboratorio Lincoln do Instituto de Tecnoloxía de Massachusetts.[18] Despois dun fracaso inicial en 1961, un lanzamento o 9 de maio de 1963 dispersou 350 millóns de dipolos de agulla de cobre para crear un cinto reflectante pasivo. Aínda que só a metade dos dipolos se separaron correctamente entre si,[19] o proxecto foi capaz de experimentar e comunicarse con éxito empregando frecuencias no espectro de banda X de superalta frecuencia.[20]
Un antecedente inmediato dos satélites xeoestacionarios foi o Syncom 2 de Hughes Aircraft Company, lanzado o 26 de xullo de 1963. Syncom 2 foi o primeiro satélite de comunicacións nunha órbita xeosincrónica. Xiraba arredor da terra unha vez ao día a velocidade constante, mais debido a que aínda tiña movemento norte-sur, necesitábanse equipos especiais para rastrexalo. [21] O seu sucesor, Syncom 3, lanzado o 19 de xullo de 1964, foi o primeiro satélite de comunicacións xeoestacionarias. Syncom 3 obtivo unha órbita xeosincrónica, sen movemento norte-sur, facendo que se vise dende o chan como un obxecto estacionario no ceo.[21]
Unha extensión directa dos experimentos pasivos do Project West Ford foi o programa Lincoln Experimental Satellite, tamén realizado polo Laboratorio Lincoln en nome do Departamento de Defensa dos Estados Unidos.[18] O satélite de comunicacións activo LES-1 foi lanzado o 11 de febreiro de 1965 para estudar a viabilidade das comunicacións militares activas de longo alcance de banda X de estado sólido. Lanzáronse un total de nove satélites entre 1965 e 1976 como parte desta serie.[22][23]
Proxectos internacionais de satélites comerciais
Nos Estados Unidos, creouse en 1962 a corporación privada Communications Satellite Corporation (COMSAT), que recibiu instrucións do goberno dos Estados Unidos sobre asuntos de política nacional.[24] Durante os seguintes dous anos, as negociacións internacionais levaron aos acordos de Intelsat, que á súa vez levaron ao lanzamento de Intelsat 1, tamén coñecido como Early Bird, o 6 de abril de 1965 e que foi o primeiro satélite de comunicacións comerciais que se colocou en órbita xeosincrónica.[25][26] Os lanzamentos posteriores de Intelsat na década de 1960 proporcionaron servizos multidestino e servizos de vídeo, son e datos a buques no mar (Intelsat 2 en 1966-67), e a conclusión dunha rede totalmente global con Intelsat 3 en 1969-70. Na década de 1980, con importantes expansións da capacidade comercial por satélite, Intelsat estaba en camiño de formar parte da competitiva industria das telecomunicacións privadas e comezara a conseguir competencia de PanAmSat nos Estados Unidos, que, ironicamente, foi entón comprada polo seu rival en 2005.[24]
Cando se lanzou Intelsat, os Estados Unidos eran a única fonte de lanzamento fóra da Unión Soviética, que non participaba nos acordos de Intelsat.[24] A Unión Soviética lanzou o seu primeiro satélite de comunicacións o 23 de abril de 1965 como parte do programa Molniya.[27] Este programa tamén era único nese momento polo seu uso da entón coñecida como órbita Molniya, que describe unha órbita moi elíptica, con dous altos apoxeos diarios sobre o hemisferio norte. Esta órbita proporciona un longo tempo de permanencia sobre o territorio ruso e sobre o Canadá a latitudes máis altas que as órbitas xeoestacionarias sobre o ecuador.[28]
↑ 24,024,124,2Pelton, Joseph N. (2015). "History of Satellite Communications". En Pelton J.; Madry S.; Camacho-Lara S. Handbook of Satellite Applications. Nova York: Springer.
↑"Early Bird". NASA. Consultado o 5 de xaneiro de 2021.
