Satélite de comunicacións

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. 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. A maioría dos satélites de comunicacións están en órbita xeoestacionaria a 35785 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. 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. 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. En outubro de 1945, Clarke publicou un artigo titulado "Extraterrestrial Relays" ("Relés extraterrestres") na revista británica Wireless World. O artigo describía os fundamentos detrás da despregadura 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. 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.
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. . 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. 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. 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.
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.
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.
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. 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, o proxecto foi capaz de experimentar e comunicarse con éxito empregando frecuencias no espectro de banda X de superalta frecuencia.
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. 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.
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. 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.
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. 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. 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.
Cando se lanzou Intelsat, os Estados Unidos eran a única fonte de lanzamento fóra da Unión Soviética, que non participaba nos acordos de Intelsat. A Unión Soviética lanzou o seu primeiro satélite de comunicacións o 23 de abril de 1965 como parte do programa Molniya. 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.