Tipos de órbitas

El espacio está cada vez más repleto de satélites artificiales y naves espaciales, comunicaciones, defensa, Internet global, meteorología… parece que van ha chocar unas con otras, podría pasar, pero es muy, muy complicado. El espacio es inmensamente grande y las empresas ponen sus dispositivos a diferentes tipos de órbitas. En esta página veremos cuales son los diferentes tipos de órbitas de satélites artificialespara ver que diferencia hay entre ellas.

¿Qué es una órbita?

Antes de ver los tipos de órbitas deberíamos saber qué es una órbita. Hay varias definiciones pero para entenderlo podríamos definirlo como la trayectoria que recorre un objeto en el espacio a causa de la acción gravitatoria que ejerce otro objeto. En otras palabras, es la curva descrita por un cuerpo que se mueve en torno a otro debido a la acción gravitacional.

¿Quién "descubrió" las órbitas?

El matemático alemán Johannes Kepler (1571 – 1630) fue quien postuló las tres leyes movimiento planetario, anunciando que las órbitas de los planetas del sistema solar no son circulares, sino elípticas. También se dio cuenta que la velocidad orbital de los planetas no es constante, sino que varía dependiendo de la distancia entre el planeta y el Sol. Y su tercera ley fue encontrar una relación universal entre las órbitas de todos los planetas alrededor del Sol.

Tipos de órbitas de satélites espaciales

Se pueden clasificar los tipos de órbitas de varias formas, por cuerpo central, inclinación, excentricidad, dirección o sincronicidad. Nosotros vamos a centrarnos según la altitud, que es la manera más común para definir las órbitas de los satélites espaciales. Todas estás órbitas se encuentran dentro de la familia de órbita Geocéntrica, ya que todos estos satélites orbitan alrededor de la Tierra.

Órbita terrestre baja (LEO)

La órbita terrestre baja, conocida como LEO (Low Earth Orbit) es una órbita circular (o elíptica) a una altitud de entre 200 y 2000km. El periodo orbital, dependiendo de la altitud, varía entre 90 y 120 min, y la velocidad de los satélites situados en ella es de unos 27.000 km/h y realizan entre 12 y 16 vueltas terrestres por día. Por este motivo, los satélites en LEO experimentan de 12 a 16 periodos de luz solar y noche en 24 h y el tiempo máximo en que un satélite está por encima del horizonte local para un observador terrestre es de hasta 20 min. Este tiempo se utiliza para transferir los datos e imágenes a las estaciones terrestres. Los satélites pueden tener órbitas inclinadas de 0 a 90º en comparación al plano ecuatorial y éstos se ven afectados por una resistencia atmosférica que hace que la órbita se deteriore gradualmente y la vida útil del satélite sea de 7 a 10 años.

Órbita Polar

Tipo de órbita baja terrestre en la cual los satélites pasan aproximadamente por encima de los polos del planeta. La inclinación es de 90º (aunque también se acepta como Polar una desviación de 20 a 30 grados). Un solo satélite en esta órbita proporciona cobertura a todo el globo terrestre, aunque hay largos periodos durante los cuales el satélite está fuera de la vista de una estación terrestre en particular.

Órbita heliosíncrona (SSO)

También conocida como órbita síncrona al sol, SSO (Sun Synchronous Orbit) es un tipo de Órita Polar. Los objetos de esta órbita están sincronizados con el Sol, por este motivo pasan sobre una región de la Tierra a la misma hora local todos los días. Es muy útil para satélites de meteorología, telescopios y sensores remotos, ya que consiguen una buena iluminación solar debido a su posición. Suelen encontrarse entre 600 y 800km.

Órbita terrestre media (MEO)

La órbita terrestre media, conocida como MEO (Medium Earth Orbit ) se encuentra entre 2.000 y 35.700 km de altura. Los satélites que orbitan en esta zona son utilizados mayoritariamente para posicionamiento geográfico, como el GPS, Galileo y GLONASS. La altitud más usada es 20.200km, con un periodo orbital de 12h. Los satélites en esta órbita son perturbados por la presión de la radiación solar.

Órbita transferencia geoestacionaria (GTO)

La órbita de transferencia geoestacionaria, conocida como GTO (Geosynchronous Transfer Orbit), se utiliza para ayudar a poner los satélites en órbitas GSO. La GTO es una órbita es muy elíptica, tiene su perigeo (punto más próximo a la Tierra) en una órbita LEO y su apogeo (extremo más alejado de la Tierra) toca la órbita GSO. El satélite pasa de una GTO a GSO por el impulso de sus propios motores.

Órbita geosíncrona (GSO)

La órbita geosíncrona, conocida como GSO (Geosynchronous Orbit) se encuentra a 35.700 km de altura. Los satélites ideales para esta zona son los destinados a telecomunicaciones ya que el periodo orbital del satélite es el mismo que el de la Tierra y es difícil que pierdan la señal. El ejemplo más claro de estas órbitas es la Luna, por eso siempre vemos la misma cara, entre otros motivos.

Órbita geoestacionaria (GEO)

Es un tipo de órbita geosíncrona conocida como GEO (Geosynchronous Equatorial Orbit) y su principal característica es que es una órbita circular con inclinación 0º, es decir, la posición del satélite se mantiene siempre en el ecuador del plano celeste, además, como hemos dicho, sigue la rotación de la Tierra. Los objetos en esta órbita los percibimos como puntos fijos en el cielo. La gran mayoría de satélites de comunicaciones están situados en esta zona.

Órbita elíptica e inclinada

Es un tipo de órbita geosíncrona que tiene cierta inclinación o excentricidad. Si observamos un satélite desde una estación fija, la inclinación inclina la órbita respecto el ecuador y parece oscilar de Norte a Sur, mientras que la excentricidad provoca que la órbita sea elíptica y oscile de Este a Oeste. Si fusionamos ambos movimientos forman un analema. Los satélites de estas órbitas deben ser rastreados por estaciones terrestres orientables, a diferencia de los satélites en zonas GEO.

Órbita terrestre alta

La órbita alta terrestre (High Earth Orbital) se encuentra a un nivel superior de los 35.700 km de altura. Los periodos orbitales de estas órbitas son superiores a las 24 horas, por este motivo, los satélites situados en esta zona tienen un movimiento aparente retrógrado. Como la velocidad es inferior a la rotación de la Tierra visualmente el satélite se mueve en dirección contraria al resto de objetos a veces.

Órbita muy elíptica (HEO)

La órbita muy elíptica, conocida como HEO (High Elliptical Orbit) NO PERTENECE A LA CLASIFICACIÓN mencionada anteriormente. Se ha añadido a este listado porque es una órbita muy utilizada en el lanzamiento de satélites, pero su clasificación pertenece a la Excentricidad, no a la Altura. Estas órbitas tienen una alta excentricidad y son muy útiles para orbitar satélites de comunicaciones, porque al ser órbitas inclinadas tan alargadas permiten ofrecer largos tiempos de permanencia mientras se acerca y se aleja del apogeo. De esta manera se puede cubrir altas latitudes del planeta, cosa que las órbitas GEO no pueden cubrir por su posición.

Órbita Mólniya

Es un tipo de órbita muy elíptica con una inclinación de 63.4 grados y un periodo orbital de unas 12 horas. Esta órbita tiene un largo tiempo de permanencia en el hemisferio que interesa cubrir mientras que en el otro está muy poco rato, normalmente suelen cubrir el hemisferio norte. Tienen la misma función que las órbitas GEO pero a altas latitudes, y se utilizan para satélites de comunicaciones, militares, de clima, entre otros.

Órbita Tundra

Es un tipo de órbita muy elíptica con una inclinacion de 63.4 grados y un periodo orbital de 24 horas. Un satélite en esta órbita permanece mucho tiempo sobre una área elegida de la Tierra, se conoce como punto de apogeo de permanencia, y por este motivo son muy útiles para satélites de telecomunicaciones. Si nos fijamos en su trayectoria desde la Tierra veríamos la figura de un 8 cerrado con un bucle más pequeño en el hemisferio norte o sur.

Representación a escala de la altitud de los tipos de órbitas

Tipos de órbitas de satélites