Òrbita geostacionària

De Viquipèdia

Animació mostrant el moviment relatiu d'un satèl·lit geostacionari (en verd) respecte el moviment d'un punt de la superfície terrestre (en marró)

Una òrbita geostacionària és una òrbita geosíncrona caracteritzada per tenir tant l'excentricitat com la inclinació nul·les (e = 0, i = 0). Es tracta d'una òrbita circular situada a 35.786 km sobre l'equador terrestre. Un satèl·lit en aquesta òrbita manté fixa la seva posició (es troba estacionari) respecte a la superfície terrestre, ja que el seu moviment orbital es fa a la mateixa velocitat angular que el moviment de rotació de la Terra. D'una certa manera, es pot dir que el satèl·lit «segueix» el moviment de rotació de la superfície.

Aquesta característica es revela d'una gran utilitat per als satèl·lits de comunicacions ja que permet l'ús d'antenes de recepció fixes i proporciona una cobertura constant. També permet als satèl·lits meteorològics recollir i enviar informació actualitzada sobre la meteorologia de regions molt extenses (p. ex. d'un continent).

Aquesta orbita presenta, emperò, alguns inconvenients respecte a l'òrbita baixa terrestre (l'altre tipus d'òrbita més utilitzat). D'entrada, es requereix molta més energia per arribar-hi degut a la gran alçada, cosa que dificulta i encareix el llançament. A això s'afegeix un nivell de radiació molt més important, ja que ens trobem al límit de la zona protegida pel camp magnètic terrestre. La gran alçada també tendeix a dificultar la tasca del satèl·lit. Per exemple, els satèl·lits de comunicació han d'enviar senyals de gran potència per compensar la distància que els separa de l'usuari receptor.

A aquestes complicacions s'afegeix el fet que l'òrbita geostacionària és una òrbita inestable. Diverses pertorbacions orbitals fan que els satèl·lits geostacionaris es vegin obligats a utilitzar els seus sistemes de propulsió per mantenir-se a la seva posició. Les pertorbacions més importants són:

1. El potencial lunisolar (o deriva Nord-Sud): Es tracta d'una variació espontània de la inclinació de l'òrbita causada per l'efecte combinat de la gravetat del Sol i de la Lluna. L'amplitud d'aquesta pertorbació varia periòdicament entre 0,75 i 0,95 °/any, amb un cicle de 18,6 anys imposat pel moviment relatiu d'aquests dos astres. Aquesta pertorbació és la que requereix més combustible per ser corregida.
2. La deriva de la longitud (o deriva Est-Oest): La posició relativa d'un satèl·lit geostacionari respecte a la superfície es troba definida per la longitud sobre la qual es troba el satèl·lit. Aquesta posició ha de restar fixa per poder realitzar la missió. La longitud del satèl·lit, emperò, es veu afectada per una pertorbació causada pel fet que la Terra no és una esfera perfecta. L'efecte d'això és una deriva de la longitud que pot arribar a 0,7 °/any. Aquest valor, però, no és uniforme per a tota l'òrbita geostacionària, sinó que depèn, al seu torn, de la longitud sobre la qual es troba el satèl·lit.

Fins i tot tenint en compte aquests problemes, el gran valor comercial dels satèl·lits geostacionaris fa que el nombre d'objectes en òrbita geostacionària augmenti. L'any 2005 existien més de 300 satèl·lits geostacionaris operacionals. Com que l'espai a l'òrbita és limitat, la Unió Internacional de Comunicacions ha dividit l'òrbita en parcel·les o «finestres» que són assignades a cada satèl·lit i que permeten de disminuir el risc de col·lisió o interferència entre satèl·lits geostacionaris. El problema de la deixalla espacial tot i no ser tan intens com a l'òrbita baixa terrestre també es planteja i actualment es procura que els satèl·lits geostacionaris deixin l'òrbita geostacionària a la fi de la seva vida útil a fi i efecte de deixar el lloc lliure per als satèl·lits del futur.