Trabajo fisica 1
- 1. MOVIMIENTO CIRCULARESTUDIANTE : ALEJANDRO FELIPE MORENOENCARGADO: ING. EDISON COIMBRA
- 2. Los SatélitesObjetivosDescribir el movimiento circular de la luna y de los diferentes satélites alrededor de la Tierra.Se debe determinar o calcular los siguientes Datos1)Altura de satélite con respecto a la Tierra2)Periodo de Rotación del satélite Respecto a la tierra3)Velocidad del Satélite4)Longitud de la Orbita
- 3. Los SatélitesDefinición:Un satélite es un objeto secundario que gravita en una orbita cerrada alrededor de un planeta.Existen 2 tipos de Satélites:Satélites NaturalesSatélites Artificiales
- 4. Satélites NaturalesDefinición:Se denomina satélite natural a todo cuerpo que se encuentra en órbita en torno a un planeta de mayor masa, el cual ejerce sobre el satélite una atracción gravitacional.Planetas que cuentan con satélites naturales:En el Sistema Solar los planetas que cuentan con satélites naturales son La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Mientras que por el lado de los planetas enanos, Plutón, Eris y Haumea cuentan también con satélites. Algunos asteroides también tienen satélites a su alredor, como el caso del asteroide Ida que tiene un satélite llamado Dactyl.
- 5. ¿Por qué un satélite no se cae sobre su planeta?Los satélites naturales se mantienen en órbita en torno a un planeta porque se encuentran en un punto de equilibro en torno a éste, es decir, se equilibran las fuerzas centrífuga (la que tiende a alejar a un cuerpo del centro de rotación) y fuerza centrípeta (la que tiende a arrastrarlo hacia el centro). Límite orbital de un satélite respecto a un planetaLas órbitas de los satélites respecto a un planeta, al igual que las órbitas de un planeta respecto a una estrella, están determinados por la situación que el cuerpo menos masivo nunca supere el llamado Límite de Roche, la distancia mínima que puede soportar un cuerpo sin que sea arrastrado por las fuerzas de marea del cuerpo masivo anfitrión, .
- 6. La Luna (Satélite Natural)1)Altura de satélite con respecto a la Tierra384400 km2)Periodo de Rotación del satélite Respecto a la tierra28 Días
- 7. La Luna (Satélite Natural)3)Velocidad del Satélite
- 8. La Luna (Satélite Natural)4)Longitud de la Orbita
- 9. La Luna (Satélite Natural)Es el único satélite natural de la Tierra y el único cuerpo del Sistema Solar que podemos ver en detalle a simple vista o con instrumentos sencillos.La Luna refleja la luz solar de manera diferente según donde se encuentre. Gira alrededor de la Tierra y sobre su eje en el mismo tiempo: 27 dias, 7 horas y 43 minutos. Esto hace que nos muestre siempre la misma cara.No tiene atmosfera ni agua, por eso su superficie no se deteriora con el tiempo, si no es por el impacto ocasional de algún meteorito. La Luna se considera fosilizada.El 20 de julio de 1969, Neil Armstrong se convirtió en el primer hombre que pisaba la Luna, formando parte de la misión Apollo XI. Los proyectos lunares han recogido cerca de 400 kg. de muestras que los científicos analizan.
- 10. Algunos datos sobre la Luna
- 11. Fases de la LunaDado que la Luna gira alrededor de la Tierra, la luz del Sol le llega desde posiciones diferentes, que se repiten en cada vuelta. Cuando ilumina toda la cara que vemos se llama luna llena. Cuando no la vemos es la luna nueva. Entre estas dos fases sólo se ve un trozo de la luna, un cuarto, creciente o menguante.Las primeras civilizaciones ya medían el tiempo contando las fases de la Luna. Una semana es lo que dura cada fase, y un mes, aproximadamente, todo el ciclo.
- 12. Eclipses de Luna, eclipses de Sol.A veces, el Sol, la Luna y la Tierra se sitúan formando una línea recta. Entonces se producen sombras, de forma que la de la Tierra cae sobre la Luna o al revés. Son los eclipses. Cuando la Luna pasa por detrás y se sitúa a la sombra de la Tierra, se produce un Eclipse Lunar (dibujo, izquierda). Cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, lo tapa y se produce un Eclipse Solar (derecha).Si un astro llega a ocultar totalmente al otro, el eclipse es total, si no, es parcial. Algunes veces la Luna se pone delante del Sol, pero únicamente oculta el centro. Entonces el eclipse tiene forma anular, de anillo.
- 13. Satélites ArtificialesDefinición:Los satélites artificiales son objetos de fabricación humana que se colocan en órbita alrededor de un cuerpo celeste como un planeta o un satélite natural. El primer satélite artificial fue el Sputnik I lanzado por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957. Desde entonces se han colocado en órbita miles de satélites artificiales muchos de los cuales aún continuan en órbita alrededor de la Tierra. ¿Qué se necesita para colocar un satélite artificial en orbita? Para colocar un satélite artificial alrededor de la Tierra se necesita de un mecanismo impulsor lo suficientemente potente como para que el satélite alcance una velocidad de 8 kilómetros por segundo o más. Nuestro estado tecnológico actual ha desarrollado un mecanismo que permite lanzar objetos de masas apreciables (del orden de 1 kg hasta 100 toneladas) a las velocidades requeridas: un cohete.
- 14. Satélites de ComunicacionesLos satélites artificiales de comunicaciones son un medio muy apto para emitir señales de radio en zonas amplias o poco desarrolladas, ya que pueden utilizarse como enormes antenas suspendidas del cielo. Se suelen utilizar frecuencias elevadas en el rango de los GHz; además, la elevada direccionalidad de antenas utilizadas permite "alumbrar" zonas concretas de la Tierra. El primer satélite de comunicaciones, el Telstar 1, se puso en órbita en 1962. La primera transmisión de televisión vía satélite se llevó a cabo en 1964.El 10 de julio de 1962 se lanzó el Telstar, primer satélite de telecomunicaciones.
- 15. Satélites geoestacionarios (GEO)1)Altura de satélite con respecto a la Tierra36000 km2)Periodo de Rotación del satélite Respecto a la tierra24 Horas
- 16. Satélites geoestacionarios (GEO)3)Velocidad del Satélite
- 17. Satélites geoestacionarios (GEO)4)Longitud de la Orbita
- 18. Satélites geoestacionarios (GEO)El periodo orbital de los satélites depende de su distancia a la Tierra. Cuanto más cerca esté, más corto es el periodo. Los primeros satélites de comunicaciones tenían un periodo orbital que no coincidía con el de rotación de la Tierra sobre su eje, por lo que tenían un movimiento aparente en el cielo; esto hacía difícil la orientación de las antenas, y cuando el satélite desaparecía en el horizonte la comunicación se interrumpía.Existe una altura para la cual el periodo orbital del satélite coincide exactamente con el de rotación de la Tierra. Esta altura es de 35.786,04 kilómetros. La órbita correspondiente se conoce como el cinturón de Clarke, ya que fue el famoso escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke el primero en sugerir esta idea en el año 1945. Vistos desde la Tierra, los satélites que giran en esta órbita parecen estar inmóviles en el cielo, por lo que se les llama satélites geoestacionarios. Esto tiene dos ventajas importantes para las comunicaciones: permite el uso de antenas fijas, pues su orientación no cambia y asegura el contacto permanente con el satélite.
- 19. Satélites GEOAbreviatura de Órbita Terrestre Geosíncrona. Los satélites GEO orbitan a 35848 kilómetros sobre el ecuador terrestre. A esta altitud, el periodo de rotación del satélite es exactamente 24 horas y, por lo tanto, parece estar siempre sobre el mismo lugar de la superficie del planeta. La mayoría de los satélites actuales son GEO, así como los futuros sistemasSpaceway, de Hughes, y Cyberstar, de Loral. Esta órbita se conoce como órbita de Clarke, en honor al escritor Arthur C. Clarke, que escribió por primera vez en 1945 acerca de esta posibilidad.Los GEO precisan menos satélites para cubrir la totalidad de la superficie terrestre. Sin embargo adolecen de un retraso (latencia) de 0.24 segundos, debido a la distancia que debe recorrer la señal desde la tierra al satélite y del satélite a la tierra. Así mismo, los GEO necesitan obtener unas posiciones orbitales específicas alrededor del ecuador para mantenerse lo suficientemente alejados unos de otros (unos 1600 kilómetros o dos grados). La ITU y la FCC (en los Estados Unidos) administran estas posiciones.
- 20. Satélites ComercialesLos satélites comerciales funcionan en tres bandas de frecuencias, llamadas C, Ku y Ka. La gran mayoría de emisiones de televisión por satélite se realizan en la banda Ku
- 21. Satélites de órbita media (MEO)GPS1)Altura de satélite con respecto a la Tierra20200 Km2)Periodo de Rotación del satélite Respecto a la tierra6 Horas
- 22. Satélites de órbita media (MEO)GPS3)Velocidad del Satélite
- 23. Satélites de órbita media (MEO)GPS4)Longitud de la Orbita
- 24. Satélites de órbita media (MEO)Los satélites de órbita terrestre media se encuentran a una altura de entre 10075 y 20150 kilómetros. A diferencia de los GEO, su posición relativa respecto a la superficie no es fija. Al estar a una altitud menor, se necesita un número mayor de satélites para obtener cobertura mundial, pero la latencia se reduce substancialmente. En la actualidad no existen muchos satélites MEO, y se utilizan para posicionamiento.
- 25. Satélites de órbita baja (LEO)Teledesio1)Altura de satélite con respecto a la Tierra1375 Km2)Periodo de Rotación del satélite Respecto a la tierra24 Horas
- 26. Satélites de órbita baja (LEO)Teledesio3)Velocidad del Satélite
- 27. Satélites de órbita baja (LEO)Teledesio4)Longitud de la Orbita
- 28. Satélites de órbita baja (LEO)Iridium3)Velocidad del Satélite
- 29. Satélites de órbita baja (LEO)Iridium1)Altura de satélite con respecto a la Tierra750 Km2)Periodo de Rotación del satélite Respecto a la tierra1,5 a 2 Horas
- 30. Satélites de órbita baja (LEO)Iridium4)Longitud de la Orbita
- 31. Satélites de órbita baja (LEO)Las órbitas terrestres de baja altura prometen un ancho de banda extraordinario y una latencia reducida. Existen planes para lanzar enjambres de cientos de satélites que abarcarán todo el planeta. Los LEO orbitan generalmente por debajo de los 5035 kilómetros, y la mayoría de ellos se encuentran mucho más abajo, entre los 600 y los 1600 kilómetros. A tan baja altura, la latencia adquiere valores casi despreciables de unas pocas centésimas de segundo..Tres tipos de LEO manejan diferentes cantidades de ancho de banda. Los LEO pequeños están destinados a aplicaciones de bajo ancho de banda (de decenas a centenares de Kbps), como los buscapersonas, e incluyen a sistemas comoOrbComm. Los grandes LEO pueden manejar buscapersonas, servicios de telefonía móvil y algo de transmisión de datos (de cientos a miles de Kbps). Los LEO de banda ancha (también denominados megaLEO) operan en la franja de los Mbps y entre ellos se encuentran Teledesic, Celestri y SkyBridge.
- 32. Satélites GEO Vs LEODe los cuatro tipos mencionados anteriormente, los dos más utilizados y de mayor importancia son los LEO y los GEO.Como ya hemos dicho, los satélites geoestacionarios se encuentran a una altitud de unos 36000 Kilómetros sobre el ecuador, siendo la única órbita que permite que el satélite mantenga una posición fija con relación a la tierra. A esta altura, las comunicaciones a través de un GEO perpetúan una latencia mínima de transmisión de ida y retorno (un retardo de extremo a extremo) de por lo menos medio segundo, incluyendo los retardos provocados por las diversas pasarelas y conversiones que deben sufrir los datos. .Esto significa que los GEO nunca podrán proveer demoras similares a las fibras ópticas. Esta latencia de GEO es la fuente de demora fastidiosa en muchas de las llamadas internacionales, impidiendo que se pueda entender la conversación y deformando el matiz personal de la voz. Lo que puede ser una incomodidad en una conversación telefónica, sin embargo, puede ser insostenible para aplicaciones en tiempo real, tales como videoconferencias, como también para muchos protocolos estándares de datos, aún para los protocolos subyacentes de Internet.
- 33. Evolución de satélites GEO a satélites LEO.La evolución de los satélites geoestacionarios a satélites de órbita terrestre baja (LEO) ha dado lugar a numerosos sistemas propuestos de satélites globales, los cuales pueden ser agrupados en 3 tipos distintos. Estos sistemas LEO pueden distinguirse mejor haciendo referencia a sus complementos terrestres: mensajería personal, celular y fibra óptica.
- 34. Los LEO grandes, por ejemplo, proveen servicio telefónico móvil de banda ancha a un precio alto, mientras que Teledesic provee principalmente conexiones fijas de banda ancha a tarifas comparables con un servicio urbano de comunicaciones por línea alámbrica. Así como los servicios de celular y fibra óptica no se consideran competitivos, la única cosa que Teledesic tiene en común con los LEO grandes es el uso de satélites de órbita terrestre baja.Problema de los Satélites LEOEn algunos sectores se ha mostrado cierta preocupación por la gran cantidad de satélites que podrían juntarse en una porción relativamente pequeña del espacio, ya que son numerosos los sistemas de satélites LEO proyectados. La zona de órbitas de baja altura (LEO), parte de la atmósfera terrestre hasta una zona de alta radiación conocida como el "cinturón de Van Allen". Son 900 Kilómetros de distancia que pueden albergar una cantidad inmensa de recorridos. El proyecto de Teledesic no ocuparía más de 10 Km.Saturación de las órbitas.
- 35. Una vez que los LEO se encuentren en órbita, se presenta todo un nuevo conjunto de dificultades. En primer ligar existe el problema de la llamada "chatarra espacial", que consiste en restos de las anteriores misiones espaciales de todos los tamaños, velocidades y peligrosidades.Chatarra EspacialAunque los satélites no resulten alcanzados por los escombros espaciales, cabe la posibilidad de que caigan a la atmósfera. A diferencia de los GEO, que cuando acaban su vida útil se desplazan a una órbita de estacionamiento unos pocos kilómetros más alejada de lo normal, los LEO se desintegrarán en la atmósfera. Aunque la vida de un satélite oscila entre los 10 y 12 años, con los LEO debe tenerse en cuenta una política de sustitución de satélites.Perdida y sustitución de satélites
- 36. Suponiendo que estas dificultades se hayan superado queda, por ejemplo, el asunto de seguir la pista y enlazar con estos satélites tan veloces. Un satélite LEO resulta visible durante 18-20 minutos antes de que desaparezca en el horizonte. Esto complica en gran medida el posicionamiento de la antena y el trabajo para mantener activo el enlace.El problema de la antena lo resuelve una tecnología denominada antena de array en fase.Visibilidad del SatéliteOtro problema interesante es el del direccionamiento de la señal entre dos puntos alejados de la superficie terrestre. Una posibilidad es la de realizarlo a través de estaciones terrenas, pero eso nos lleva a perder la ventaja de la latencia reducida. La otra posibilidad, que es la que utiliza Teledesic, es la de utilizar un direccionamiento de satélite a satélite. La constelación Teledesic se comunica en la banda de los 40-50 GHz. La desventaja de este método es, evidentemente, que cada satélite debe disponer de más hardware de comunicaciones y seguimiento (mas inteligencia) y, por lo tanto, su precio será más elevado que en el caso de utilizar estaciones terrenas.Direccionamiento mediante enlaces Intersatelites