Dr. Dionisio M. Tun Molina dtun@satmex.com Director Ejecutivo de Ingeniería y Opeación Satelital Satélites Mexicanos S.A. de C.V. Enero, 2002.El origen de los satélites artificiales está íntimamente ligado al desarrollo de los cohetes que fueron creados, primero, como armas de larga distancia; después, utilizados para explorar el espacio y luego, con su evolución, convertidos en instrumentos para colocar satélites en el espacio. Las actividades en el espacio, incluyendo la tecnología satelital, se remonta a tiempos muy remotos, cuando el hombre empezó a medir los movimientos de las estrellas, dando origen a una de las ramas más antiguas de la ciencia, la Mecánica Celeste. Mucho después, se empezaron a realizar los primeros cálculos científicos sobre la tasa de velocidad necesaria para superar el tirón gravitacional de la Tierra. No fue sino hasta 1945, cuando el entonces Secretario de la Sociedad Interplanetaria Británica, Arthur C. Clarke, publicó un artículo -que muchos calificaron como fantasioso- acerca de la posibilidad de transmitir señales de radio y televisión a través de largas distancias (transatlánticas) sin la necesidad de cables coaxiales (en el caso de la televisión o relevadores en el de la radio), proponiendo un satélite artificial ubicado a una altura de 36 mil km, que girara alrededor de la Tierra una vez cada 24 horas, de tal forma que se percibiera como fijo sobre un punto determinado y, por lo tanto, cubriendo en su transmisión una fracción de la superficie terrestre. Este artefacto estaría equipado con instrumentos para recibir y transmitir señales entre él mismo y uno o varios puntos desde tierra; también, añadía que para hacer posible la cobertura de todo el planeta habrían de colocarse tres de estos satélites de manera equidistante a la altura mencionada, en la línea del Ecuador. El artículo presentaba, además, algunos cálculos sobre la energía que se requeriría para que dichos satélites funcionaran, y para ello proponía el aprovechamiento de la energía solar. Con esos elementos en mente, la Marina de los Estados Unidos de América (E.U), unos años más tarde, utilizó con éxito el satélite natural de la Tierra -la Luna- para establecer comunicación entre dos puntos lejanos en el planeta, transmitiendo señales de radar que dicho cuerpo celeste reflejaba, logrando con ello comunicar a la ciudad de Washington con la Isla de Hawai. Esto comprobó que se podrían utilizar satélites artificiales con los mismos fines, pero salvando la desventaja de depender de la hora del día para obtener las señales reflejadas. Se emprendió, un ambicioso proyecto denominado Echo, el cual consistía en utilizar un enorme globo recubierto de aluminio para que sirviera como espejo y reflejara las señales emitidas desde la Tierra. El artefacto, visible a simple vista, fue el primer satélite artificial de tipo pasivo -por su característica de servir solamente como reflejo y no tener aparatos para retransmisión-; los llamados satélites activos vendrían después, con los avances tecnológicos y las experiencias que poco a poco fueron enriqueciendo el conocimiento en este campo. En la siguiente década, el Año Geofísico Internacional (1957–1958), marcó el banderazo de salida de una carrera espacial que durante muchos años protagonizaron E.U. y la Unión Soviética, siendo está última la que se llevó la primicia al lanzar al espacio, el 4 de octubre de 1957, el satélite Sputnik I, el cual era una esfera metálica de tan solo 58 cm de diámetro. En diciembre de ese mismo año, E.U. también lanzó su propio satélite, el Vanguard, aunque sin éxito, pues se incendió en el momento de su lanzamiento. La Unión Soviética siguió su camino e instaló en órbita la segunda versión del Sputnik, en noviembre de 1957, ahora con un ser vivo como pasajero: la perra Laika. Después, hubo una tercera versión del Sputnik que se lanzó en 1958. Unos meses antes, E.U. -continuando con el reto impuesto- lanzó el satélite Explorer l, y con ello se apuntó un tanto en el mundo de la ciencia al descubrir los cinturones de radiación que rodean a la Tierra, a los que llamaron Van Allen en honor al líder de los científicos responsables de esa misión. Posterior a ese satélite, siguieron sus versiones II, III y IV, de los cuales el Explorer II falló.
El primer experimento en comunicaciones desde el espacio también fue en 1958, cuando un cohete Atlas-B, equipado con un transmisor y un reproductor, emitió hacia la Tierra un mensaje grabado con anterioridad por el presidente Eisenhower. El Atlas-Score permitió demostrar que la voz humana podía propagarse superando la considerable distancia existente entre el planeta y el satélite. El concepto fundamental era sencillo: un repetidor colocado en un lugar suficientemente elevado podría dominar mucha mayor superficie que sus homólogos terrestres. El repetidor, por supuesto, sería colocado en órbita, aunque su limitación principal sería la movilidad del objeto en el espacio.
Todos esos satélites aportaron importantes conocimientos al mundo científico, pues al ser equipados cada vez con mejores y más sofisticados instrumentos de medición, permitieron conocer las condiciones del espacio que rodea a la Tierra y, con ello, promover nuevos experimentos. Fue así que el primer satélite activo que se puso en órbita fue el Courier, de propiedad estadounidense (lanzado en 1960), equipado con un paquete de comunicaciones o repetidor que recibía las señales de la Tierra, las traducía a frecuencias determinadas, las amplificaba y después las retransmitía al punto emisor. Así, se sucedieron muchos otros lanzamientos de satélites con fines experimentales en el campo de las comunicaciones para transmisiones de radioaficionados y señales de televisión en diversas bandas de frecuencia o con propósitos militares, de tal forma que al terminar 1962, EU. contaba ya con 120 satélites puestos en órbita, mientras que Rusia tenía 33. En 1963, en Estados Unidos de América se fundó la primera compañía dedicada a telecomunicaciones por satélite (COMSAT). También, en ese mismo año la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), durante una conferencia sobre radiocomunicaciones, expidió las primeras normas en materia de telecomunicaciones por satélite. Gracias a la construcción de cohetes más potentes -que llevaron satélites a la altura adecuada- y al desarrollo de la electrónica como un elemento importante relacionado con muchas funciones de un satélite, en 1964 se logró colocar en órbita geoestacionaria o Cinturón de Clarke primer satélite de este tipo (geoestacionario): el Syncom 3, que permitió en Europa la transmisión de los juegos olímpicos de Tokio. En agosto de 1964 se formó el consorcio internacional Intelsat, encargado de administrar una nueva serie de satélites geoestacionarios disponibles para todo el mundo, el primero de sus satélites fue el Early Bird o Intelsat-1. En la actualidad, existen alrededor de 200 de esta clase, en su mayoría geoestacionarios, conectando lugares de todo el mundo y que, además de servir para la telecomunicación internacional, se emplean para servicios como televisión y observación meteorológica, entre otras aplicaciones. Esos acontecimientos marcaron el inicio de la era espacial, desarrollándose con rapidez la capacidad de fabricar una gran variedad de naves que al principio parecían modestas, pues sólo lanzaban satélites experimentales de investigación relativamente sencillos, que después, en la década de los años 70, se convirtieron en sofisticados prototipos de vehículos espaciales para comunicaciones y meteorología y, más adelante, para sondeos lunares y planetarios.
Estos artefactos son muy útiles para el hombre moderno, son los protagonistas principales de las comunicaciones en el mundo; gracias a ellos, recibimos señales de televisión, de radio y teléfono, o tenemos información valiosa del clima, de nuestro medio ambiente y del espacio.
Para tener una idea más clara, cada objeto o ser sobre la superficie terrestre emite una estela o firma, que es su energía particular, la cual cambia conforme ese objeto o ser se modifica, y por esta característica es posible identificar, mediante un satélite, la firma del agua salada que es diferente a la del agua dulce o diferenciar el aire contaminado del limpio; también, se pueden distinguir los elementos de un territorio en un tiempo determinado, tales como sus cosechas, tipos y estado de las mismas, la fauna marina y la terrestre, las grandes ciudades, los poblados, las instalaciones hechas por el hombre, las vías de comunicación terrestre y muchas más. Los sistemas de satélites no dependen de líneas y conexiones físicas montadas a lo largo de la superficie de la Tierra, sino de estaciones terrenas ubicadas en diferentes lugares, cuyo costo para su puesta en operación es mucho más bajo que construir una carretera; además, con los avances en la ciencia y tecnología, los satélites son cada vez más versátiles, duran mayor tiempo en órbita y ofrecen más y mejores servicios.
Dado que las microondas (tipo de onda de radio) viajan en línea recta, como un fino rayo a la velocidad de la luz, no debe haber obstáculos entre las estaciones receptoras y emisoras. Por la curvatura de la Tierra, las estaciones localizadas en lados opuestos del globo no pueden conectarse directamente, sino que han de hacerlo vía satélite. Un satélite situado en la órbita geoestacionaria (a una altitud de 36 mil km) tarda aproximadamente 24 horas en dar la vuelta al planeta, lo mismo que tarda éste en dar una vuelta sobre su eje, de ahí que el satélite permanezca más o menos sobre la misma parte del mundo. Como queda a su vista un tercio de la Tierra, pueden comunicarse con él las estaciones terrenas -receptoras y transmisoras de microondas- que se encuentran en ese tercio. Entonces, ¿cómo se conectan vía satélite dos lugares distantes?
Una estación terrena que está bajo la cobertura de un satélite le envía una señal de microondas, denominada enlace ascendente. Cuando la recibe, el transpondedor (aparato emisor-receptor) del satélite simplemente la retransmite a una frecuencia más baja para que la capture otra estación, esto es un enlace descendente. El camino que recorre esa comunicación, equiparándolo con la longitud que ocuparía un cable, es de unos 70 mil km, lo cual equivale, más o menos, al doble de la circunferencia de la Tierra, y sólo le toma alrededor de 1/4 de segundo cubrir dicha distancia. Para entender mejor cómo es posible que un satélite se sostenga en una órbita en el espacio veamos el siguiente cuadro: 1. Imaginemos que estamos en una montaña por encima de la atmósfera: si lanzamos una pelota con poca fuerza, la gravedad la atraerá hacia la Tierra. 2. Si se lanza más fuerte, caerá más lejos 3. Mientras másfuerza se aplique, más lejos viajará horizontalmente antes de caer 4. Si pudieramos lanzar la bola a 28 mil km/hr., nunca caería a la Tierra, a esto se le llama estar en órbita. Una nave fuera de la atmósfera se mantiene viajando a esta velocidad, pues no hay resistencia del aire que la detenga.
