Test 5. Radioenlaces y Comunicaciones Vía Satélite

Sobre el efecto Doppler en satélites de comunicaciones. Seleccione una o más de una: Afecta de forma importante a la frecuencia de recepción del enlace descendente en los satélites geoestacionarios debido a la gran distancia a que se encuentran respecto de la antena terrena. En el enlace descendente, se modifica la frecuencia de recepción a lo largo del pase en satélites de órbita baja.

Sobre los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: En el caso de órbitas elípticas, el satélite mantiene su distancia al centro de la Tierra durante su órbita. La órbita que gira en sentido opuesto a la rotación de la Tierra se califica como retrógrada. La distancia mínima del satélite a la Tierra en su órbita es el apogeo. En caso de que los satélites se mantuviesen estáticos, sin orbitar la Tierra, caerían hacia el planeta atraídos por la gravedad. En la órbita, existe una velocidad tangencial de equilibrio que evita tanto que el satélite caiga a la Tierra como que escape de su gravedad. En órbita geoestacionaria (36.000 km), el periodo de la órbita es de 24 horas.

Sobre los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: La velocidad en una órbita circular es variable. La pista (groundtrack) de los satélites con órbita ecuatorial no geoestacionaria es la circunferencia del ecuador. La trazada que el satélite dibuja en la superficie terrestre a lo largo en su órbita se conoce como pista (groundtrack). En las órbitas con nodos (ascendente/descendente), la pista (groundtrack) se desplaza hacia el este según avanza el tiempo. Para muchos cálculos de órbita es necesario considerar la altura del satélite sobre el geocentro. El nodo ascendente es la intersección de la pista (groundtrack) con el ecuador cuando el satélite pasa del hemisferio norte al hemisferio sur.

Sobre los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: Una opción para maximizar el tiempo de comunicación con el satélite es utilizar una órbita elíptica con el apogeo sobre la estación terrena de interés. El ángulo de elevación visto desde la estación terrena es aquél comprendido entre el satélite y el horizonte. Una órbita con una inclinación de 0 grados será una órbita polar. Se considera en general que el mínimo ángulo de elevación para operar satisfactoriamente la comunicación es de 5 grados. Con ángulos de elevación bajos desde la estación terrena, la atenuación que introduce la atmósfera es menor. En una órbita elíptica, el geocentro se ubica en uno de los focos de la elipse.

Sobre los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: La opción más popular para maximizar el tiempo de comunicación con el satélite es colocarlo en una órbita elíptica con un bajo perigeo (del orden de 400 km). Una opción para maximizar el tiempo de comunicación con el satélite es utilizar un mínimo de tres satélites de forma que cuando uno desaparece sobre el horizonte, otro se hace visible por el horizonte. La órbita geoestacionaria se encuentra a una altitud de unos 36000 km aproximadamente. El tiempo que tarda en viajar la señal desde Tierra hasta el satélite geoestacionario es de unos 0,24 segundos. Un satélite en órbita geoestacionaria requiere una estación terrena con capacidad de seguimiento para apuntar al satélite según hace su recorrido de horizonte a horizonte.

Sobre características de los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: El uso de impulsores para corregir la posición del satélite es un procedimiento que cambia su pose (attitude) de forma lenta. Al estar en el espacio exterior, mantienen indefinidamente su órbita sin gasto de combustible o energía. Con frecuencia, la vida útil de un satélite viene determinada por la cantidad de combustible disponible para su reposicionamiento. Los satélites pueden incorporar pequeños impulsores de reposicionamiento consistentes en gas que se combina con un catalizador para conseguir propulsión como un cohete. Deben ser capaces de operar en condiciones extremas con gran fiabilidad dado que no es viable su reparación. Los satélites sufren cambios en la pose (attitude) que afectan al apuntamiento de antenas directivas o cámaras.

Sobre características de los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: La energía eléctrica de un satélite es obtenida por medio de paneles fotovoltaicos. En la actualidad la potencia que pueden producir los paneles solares puede alcanzar fracciones de vatio. Una forma de cambiar su pose (attitude) es hacer girar un gran volante de inercia (flywheel) dentro del satélite y modificar su velocidad angular, ya sea frenándolo o acelerándolo. Una forma eficiente de usar el efecto giroscópico para controlar la pose (attitude) es haciendo rotar una parte del cuerpo del satélite. Los paneles fotovoltaicos pueden ubicarse en el exterior del cuerpo del satélite o en grandes paneles extensibles orientados al Sol. El método más común para corregir la pose (attitude) es usar el efecto giroscópico.

Sobre características de los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: Las partículas cósmicas degradan en rendimiento de los satélites. Los satélites geoestacionarios utilizan en general antenas omnidireccionales para optimizar la potencia. El satélite, al encontrarse en el espacio exterior en situación prácticamente de vacío, no sufre modificaciones reseñables en su temperatura. Los paneles fotovoltaicos deben alimentar tanto la electrónica del satélite como recargar las baterías del satélite. Debido a la larga distancia de un satélite geoestacionario con la Tierra, la atenuación por propagación (path loss) se compensa con la ganancia de la antena embarcada. Los satélites pueden ser dañados por meteoritos.

Sobre características de los satélites artificiales. Seleccione una o más de una: Los satélites geoestacionarios pueden emplear antenas de bocina o agrupaciones de antenas (arrays). Las antenas directivas empleadas en satélites geoestacionarios permite que éstas sean inmunes a los cambios de pose (attitude) del satélite. En una órbita geoestacionaria, siendo el satélite el vértice, el ángulo comprendido por la Tierra es de unos 48 grados sexagesimales. Los satélites de órbita baja requieren mayor ganancia en sus antenas embarcadas que los geoestacionarios. Si se embarcan antenas directivas en un satélite geoestacionario, se aumenta la recepción de ruido solar y cósmico respecto a antenas con poca directividad.

En los tiempos en que A.C. Clarke, describió en Wireless World su idea sobre satélites de comunicaciones, los cohetes más avanzados eran: Seleccione una o más de una: El V2 alemán, procedente de tecnología de la II Guerra Mundial. El cohete Saturno, que llevaría unos años después al primer hombre a la Luna. El lanzador soviético Soyuz. Los misiles balísticos intercontinentales ICBM. El lanzador europeo Ariane.

Sobre el comunicaciones vía satélite. Seleccione una o más de una: En el transpondedor, el filtro de entrada minimiza el retorno de señales fuera de banda del transmisor al receptor del satélite. El filtro de salida reduce las señales espurias de salida a niveles aceptables. Tenemos un conjunto de satélites enlazando ambos lados del Atlántico. Para aumentar la capacidad de las comunicaciones hay que optar por utilizar bandas de frecuencias adicionales, ya que satélites operando a las mismas frecuencias se interferirían entre sí. Un transpondedor amplifica la señal procedente de la estación terrena y la retransmite a la misma frecuencia. Un transpondedor consta básicamente de un amplificador de bajo ruido, un cambiador de frecuencia y un amplificador de alta potencia, además de filtros paso banda a la entrada y a la salida. Los transpondedores disponen de filtros paso-banda a la entrada y a la salida centrados en la misma frecuencia.

Calcule la pérdida en dB por propagación en espacio libre (path loss) que sufre un satélite geoestacionario en el enlace ascendente (uplink). La frecuencia de trabajo es de 6 GHz. Indica el resultado como un número entero.

¿En qué año publicó Arthur C. Clarke en la revista Wireless World su propuesta sobre utilizar satélites artificiales para comunicaciones?.

¿En qué año fue puesto en órbita el primer satélite artificial?.