Órbita geoestacionaria: definición, características y aplicaciones

Los satélites de comunicaciones y los satélites meteorológicos suelen utilizar estas órbitas, para que las antenas de los satélites que se comunican con ellos no tengan que moverse para seguirlos. Las antenas terrestres pueden apuntar permanentemente a una posición fija en el cielo. Esto es más barato y más fácil que tener una antena parabólica que siempre se está moviendo para seguir a un satélite. Cada una de ellas se mantiene por encima del ecuador en una longitud determinada (distancia al este o al oeste).

La idea de un satélite geosincrónico para la comunicación fue publicada por primera vez en 1928 (pero no de forma generalizada) por Herman Potočnik. La idea de una órbita geoestacionaria se dio a conocer por primera vez en un artículo de 1945 titulado "Extra-Terrestrial Relays - Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?" del escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke, publicado en la revista Wireless World. La órbita, que Clarke describió por primera vez como buena para los satélites de transmisión y retransmisión de comunicaciones, se denomina a veces órbita Clarke. El Cinturón Clarke, que lleva el nombre del autor, es esta parte del espacio por encima de la Tierra, a unos 35.786 km sobre el nivel del mar, sobre el ecuador, donde se pueden implementar órbitas casi geoestacionarias. La órbita Clarke (otro nombre para una órbita geoestacionaria) está a unos 265.000 km (165.000 mi) alrededor.

El satélite orbita en el sentido de la rotación de la Tierra, lo que produce un período orbital igual al período de rotación de la Tierra, conocido como día sideral (casi 24 horas).

La órbita tiene que estar por encima del ecuador. Como todas las órbitas giran en torno al centro de la Tierra, si se inclinara sobre el ecuador (de modo que el satélite estuviera directamente sobre la ciudad de Nueva York, por ejemplo) tendría que girar una distancia igual hacia el polo sur en cada órbita. Tiene que pasar la misma cantidad de tiempo a cada lado del ecuador. Por lo tanto, si está directamente sobre el ecuador, no se mueve hacia el norte o el sur en absoluto. (Las órbitas geosíncronas son como las geoestacionarias, pero también incluyen las que pasan por encima y por debajo del ecuador).

La altura de la órbita es una distancia exacta, porque la velocidad de la órbita depende de lo lejos que esté del centro de la Tierra. Una órbita es un equilibrio entre la fuerza centrípeta y la gravedad de la Tierra. Los objetos más cercanos a la Tierra sienten más la gravedad. Por eso los objetos en órbita baja (como la Estación Espacial Internacional) orbitan la Tierra muy rápidamente, unos 90 minutos más o menos por cada órbita. Los objetos más lejanos tardan más en cada órbita. La Luna, por ejemplo, tarda unos 29 días en cada órbita.

Como esta órbita es tan alta, las ondas de radio (y de luz) tardan aproximadamente 1/4 de segundo en subir al satélite y volver a la Tierra. Esto significa que una entrevista emitida entre la emisora de televisión y un reportero distante puede tener un desfase de medio segundo (1/4 de segundo para ir del estudio al reportero, y un 1/4 de segundo de vuelta al estudio, donde la señal se envía al espectador). Este retardo de medio segundo puede notarse en muchos noticiarios.

Cuando los satélites llegan al final de su vida útil, sería demasiado caro traerlos de vuelta a la Tierra para que se quemen en la atmósfera. Es mucho más barato ponerlos un poco más arriba (300 km) en una órbita "cementerio", donde permanecerán esencialmente para siempre.