¿Qué perturba las órbitas de los satélites?
ASTRODINÁMICA.
En la era moderna de la tecnología espacial, los satélites son herramientas imprescindibles para la navegación, las comunicaciones, la observación de la Tierra y la ciencia. Sin embargo, mantenerlos en sus órbitas no es tan simple como parece.
A pesar de estar diseñados para seguir trayectorias estables, las órbitas de los satélites terrestres están constantemente expuestas a perturbaciones que pueden desviarlos de su curso. Comprender estos factores es crucial para prolongar su vida útil y garantizar su funcionamiento.
Foto: Boeing.
1. Achatamiento de la Tierra.
La Tierra no es una esfera perfecta, sino un esferoide oblato: ligeramente achatado en los polos y ensanchado en el ecuador. Esta forma genera un campo gravitatorio no uniforme, lo que provoca la precesión del perigeo y otros cambios lentos pero acumulativos en la órbita del satélite. Este efecto es especialmente relevante en órbitas bajas y medias (LEO y MEO).
2. Fuerzas gravitatorias de cuerpos celestes.
Los satélites también son perturbados por la atracción gravitatoria del Sol y la Luna. Aunque estas fuerzas son mucho más débiles que la gravedad terrestre, actúan de forma continua, afectando especialmente a los satélites en órbitas altas, como la órbita geoestacionaria (GEO). Estos efectos pueden modificar la inclinación y excentricidad orbital a lo largo del tiempo.
3. Resistencia atmosférica.
En órbitas bajas (por debajo de los 1.000 km), la tenue pero presente atmósfera terrestre ejerce una fricción sobre los satélites. Este arrastre atmosférico reduce progresivamente su velocidad y altitud, provocando una eventual reentrada si no se realizan maniobras correctivas. Además, la actividad solar influye en la densidad de la atmósfera superior, aumentando la resistencia durante períodos de alta actividad solar (como las tormentas solares).
4. Presión de radiación solar.
La luz solar ejerce presión, aunque minúscula, sobre las superficies de los satélites. Para satélites con grandes superficies como los paneles solares, esta presión puede acumularse con el tiempo y alterar ligeramente la orientación o la órbita. Este efecto es más notable en satélites de masa baja o en misiones de larga duración.
5. Efecto Yarkovsky y fuerzas térmicas.
El efecto Yarkovsky, más conocido en el estudio de asteroides, también puede influir en satélites pequeños. Se trata de una fuerza generada por la emisión de radiación térmica desigual desde la superficie del satélite. Aunque este fenómeno es extremadamente débil, puede ser relevante para cubesats u objetos en órbitas prolongadas.
6. Interacciones electromagnéticas.
Satélites que atraviesan regiones como la magnetosfera terrestre pueden experimentar perturbaciones electromagnéticas. Estas interacciones pueden inducir corrientes en los componentes electrónicos o alterar el comportamiento de sistemas de control de actitud. También están expuestos al viento solar y al cinturón de radiación de Van Allen.
7. Colisiones y desechos espaciales.
Aunque no es una "perturbación" en sentido estricto, la creciente presencia de basura espacial representa una amenaza directa para la estabilidad orbital. Impactos con microfragmentos pueden alterar la trayectoria de un satélite, o incluso destruirlo, generando más escombros y desencadenando el llamado síndrome de Kessler.
¿Cómo se corrigen estas perturbaciones?
Las agencias espaciales y operadores de satélites utilizan sistemas de propulsión, maniobras de corrección orbital, y algoritmos predictivos para compensar estas perturbaciones. Además, se emplean redes de seguimiento como el U.S. Space Surveillance Network para monitorizar las trayectorias en tiempo real y evitar colisiones.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings