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SATÉLITES ARTIFICIALES Y CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE - Coggle Diagram
SATÉLITES ARTIFICIALES Y CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE
CARACTERÍSTICAS DE LAS ÓRBITALES DE LOS SATÉLITES TERRESTRES
La inclinación de la órbita de cada satélite es fija, pero variable de un
satélite a otro.
INCLINACION MEDIA
INCLINACION ECUATORIAL
INCLINACION POLAR
Son planas, circulares (la mayoría) o elípticas (apogeo y perigeo), y
contienen al centro de la Tierra.
La altura de la órbita depende del fin del satélite.
La velocidad orbital depende del tipo de órbita (altura) y de la masa de
la Tierra, nunca de las características propias del satélite.
Tipos de Satélites artificiales
DISTINGUMOS TRES TIPOS
Satélites Medium earth orbit (MEO): 1500 km – 36000 km
Satélites Geostationary orbit (GEO): 36000 km
Satélites Low earth orbit (LEO): 200 km – 1500 km
Satélites geoestacionarios:
Características
Su órbita es circular, su inclinación ecuatorial (0o)
y su plano orbital
contiene al centro de la Tierra.
Su periodo orbital coincide aproximadamente con el periodo de
rotación de la Tierra
Por eso decimos que también es un satélite
GEOSINCRONO.
T geo = T rotación tierra = 86164 s
El radio orbital es de 42168 km (desde centro terrestre)
La altura orbital es de 35790 km (desde superficie de la tierra)
satélite geosíncrono con
órbita circular ecuatorial
parece girar solidariamente con la
Tierra.
SATÉLITE GEOSÍNCRONO:
Su periodo debe coincidir con el
periodo de rotación de la Tierra
Pero su órbita y la inclinación de
ésta puede ser cualquiera.
Características mecánicas de los
satélites artificiales:
Movimiento circular uniforme (MCU)
Para que la órbita sea estable, debe de cumplirse el principio de
ESTABILIDAD DINÁMICA:
Fcentípeta = Fgravitatoria -> msatélite . an= G . M. m / r2
Velocidad lineal ( orbital ) constante
Parámetros mecánicos de los S.A.
msatélite . v2 / r = G . M . m / r2
El periodo de revolución o periodo orbital del satélite lo podemos calcular teniendo en cuenta
que v = ω · r = 2πr / T. Despejando T resulta:
ENERGÍA MECÁNICA
siguientes características:
Se conserva sea cual sea la trayectoria (circular o elíptica) ( PCEM )
Como los satélites artificiales son cuerpos ligados su Em < 0.
Y
además como siguen órbitas circulares, entonces su Em= 1⁄2 Ep
De este modo es posible establecer relaciones entre la Em, la Ep y la
Ec de un satélite en órbita:
Em = Ep + Ec = 1⁄2 Epà Ec = - 1⁄2 Ep
Es, evidentemente, la suma de su Ep y su Ec.
Energía a comunicar para escapar de la acción del campo terrestre,
cuando está en órbita.
Se llama
Energía de escape desde órbita.
Energía a comunicar para que pase de una órbita a otra. Esta se
llama Energía de cambio de órbita.
Velocidad y Energía que hay que imprimirle en el punto de
lanzamiento para que orbite.
Estas magnitudes de puesta en órbita
se llaman Velocidad de lanzamiento y Energía de Satelizacion.
Puesta en órbita de un S.A
Lanzamos desde la superficie terrestre (1) un satélite de
telecomunicaciones para que orbite a una determinada altura (2).
Para conseguir esto es necesario que el satélite en 1 adquiera
una energía igual a la energía orbital que tiene en 2.
Esto se
consigue actuando sobre la Ec (velocidad)
Esta consideración permite calcular dos
magnitudes
importantes en la puesta en órbita
de un satélite.
Velocidad de lanzamiento
Observa que esta v es independiente de la masa del satélite.
Solo
depende de la altura a la que queremos colocarlo.
Energía de Satelización
Observa que la Energía de puesta en órbita si depende de la masa del
satélite
El valor de esta energía es el
TRABAJO DE PUESTA EN ÓRBITA
VELOCIDAD DE ESCAPE
dependerá de la distancia a la que se
encuentre de la fuente de campo y de la masa de éste:
Desde la superficie terrestre, la Ve de un satélite ha de ser aprox. 11.2
km/s.
Es evidente que esta v variará a medida que varíe r
No debemos confundir VELOCIDAD DE ESCAPE con
VELOCIDAD DE LANZAMIENTO
De modo que si queremos poner en órbita un satélite,
este debe ser lanzado con una velocidad inferior a la
velocidad de escape.
Si comunicamos a un satélite una velocidad de
lanzamiento igual o mayor a la velocidad de escape,
éste no orbitará, sino que escapará de la acción del
campo.
La energía necesaria a aplicar para que un cuerpo escape de la acción de un
campo
será igual a la energía que hemos de aplicarle para hacer que su Em
final = 0. Esta energía se llama
(TRABAJO DE ESCAPE)
Cambio de órbita de un S.A
.
Como ya sabes cada órbita posee una
Em definida.
De modo que la energía necesaria
para cambiar un satélite de orbita
será la
diferencia entre las Em de cada órbita:
Esta energía es precisamente el TRABAJO DE CAMBIO DE ÓRBITA
