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Constelaciones de satélites pequeños

2010
Sala de control con ingenieros aeroespaciales que supervisan las operaciones de la constelación de pequeños satélites.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Un grupo de numerosos satélites pequeños que orbitan en formación coordinada para lograr un objetivo común que un solo satélite de mayor tamaño no puede alcanzar. Estas constelaciones proporcionan cobertura global o casi global con altas tasas de revisitas. Entre sus aplicaciones clave se incluyen internet de banda ancha global (Starlink), observación diaria de la Tierra (Planet Labs) y rastreo marítimo y aeronáutico (Spire Global), gracias al bajo coste de los satélites individuales.

El concepto de constelación de satélites no es nuevo; el sistema GPS es un ejemplo paradigmático. Sin embargo, la revolución del "Nuevo Espacio" se ha definido por megaconstelaciones compuestas por cientos o miles de pequeños satélites en Órbita terrestre baja (LEO). Esta arquitectura es fundamentalmente diferente de la de los satélites geoestacionarios (GEO) tradicionales. Mientras que un solo satélite GEO puede cubrir una gran región, los satélites LEO tienen un campo de visión mucho menor y se desplazan rápidamente por el cielo. Por lo tanto, se requiere el uso coordinado de un gran número de ellos para proporcionar una cobertura continua.

Este enfoque ofrece varias ventajas. La baja altitud reduce la latencia de la señal, lo cual es fundamental para aplicaciones como internet de banda ancha. El elevado número de satélites proporciona una alta resolución temporal, o «tasa de revisita», lo que permite una monitorización casi constante de la superficie terrestre. Además, el sistema es resiliente; el fallo de un solo satélite tiene un impacto mínimo en el servicio general. El principal desafío reside en el despliegue y el mantenimiento. El lanzamiento de miles de satélites supone una enorme inversión logística y financiera. La gestión en órbita requiere una automatización sofisticada para el mantenimiento de la posición, la prevención de colisiones y la desorbitación al final de su vida útil, con el fin de mitigar el creciente problema de la basura espacial. Para las constelaciones de comunicaciones, los enlaces entre satélites (a menudo mediante láseres) son necesarios para enrutar los datos por todo el mundo sin depender de estaciones terrestres.

UNESCO Nomenclature: 3302
Ingeniería aeroespacial

Tipo

Arquitectura del sistema

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • El concepto de constelación de satélites Iridium de la década de 1990
  • El sistema de posicionamiento global (GPS) como una constelación militar temprana y de gran éxito
  • avances en técnicas de fabricación en masa aplicadas a naves espaciales
  • desarrollo de autobuses satélite pequeños de bajo costo como el CubeSat
  • Disponibilidad de opciones de lanzamiento asequibles a través de modelos de viajes compartidos

Aplicaciones

  • global internet por satélite servicios (p. ej., starlink, oneweb)
  • Imágenes diarias de alta resolución de toda la Tierra (por ejemplo, la constelación de la paloma de Planet Labs).
  • Seguimiento en tiempo real de buques y aeronaves (por ejemplo, los satélites Lemur de Spire Global).
  • internet de las cosas (iot) conectividad (por ejemplo, tecnologías de enjambre)
  • Ocultación de radio para la predicción meteorológica (por ejemplo, geoóptica)

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Constelaciones autocurativas que reposicionan de forma autónoma los satélites para cubrir una unidad fallida
  • Constelaciones híbridas que combinan cargas útiles de observación de la Tierra y comunicaciones en cada satélite.
  • constelaciones dedicadas a monitorear y eliminar activamente los desechos espaciales
  • Constelaciones lunares para proporcionar navegación y comunicación similares a las del GPS para misiones lunares
  • Constelaciones agrícolas que proporcionan a los agricultores datos en tiempo real sobre la humedad del suelo y la salud de los cultivos.
  • Constelaciones impulsadas por IA que pueden reasignarse para monitorear eventos dinámicos como incendios forestales o inundaciones.
  • Constelaciones para la distribución global de claves cuánticas (qkd) para proteger las comunicaciones
  • Ensamblaje en órbita de satélites de constelación a partir de materias primas lanzadas en masa
  • una constelación que proporciona un estándar de tiempo global y de alta precisión independiente del GPS
  • constellations of ‘space tugs’ for refueling and repairing other satellites
Relacionado con: constelación de satélites, LEO, megaconstelación, Starlink, Oneweb, Planet Labs, observación de la Tierra, cobertura global, basura espacial, enlaces intersatelital.

Contexto histórico

Constelaciones de satélites pequeños

2000
2000
2003
2010
2013-09-24
2000
2000
2002
2010
2013

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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