Satélite

INTRODUÇÃO

A palavra satélite foi usada em astronomia pôr Macróbio, gramático latino do século IV – V. No sentido moderno, porém, Kepler utilizou-a pela primeira vez, em 1611, para definir os quatro astros que, como descobriu Galileu, giravam em torno de Júpiter.

Satélites são corpos celestes naturais ou artificiais que giram em torno de planetas, maiores, aos quais estão ligados pôr forças de natureza gravitacional. Entre os satélites naturais, o mais conhecido do homem é a Lua, que gravita em torno da Terra. Os satélites artificiais tornaram-se realidade de meados do século XX. Esses engenhos tecnológicos são lançados da superfície terrestre ou levados além da atmosfera pois em seu interior seriam consumidos pelo atrito e passam a orbitar em torno da Terra.

A denominação satélite artificial é em geral reservada aos engenhos posto em orbita ao redor da Terra, da Lua ou de outros planetas do sistema solar (nesse último caso são chamados também de sondas planetárias). Quando enviados com o objetivo de estudar o espaço, esses objetos recebem o nome de sondas espaciais ou cósmicas.

Juntos os planetas do sistema solar, com exceção de Vênus e Mercúrio, somam quase quarenta satélites naturais. Saturno, com 18 satélites conhecidos, é o mais complexo planeta do sistema. Alguns satélites são maiores do que o planeta Mercúrio, como Titã, satélite de Saturno e o maior do sistema solar, e Ganimedes, e Calisto, satélites de Júpiter, com mais de cinco mil quilômetros de diâmetro.

A confirmação experimental da existência de outros satélites além da Lua foi obtida no inicio do século XVII. Em observações telescópicas, Galileu Galilei constatou a existência de quatro satélites na órbita de Júpiter. O movimento dos satélites ao redor dos planetas é regido por leis idênticas as que governam a translação dos planetas em torno do Sol. Essas leis foram expressas matematicamente por Johannes Kepler e Isaac Newton, respectivamente nos séculos XVII e XVIII. No inicio do século XX, Albert Einstein revolucionou a astronomia ao reformular alguns conceitos teóricos vigentes. Sua teoria da relatividade explicou as perturbações que sofrem os corpos celestes dotados de movimento ao se aproximarem de outros com massa maior. Esse era o caso dos satélites mais próximos de Júpiter, observados por Galileu

A possibilidade de por em órbita satélites artificiais, aventada pela primeira vez por volta de 1895, só foi concretizada quase um século depois. Em 04 de outubro de 1957 a União Soviética lançou o primeiro satélite espacial, o Sputnik 1. Desde então, lançaram-se milhares de artefatos espaciais com as mais diversas finalidades. Os satélites são postos em orbita com ajuda de foguetes propulsores de vários estágios. O desacoplamento de cada estágio proporciona aumento gradual da velocidade, o que permite ao veiculo escapar a gravidade da terra. A construção de grandes lançadores recuperáveis tornou-se possível consertar esses artefatos ou mesmo substitui-los no espaço.

Atualmente cerca de 7500 satélites giram em torno da Terra. Alguns, geoestacionários (36.000Km de altura) para telecomunicações e a maioria são de baixa altitude (200Km a 10000Km), que servem para diversos propósitos, como alguns abaixo: 

• satélites espiões, que podem distinguir objetos na superfície terrestre, com 25 cm de comprimento, através de lentes especiais. Isto significa que podem ler as manchetes de um jornal.
• Satélites meteorológicos, que fotografam nuvens, detectam formação de furacões, chuvas, insolação, ventos, etc
• Satélites de observação, que detectam. Pôr sensores infravermelhos, o lançamento de mísseis, espaçonaves, tráfego aéreo, queimadas, etc.
• Satélites de prospecção, que através de sensores próprios, detectam petróleo, diversos tipos de minerais, etc.
• Satélite de posicionamento, como o GPS (Global Position Satellite), que fornece a posição exata de um receptor, sendo sensível a uns 2 metros de mudança dessa posição.
• Satélite de comunicações, utilizados para a retransmissão de canais de TV, telefonia e transmissão de dados. 

COMUNICAÇÕES MÓVEIS VIA SATÉLITE

Em situações em que prover cobertura rádio através dos serviços sem fio convencional torna-se economicamente inviável ou fisicamente impraticável os sistemas de comunicação via satélite despontam como uma solução possível. Áreas remotas, regiões escassamente povoadas e grandes extensões de água constituem exemplos de locais que se enquadram nas condições expostas.

Os satélites de comunicações deram enorme impulso ás comunicações internacionais. Os satélites, localizados a grande altura, servem como pontos intermediários no transporte de dados e voz entre dois pontos distantes na Terra. Para as freqüência altas, usadas em comunicações, transmissões eletromagnética só são possíveis se o transmissor tiver uma visão desobstruída do receptor. Os satélites em órbita permitem essa comunicação em linha reta.

Tradicionalmente tem sido usada a chamada órbita geo-estacionária para a colocação de satélites. Na órbita GEO, um satélite se mantém estático sobre um ponto do Equador, completando uma volta em torno da terra a cada 24 horas, mesmo tempo que a Terra leva para dar uma volta. Assim fica fácil para uma estação terrestre acompanhar o satélite com sua antena parabólica. Mas existem problemas. Pelo fato da maioria dos satélites estarem nesta órbuta, a uma altura determinada, podem haver problemas de colisão e interferência. Muitos dos satélites ali colocados já estão obsoletos ou fora de uso por defeitos. Pior que isso é a grande distância da órbita Geo, um bit de informação deve percorrer no mínimo 72.000 Km para atingir seu objetivo (ida-e-volta ao satélite). Quem fala por telefone em ligações internacionais via satélite percebe o desagradável atraso causado por essa distância.

Os primeiros satélites artificiais de comunicação eram de baixa órbita, os satélites LEO (Low Earth Orbit), que exigiram os satélites de órbita geoestacionária, os satélites GEO (Geosynchronous Earth Orbit), que como, o nome implica, orbitam sincronamente com a Terra, requerendo um processo mais simples de rastreamento. A partir de 1965, quando foi lançado o primeiro GEO pela INTELSAT (International Telecommunications Satellite Organization) para fins comerciais, as comunicações via satélites passaram a se processar em sua grande maioria, através de satélites GEO.

As órbitas dos satélites GEO situam-se no entorno de 36.000 km de altitude e em regiões não muito distantes da linha do Equador. A primeira característica, a grande altitude, implica em grandes atrasos nas comunicações. O atraso em cada enlace (de subida ou de descida) é da ordem de 120ms. Para uma comunicação utilizando apenas um satélite, o atraso do sinal de um ponto A até um ponto B, ambos em Terra, seria portanto , de 240ms. Se, no entanto, os pontos A e B situarem-se em distâncias tais que, para estabelecimento da conexão, dois satélites forem necessários, então o atraso seria de 480ms. Considerando ida e volta, teríamos, então, aproximadamente 980ms (ou quase 1s) de atraso, o que é inadmissível para uma conversação telefônica. Ainda, com relação às grandes potências envolvidas. A segunda característica, a órbita no entorno da linha do Equador, implica que regiões de altas latitudes acabam sendo mal servidas.

As órbitas dos satélites LEO situam-se entorno de 1.000km de altitude não se restringindo à linha do Equador. As baixas altitudes implicam em aparatos de comunicação menores devido à baixa potência requerida. Por outro lado, também devido às baixas altitudes, um grande número de satélites é necessário para uma cobertura global.

Entre a concepção LEO e GEO, surge a MEO, com satélites de órbitas médias (Medium Earth Orbit) no entorno de 10.000 km de altitude.

Note que, na comunicações móveis utilizando satélites, o usuário ,um de certa forma, constituí a unidade fixa, enquanto as células são as unidades móveis.

A tabela a seguir ilustra alguns sistemas para comunicação móvel via satélite e sua principais características. Alguns destes sistemas já se encontram em operação, enquanto outros estão previstos para a entrada em operação em anos que seguem até o início de 2000.

Sistemas	Patrocínio	Tipo	Altitude(mi. náut.)	No. Sats.(órbita)	Serviços	Custo (US$bilhões)
Msat	Americam Mobile Sat.	GEO	19.000	1 (circular)	Veícular e tel. fixo	0.55
Globis	Consórcio União Sov.	GEO	20.000	1 (circular)	Tel. Fixo e TV	Não disponível
Odyssey	TRW	MEO	5.600	12 (circular)	Voz, dados, localiz.	1.3
Ellipso	Mobile Comm. Hold.	MEO	4.212	15 (elíptica)

Conclusão

Em menos de 30 anos, os satélites artificiais terrestres tem proporcionado a humanidade uma vasta gama de serviços, no futuro as grandes redes internacionais de satélites, operando de forma integrada, proporcionarão que a Terra se transforme de fato em uma aldeia global.

Os satélites GEO e até mesmo artificiais tem múltiplas aplicações: observação militar e reconhecimento de áreas estratégicas do globo, estudos meteorológicos que fornecem imagens e medições das condições atmosféricas, pesquisa geodésica para analise da forma e do tamanho exato da terra e avaliação dos recursos naturais do planeta. A mais importante conquista quanto a satélites foi seu uso para a repetição der sinais de televisão e de rádio, e na comunicação entre regiões distantes do planeta. Essa aplicação veio revolucionar a radiodifusão moderna, ampliando o seu alcance. 

Satélites existentes sobre o Globo Terrestre – Fonte NASA1995

E Internet.