Satèl·lits fixos en el cel

L'espècie humana ha aconseguit comunicar-se més ràpid, més lluny i de forma més completa que cap altra sobre el planeta Terra. Si s'analitza detingudament qualsevol conversa telefònica entre persones situades en diferents continents, es pot veure que, sense que cap dels dos interlocutors ho hagi notat, les seves veus, convertides en senyals electromagnètiques, viatgen més de 70.000 quilòmetres per arribar a les oïdes de cada interlocutor.

Quan un parla, les seves paraules codificades recorren els cables telefònics o solquen l'aire fins repetidors propers, i des d'allà salten a l'espai exterior fins rebotar en un satèl·lit de comunicacions situat a desenes de milers de quilòmetres de distància, després tornen per un camí similar fins a un altre interlocutor. Tot en només unes dècimes de segon. Una proesa digna dels relats de ciència ficció, fa tan sols unes dècades.
El 1945, un famós escriptor de ciència-ficció, anomenat Arthur Clarke, va suggerir la possibilitat de posar tres satèl·lits en òrbita geoestacionària per comunicar tota la Terra. Un suggeriment que era molt atrevit, si es té en compte que encara faltaven dotze anys perquè solqués el firmament el primer enginy espacial fabricat per l'ésser humà. Però la idea tenia lògica, perquè la física de Newton era suficient per calcular teòricament la velocitat a la qual un satèl·lit espacial ha de solcar el cel per mantenir-se en òrbita, tot i que encara no s'hagués aconseguit.

Un objecte que orbiti la Terra a 300 quilòmetres d'altura, com ara l'Estació Espacial Internacional, s'ha de moure molt ràpid, si no vol caure; tan ràpid, que només triga una hora i mitja a fer una volta completa al voltant de la Terra. Com més alta se situï l'òrbita d'un objecte, més temps farà servir en circumval·lar la Terra. La Lluna, per exemple, es troba, de mitjana, a 384.000 quilòmetres de la Terra i triga una mica més de 27 dies a donar una òrbita completa.
És fàcil deduir que hi ha d'haver una òrbita en la qual un satèl·lit trigaria, exactament, 24 hores a fer una volta completa al voltant de la Terra. Exactament el mateix temps que emprem tots els que estem sobre la seva superfície. Si aquesta òrbita estigués situada en el pla de l'Equador terrestre, seria tan especial que, si poséssim allà un focus de llum prou potent, la observaríem immòbil sobre el cel, sempre en la mateixa posició sobre l'horitzó, tant de nit com de dia. Aquesta distància màgica està a una mica menys de 36.000 km sobre la superfície terrestre i l'òrbita s'anomena "geoestacionària" o també Cinturó de Clarke.
Al 1957 va començar l'era espacial amb el llançament del primer Sputnik per la llavors Unió Soviètica. A partir d'aquell moment, la idea de col·locar satèl·lits en l'òrbita geoestacionària ja no va resultar tan desgavellada. Tot just dues dècades després de Clarke ho proposés, les seves idees es van fer realitat.
L'avantatge fonamental d'un satèl·lit de comunicacions en una òrbita geostacionària és que, donada la seva posició fixa en el firmament, podem orientar una antena parabòlica cap a ell i utilitzar-lo per comunicar-nos amb la resta del món, sense necessitat de moure-la. Lògicament, un únic satèl·lit no podria comunicar-nos amb algú situat a les nostres antípodes, per això és necessari comptar, com proposava Clarke, amb un mínim de tres satèl·lits equidistants entre si. Així el senyal enviat a un d'ells pot ser reenviat a un altre i aquest el pot enviar-la de nou a Terra aconseguint a qualsevol persona situada sota l'horitzó.

No obstant això, no és fàcil mantenir un satèl·lit en òrbita geostacionària, perquè un cop assolit el seu lloc d'operació, el satèl·lit es mou. És inevitable. Hi ha multitud de forces que influeixen en la seva trajectòria: La gravetat de la Terra, que no és uniforme, perquè no és exactament esfèrica ni les seves masses estan uniformement distribuïdes; la massa del satèl·lit, que tampoc és homogènia; l'atracció de la Lluna i el Sol que provoquen moviments de marea; el vent solar, la temperatura, els impactes de micro meteorits, etc. Tots aquests factors fan que la posició del satèl·lit estigui canviant contínuament.

Si aquests moviments no surten d'una caixa imaginària de 75 quilòmetres de costat, tot va bé. Però si se surt d'aquí, cal encendre un motor que porta incorporat, i fer-ho tornar. Cadascuna d'aquestes maniobres va consumint energia i, amb el temps, el combustible emmagatzemat en el satèl·lit s'acaba. Aquest és el final de la seva vida. Quan ja no és possible mantenir-lo en el seu lloc, s'allunya de la seva posició i vaga per l'espai formant part d'unes escombraries còsmiques cada vegada més abundants i perilloses. Actualment hi ha més de 400 satèl·lits en òrbita geostacionària.

Font: CienciaEs