Segmento espacialLos subsistemas principales del vehculo espacial que apoyan la carga til son:1. El recinto o estructura de la plataforma;2. El sistema de control trmico;3. El sistema de alimentacin de energa;4. El sistema de control de actitud y de rbita5. El sistema de tele medida, telemando y telemetra;6. El sistema de antenas; 7. El sistema de comunicaciones;8. El sistema de propulsin; Diseo estructurales del satliteLa estructura de un vehculo espacial se concibe para albergar, sostener y proteger los diversos subsistemas y componentes de un satlite durante su vida til. Los esfuerzos inerciales y dinmicos aplicados a la estructura y al equipo del satlite correspondiente se producen durante la fase de lanzamiento. En esta fase , el satlite est sometido a choques mecnicos y acsticos y a vibraciones procedentes de los motores del vehculo lanzador, as como a los esfuerzos trmicos derivados de los motores propulsores adicionales y a la friccin del aire. El vehculo espacial est protegido durante esta fase aerodinmica con un escudo o cono nasal, despus de esta fase el cono nasal se separa y el vehculo espacial debe soportar los esfuerzos inerciales y trmicos de las etapas de propulsin adicionales.Sistema de control trmico El objetivo de este sistema (TCS) es garantizar que el equipo interior y exterior de la estructura del vehculo espacial se mantenga en unos lmites de temperatura que permitan el funcionamiento satisfactorio. Es necesario tener en cuenta mltiples factores en el diseo TCS, pues los satlites en el espacio estn sometidos a un entorno trmico muy distinto del de la tierra, en donde existe un medio fluido (el aire) y los mecanismos principales para la transferencia del calor son la conveccin, la conduccin y la radiacin.El vacio extremo del espacio limita los mecanismos de transferencia del calor entre el vehculo y el entorno exterior al de la radiacin. La segunda ley de la termodinmica dice que el sentido de flujo del calor va invariablemente de un cuerpo caliente a uno frio. As pues, un vehculo espacial recibir energa trmica del Sol (la corona solar est aproximadamente a 6000 K), de la reflexin de la energa solar en la Tierra y en la Luna y, dependiendo de las temperaturas de la superficie del satlite, recibir o transmitir energa trmica de la Tierra y la Luna o hacia ellas. Los planetas y las estrellas son relativamente insignificantes al determinar el equilibrio calrico de un vehculo espacial.Las variaciones que probablemente experimente un vehculo espacial son:1. Exposicin solar variable a medida que el satlite da vueltas alrededor de la Tierra.2. Variaciones estacionales en relacin con la Tierra y el Sol.3. Periodos de eclipse (mximo de 72 minutos) cuando el satlite est en la sombra de la Tierra.4. Reflexiones variables de la energa solar procedentes de la Tierra debidas a la cobertura de las nueves (albedo variable).Los sistemas de control de actitud y de la rbita (mantenimiento en posicin). El objetivo del subsistema de control de actitud es mantener el haz de radiofrecuencia de la antena orientado hacia las zonas previstas de la Tierra. Para ello, se hace que un eje conectado a la plataforma que soporta las antenas apunte hacia el centro de la Tierra y las antenas estn montadas en esta plataforma de modo de apuntar hacia la zona deseada. El procedimiento de control de actitud comprende lo siguiente: La medicin de la actitud del satlite mediante sensores; La comparacin de los resultados de estas mediciones con los valores correctos; El clculo de las correcciones que han de efectuarse para reducir los errores; La introduccin de estas correcciones mediante el accionamiento de los elementos de empuje apropiados.Actualmente todos los tipos de estabilizacin de actitud se basan en la conservacin del momento angular de un elemento rotatorio. Los sistemas de estabilizacin pueden clasificarse en dos categoras: Estabilizacin por rotacin, Estabilizacin triaxialControl de la rbita (mantenimiento en posicin) El objetivo de control de la rbita es mantener el vehculo espacial dentro de la casilla correspondiente a la posicin asignada en longitud y latitud (el Reglamento de Radiocomunicaciones vigente establece un lmite de ms o menos 0.1 para las variaciones longitudinales solamente, en caso de satlites que utilizan frecuencias atribuidas al servicio fijo por satlite o al servicio de radiodifusin por satlite).Los orgenes de las perturbaciones son las siguientes: La atraccin lunisolar La componente longitudinal de la aceleracin gravitatoria debido a la elipticidad de la seccin ecuatorial de la Tierra, conocida con el nombre triaxialidad de la TierraEl efecto de la radiacin solar que conduce a la excentricidad de la rbita (al desacelerar el satlite durante la maana y acelerarlo durante la tarde) La funcin del subsistema de control de la rbita es reducir la amplitud de este movimiento indeseado. Para conseguir los aumentos correctivos de velocidad necesarios se encienden pequeos impulsores en puntosa apropiados de la rbita.Alimentacin de energa El sol aporta la fuente primaria de energa par los satlites de comunicacin. Las alternativas de sistema de conversin de la energa solar en energa elctrica fueron explotadas por los ingenieros y cientficos durante los primeros aos del desarrollo de los sistemas espaciales, cuando la eficacia del proceso supona un factor importante. Los primeros experimentadores trataron de desarrollar plantas de energa trmica (Carnot) utilizando colectores solares parablicos. Tambin se consideraron las clulas atmicas o bateras. Todos estos enfoques fueron superados por las clulas solares a base de plaquetas de silicio y arseniuro de galio o de materiales de revestimiento que convertan una parte de la radiacin solar equivalente en cerca de 1Kw por metro cuadrado de superficie proyectada perpendicular a los rayos solares, directamente en energa elctrica. Los componentes principales del sistema de alimentacin de energa de un satlite de comunicaciones son:1. Los generadores de energa, que normalmente son agrupaciones de clulas solares situadas en la parte mvil de un satlite giratorio o en las alas de un satlite estabilizado en tres ejes.2. Los dispositivos de almacenamiento elctrico, tales como bateras, para el funcionamiento durante los eclipses solares.3. El cableado elctrico para la conduccin de la electricidad a todos los equipos que requieren energa.4. Los convertidores reguladores que dan tensiones y corrientes constantes al equipo;5. El subsistema de control y proteccin elctricos que est asociado al subsistema de telemando y telemedida.Telemedida, telemando y determinacin de la distancia (TCR).La situacin y estado de los componentes activos y de los recursos de un sistema de satlite se captan con sensores especiales distribuidos a lo largo del vehculo espacial. Estos datos se transmiten acto seguido de forma peridica respondiendo a instrucciones del Centro de control en tierra (GCC) mediante el subsistema de telemedida. Desde el GCC se transmiten seales de telemando al satlite para cumplir los requisitos operacionales de la misin o para responder a las condiciones de emergencia. La posicin del satlite se sigue desde el GCC enviando seales enviando seales de medida de la distancia al satlite (enlace de telemando) y recibiendo de ste (enlace de tele medida). A continuacin se procesa la seal para obtener el nivel de precisin que exige el mantenimiento en posicin o para reubicar el satlite. El sistema TRC debe funcionar de forma fiable en todas las fases de la vida del satlite y exige la redundancia de alguno de sus equipos. Durante las operaciones en la rbita de transferencia o en casos de desorientacin del satlite se utiliza una antena omnidireccional. Durante las operaciones normales en estacin, se utilizan antenas de comunicacin de alta ganancia para la transmisin y recepcin de seales TCR. Los fabricantes de satlite suelen disear el sistema TCR partiendo de las normas existentes que han desarrollado. Las bandas de frecuencias utilizadas para las seales TCR suelen estar en los extremos de las bandas operacionales del SFS (6/4Ghz, 14/10-12Ghz, etc.) aunque el sistema de antena omnidireccional puede utilizar una banda de frecuencia inferior (2Ghz) para minimizar los requisitos de potencia del enlace. Sistemas de antenasAunque estas forman parte del sistema completo de comunicaciones, estas pueden ser consideradas separadas de los transpondedores. En los satlites GEO el sistema de antenas es bastante complejo y produce haces con formas cuidadosamente diseadas para adaptarse a las reas de la superficie de la tierra a ser servidas por el satlite. Muchas de las antenas del satlite son diseadas para operar en una sola banda de frecuencias, por ejemplo la banda C o la Ku. Un satlite que usa mltiples bandas de frecuencias tiene cuatro o ms antenas 1. Ganancia, 2. Potencia isotrpica radiada efectiva, 3. Ancho del haz, 4. Ancho de banda, 5. Polarizacin, 6. Apertura El sistema de comunicacionesEste sistema se compone del transponder. Hay dos clases de transponder: transponder transparente y transponder de tratamiento a bordo (OBP). Los que ms se utilizan son los transponder transparentes. Estos transponder realizan las mismas funciones que los repetidores de u n radioenlace; reciben las seales transmitidas desde la tierra, y luego de amplificarlos y convertirlos de frecuencia, las retransmiten a la Tierra. Las antenas asociadas con estos transponder estn especialmente diseadas para proporcionar cobertura a las regiones de la tierra comprendidas dentro de la red del satlite.Los transponder de tratamiento a bordo tienen la capacidad de realizar una o ms de las tres funciones siguientes: conmutacin (en frecuencia y/o espacio, y/o tiempo), regeneracin y tratamiento en banda base. Actualmente no est extendida la utilizacin de los transponder OBP, pero en el futuro habr servicios que aprovecharn esta tecnologa. Sus principales parmetros son: El sistema de propulsinEl sistema de propulsin es usado para proveer un empuje requerido para impartir un cambio de velocidad necesaria para ejecutar todas las maniobras durante el tiempo de vida del satlite. Esto incluye maniobras mayores requeridas para mover al satlite de la rbtia de transferencia a la rbita geoestacionaria del satlite y tambin pequeas maniobras para mantener al satlite en la ubicacin adecuada durante toda la vida del satlite.El sistema de propulsin trabaja bajo el principio de la tercera ley de Newton, que dice que para toda accin hay una reaccin igual pero opuesta. El sistema de propulsin usa el principio de expeler una masa a una velocidad en una direccin para producir un empuje en la direccin opuesta. En el caso del sistema de propulsin slido y liquido, la expulsin de la masa a una alta velocidad implica la generacin de un alta presin del gas mediante una alta temperatura de la descomposicin del propelente.Tipos de sistema de propulsin1. Propulsin de combustible slido2. Propulsin de combustible lquido3. Propulsin elctrica y inica El Segmento terrestre El segmento terreno es el trmino con que se denomina la parte de un sistema de telecomunicaciones por satlite constituida por las estaciones terrenas, que transmiten a los satlites y reciben de stos seales de trfico de todas clases, y que forman la interfaz con las redes terrenales.Una estacin terrena comprende todo el equipo terminal de un enlace por satlite. Su funcin equivale a la de una estacin terminal de un radioenlace. Las estaciones terrenas consisten, por lo general, en los seis dispositivos principales siguientes: La antena transmisora y receptora, con un dimetro que vara de 50 cm (o todava menos en algunos nuevos sistemas proyectados) a ms de 16m. Por lo general, las antenas grandes estn equipadas con un dispositivo de seguimiento automtico que las mantiene apuntadas constantemente hacia el satlite; las antenas de tamao mediano pueden tener dispositivos de seguimiento sencillos (por ejemplo, seguimiento por pasos), mientras que las antenas pequeas no suelen tener un dispositivo de seguimiento y, aunque suelen estar fijas, generalmente se las puede orientar por medios manuales. El sistema receptor, con una unidad de acceso con amplificador de bajo nivel de ruido, sensible, cuya temperatura de ruido vara desde alrededor de 30K, o incluso menos, hasta varios cientos de K. El transmisor, con una potencia que vara desde unos pocos vatios a varios kilovatios, dependiendo del tipo de seales que han de transmitirse y del trfico; Las unidades de modulacin, demodulacin y conversin de frecuencia Las unidades de tratamiento de seal Las unidades de interfaz para la interconexin con las redes terrenales (con equipo terrenal o directamente con el equipo y/o terminal del usuario)El tamao de estos equipos vara considerablemente de acuerdo con la capacidad de la estacin