Una órbita es la trayectoria curva que sigue un objeto en el espacio (como una estrella, un planeta, una luna, un asteroide, una nave espacial o un satélite) alrededor de otro objeto debido a la gravedad.

La gravedad atrae a los objetos con masa entre sí. Si esa atracción los une con suficiente impulso, pueden comenzar a orbitarse mutuamente.

Los objetos de masa similar orbitan uno alrededor del otro sin que ninguno quede en el centro, mientras que los objetos más pequeños orbitan alrededor de los más grandes. En nuestro Sistema Solar, la Luna orbita la Tierra, y el sistema Tierra-Luna orbita el Sol, pero eso no significa que el objeto más grande permanezca completamente inmóvil. Debido a la gravedad, la Tierra es ligeramente desplazada de su centro por la Luna (lo que provoca las mareas en nuestros océanos), y nuestro Sol también es ligeramente desplazado de su centro por la Tierra y los demás planetas.

La formación temprana de nuestro Sistema Solar, hace aproximadamente 4.600 millones de años, comenzó con una enorme nube giratoria de polvo y gas, mantenida unida por la gravedad. Su núcleo se volvió tan denso y masivo que colapsó bajo su propio peso, encendiéndose para convertirse en nuestro Sol. Alrededor de esta estrella temprana, el material restante de la nube interestelar continuó girando con gran impulso, y fue aplanándose gradualmente debido a las fuerzas centrífugas, formando un disco llamado nebulosa solar. El enorme Sol en el centro de esta nube mantuvo a estos fragmentos de gas, polvo y hielo en órbita a su alrededor, moldeándolos en una especie de anillo.

Con el tiempo, estas partículas comenzaron a asentarse y agruparse, creciendo cada vez más, como bolas de nieve rodando, hasta que formaron lo que hoy conocemos como planetas, cometas, asteroides y lunas —aunque no la nuestra. El hecho de que los planetas se hayan formado todos juntos a partir de esta nube giratoria de polvo explica por qué todos orbitan el Sol en la misma dirección y en un plano aproximadamente común.

Órbita terrestre baja (LEO)

Una órbita terrestre baja (LEO) es, como su nombre indica, una órbita relativamente cercana a la superficie terrestre. Se considera LEO a las órbitas por debajo de los 2000 km de altitud, siendo este límite superior consecuencia de los cinturones de Van Allen y el entorno hostil que generan. El límite inferior para la altitud de un satélite está determinado por el impacto de la atmósfera terrestre. En general, los satélites no vuelan por debajo de los 180 km por esta razón; es una altitud baja en comparación con la mayoría de las órbitas, pero aún muy por encima de la superficie terrestre.

En comparación, la mayoría de los aviones comerciales no vuelan más alto que aproximadamente 12 km, por lo que incluso la LEO más baja está a más de diez veces esa altura.

Los satélites en LEO pueden tener sus planos orbitales inclinados en varios ángulos.

La proximidad de la LEO a la Tierra es útil por varias razones. Es ideal para la observación satelital, ya que su cercanía permite obtener imágenes de alta resolución. La Estación Espacial Internacional (ISS) también orbita en esta región, ya que la menor distancia facilita el acceso de los astronautas. Los satélites en órbita terrestre baja viajan aproximadamente a 7,8 km por segundo con respecto a la Tierra, completando una órbita en unos 90 minutos. Esto significa que la ISS da la vuelta a la Tierra aproximadamente 16 veces al día.

Por esta razón, los satélites de comunicaciones en LEO suelen funcionar como parte de una constelación, una red de varios satélites iguales o similares que trabajan juntos para proporcionar cobertura continua como una “red” alrededor de la Tierra. Lo mismo ocurre con las constelaciones de observación o navegación. Un ejemplo, serían los satélites de StarLink.

Algunos satélites Argetinos están en esta órbita actualmente, como los SAOCOM.

Órbita terrestre media (MEO)

La órbita terrestre media (MEO) abarca una amplia gama de altitudes que se sitúan entre la órbita terrestre baja (LEO), generalmente por encima de los cinturones de Van Allen, y la órbita geoestacionaria (GEO). Al igual que en LEO, los satélites en MEO no necesitan seguir trayectorias específicas alrededor de la Tierra, y esta órbita es utilizada por una variedad de satélites con muchos propósitos diferentes.

La MEO es muy comúnmente utilizada por los satélites de navegación, como el sistema Galileo europeo o GPS. Galileo proporciona servicios de navegación en todo el mundo, ayudando en todo, desde el seguimiento de grandes aviones comerciales hasta la orientación en tu teléfono inteligente.

Órbita geoestacionaria (GEO)

Los satélites en órbita geoestacionaria (GEO) vuelan sobre el ecuador terrestre, moviéndose de oeste a este, igualando exactamente la rotación de la Tierra: tardan 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en completar una órbita completa, es decir, la duración de un día sideral. Esto hace que los satélites GEO parezcan “estacionarios” sobre un punto fijo (desde la Tierra podemos pensarlos como puntos fijos en el cielo). Para mantenerse al ritmo de la rotación de la Tierra, viajan a aproximadamente 3 km por segundo a una altitud de 35.786 km, mucho más lejos que la mayoría de los satélites.

La GEO es ideal para los satélites que necesitan permanecer fijos sobre una ubicación específica, como los satélites de telecomunicaciones, permitiendo que las antenas en la Tierra permanezcan en una posición constante, siempre apuntando al satélite. También es útil para los satélites meteorológicos, ya que permite el monitoreo continuo de regiones específicas para seguir la evolución de los patrones climáticos y observar cómo se desarrollan las tendencias del tiempo.

Los satélites en GEO pueden cubrir una gran porción de la Tierra; tan solo tres satélites distribuidos uniformemente pueden proporcionar cobertura casi global. Al estar tan lejos, estos satélites tienen una vista más amplia, similar a cómo ves más de un mapa si te alejas un metro en lugar de acercarte con la nariz. Para ver toda la Tierra de una vez desde GEO, se necesitan muchos menos satélites que en órbitas más bajas.

Un ejemplo de estos satélites son los Arsat.

Referencias

https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Types_of_orbits