Di Felipe Merkel, Responsabile Progetti e Operazioni Viasat
Quando pensiamo subito ai satelliti, teniamo presente che si trovano a distanze molto elevate, più o meno allo stesso stadio di “lontano dalle nostre teste”. La situazione è un po’ più complessa e ricorda, in un certo senso, l’organizzazione esistente nell’aviazione civile: più aerei possono essere vicini tra loro, purché ciascuno si trovi a un’altitudine diversa in modo che un aereo non rappresenti un rischio per un altro.
Nei satelliti chiamiamo questa distanza tra ogni strato di altitudine il tipo di orbita. Ho detto che era più complesso e lo è davvero, poiché lo spazio tra ognuno di essi consente funzioni diverse per ciascun satellite, compresa l'efficienza del suo lavoro. Brevemente possiamo dividere i satelliti in tre orbite distinte.
Baixa Orbita è più vicina, ma ci vuole lavoro
La prima si chiama Low Earth Orbit (LEO) e in essa puoi posizionare il tuo satellite ad altitudini fino a 2mila chilometri dalla superficie. Alcuni esempi di satelliti che sono (o sono stati) a questo livello sono lo Sputnik-1 (il primo satellite artificiale lanciato), la Stazione Spaziale Internazionale, la vecchia stazione russa Mir e il telescopio Hubble.
I satelliti e le stazioni di questa regione orbitano attorno alla Terra a una velocità di circa 28.000 km/h e, nel caso della Stazione Spaziale Internazionale, la velocità corrisponde a un periodo di transazione di circa 90 minuti. Poiché la distanza dalla superficie del pianeta è minore, tutto ciò che si trova in orbita bassa tende a subire una maggiore usura a causa del maggiore attrito con l'atmosfera.
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In questa posizione ci sono vantaggi e svantaggi. Il lato positivo è la bassa latenza per le comunicazioni e la risoluzione più elevata per i satelliti che fotografano la Terra, utili soprattutto nella mappatura e nel monitoraggio ambientale. D'altro canto, essendo la velocità elevata, affinché il servizio funzioni correttamente sono necessari un numero maggiore di satelliti per una copertura globale continua.
Poiché la resistenza atmosferica è maggiore, la vita di tutti i satelliti in questa orbita bassa è più breve. Di conseguenza, l’azienda deve sostenere maggiori costi per i riaggiustamenti dell’orbita o le sostituzioni di routine. In altre parole, l’azienda ne perderà alcuni e dovrà lanciarne di nuovi per sostituirli.
Passando all'Orbita Terrestre Media (MEO), abbiamo uno spazio che parte da 2mila e arriva fino a 35.786 chilometri di altitudine. A questo livello, il satellite riceve meno stress atmosferico, continua ad avere una bassa latenza e aumenta la copertura dell'area in cui opera, sia per la comunicazione, internet o il monitoraggio con telecamere. Esiste un tipo di satellite molto noto ed è il GPS.
Nel caso del GPS, ogni satellite della costellazione lanciata dagli Stati Uniti gira intorno alla Terra ogni 12 ore e non più ogni 90 minuti. Qui si trovano anche altri servizi di posizionamento, come il russo GLONASS, l'europeo Galileo e il cinese Beidou. Le aziende utilizzano l'orbita media per coprire, ad esempio, regioni come i poli nord e sud della Terra.
Poiché i satelliti subiscono meno usura atmosferica, hanno una durata di vita più lunga e necessitano di regolazioni o sostituzioni meno frequenti.
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Finalmente abbiamo l'ultimo spazio in cui un satellite può ruotare con la Terra e si chiama Geostazionario (GEO, in inglese). Qui il nome trasmette una delle caratteristiche principali, ovvero la posizione fissa in un punto in cui poniamo come riferimento la superficie del pianeta. Vuoi un satellite che guardi solo un paese? È qui che resta.
I satelliti in questa orbita sono molto lontani, ma forniscono comunque una latenza in grado di consentire lo streaming Internet o persino una riunione dal vivo. Un altro vantaggio è la maggiore copertura del campo visivo delle antenne, che permette di coprire praticamente tutti i paesi della Terra con soli tre satelliti, ciascuno dei quali copre circa il 33% del pianeta.
In questa posizione il satellite subisce un'usura minima e può quindi funzionare perfettamente per un tempo notevolmente più lungo. In questa orbita abbiamo, ad esempio, satelliti di comunicazione, trasmissione televisiva e meteorologia. Gli ultimi due devono essere “parcheggiati” ad un certo punto per garantire l’invio e la ricezione ininterrotta di dati su una vasta area, come in alcuni paesi – Brasile, Stati Uniti, Russia o Cina sono buoni esempi.
In definitiva, ogni tipo di orbita viene scelta in base alle missioni specifiche dei satelliti e agli obiettivi desiderati. La decisione tiene conto di fattori quali l'area di copertura richiesta, la risoluzione delle immagini o dei dati, la frequenza di rivisitazione e la vita utile del satellite. Comprendere queste orbite è fondamentale per ottimizzare l'uso e la funzionalità dei satelliti nelle loro varie applicazioni.