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  • ¿Puede la actividad del Sol afectar las comunicaciones satelitales?



    Tal vez has oído o leído sobre las tormentas solares y sus efectos en la tierra y los satélites. Quizás has visto cine de ficción o prensa en busca de audiencia que habla de posibilidades cataclísmicas; corresponde entonces aclarar un poco el panorama.

    Hay varios efectos del sol sobre las comunicaciones satelitales, algunos normales y predecibles y otros aleatorios y que requieren cierta atención, pero en general estamos preparados para las contigencias. Entre las principales se cuentan:

    El efecto solar más común es aquel conocido como tránsito solar, y ocurre cuando la posición del Sol y un satélite se intersectan desde una posición en Tierra. Debido a que el sol emite radiación de amplio espectro que incluye las frecuencias utilizadas por satélites, si una antena receptora en tierra recibe simultáneamente señales desde el Sol y el satélite, la primera puede sobrepasar en magnitud la segunda, lo cual dificulta la recepción de la señal satelital.

    El viento solar puede ocasionar problemas cuando se incrementa en lo que se suele llamar una tormenta solar, sobrepasando momentáneamente los niveles de tolerancia del diseño de un satélite. Las eyecciones de masa solar (o CME por Solar Mass Ejection) emiten fuerte energía magnética y partículas, causando cargas eléctricas en las superficies de un satélite, especialmente los de órbitas altas como los geosincrónicos.

    La scintilación de la ionósfera debido a actividad solar incrementada puede generar fallas de comunicación en zonas ecuatoriales. Similarmente, la rotación de Faraday es un fenómeno que afecta en especial las comunicaciones en frecuencias bajo los 2 GHz. Cuando hay mucha actividad solar, la rotación de fase afecta frecuencias más altas y puede interrumpir la comunicación entre satélite y tierra. Estos dos fenómenos físicos sólo producen problemas momentáneos.

    El peligro mayor son las llamaradas solares, la más extrema manifestación de una tormenta solar, que emiten grandes cantidades de radiación, particularmente protones. En casos extremos los efectos de una llamarada solar podrían dañar un satélite, afectando control o comunicación, pero eso ha pasado muy pocas veces. Dos ejemplos: el satélite canadiense Anik E2 que falló el 20 de octubre de 1994 y el Intelsat 511 que falló el 7 de octubre de 1995.

    Prevención en diseño y operación

    El efecto típico de llamaradas solares no suele pasar de reducir la eficiencia de los paneles solares, algo que ya está contemplado y para lo cual los paneles se sobredimensionan.

    Gracias a que la actividad solar severa suele comenzar con fuertes emisiones de rayos X, el monitoreo del Sol en dicho espectro permite a los operadores de infraestructura satelital tomar medidas de prevención (desactivación momentánea de funciones, por ejemplo), para prevenir daños a los circuitos electrónicos más delicados.

    Adicionalmente a radiación y partículas, las tormentas solares generan un incremento en el roce al cual están sujetos los satélites, especialmente de órbita baja, por lo cual es posible que los operadores deban hacer correcciones a sus órbitas. Esta es una situación prevista; los satélites cuentan con combustible para hacer dichas correcciones, de hecho la cantidad de combustible determina en gran medida la vida útil de un satélite.

    1989 y 1859, ¿estamos preparados?

    Aunque los satélites no se dañen permanentemente, la interrupción en su funcionamiento puede causar contratiempos significativos. En marzo de 1989 una de las tormentas solares más fuertes de las que se tiene registro afectó múltiples sistemas satelitales (y terrestres), satélites geoestacionarios tuvieron que ser re-orientados y algunos de órbita polar estuvieron horas fuera de control.

    La ocasión sirvió para probar que la infraestructura satelital puede resistir una tormenta, pero no se tiene certeza de lo que pasaría en caso de un evento solar de mayor magnitud. Dr. Sten Odenwald del NASA's Goddard Space Flight Center estima que un evento solar como el que se cree ocurrió en 1859 podría generar aproximadamente US$70 mil millones en pérdidas, afectando los aproximadamente 900 satélites actualmente en uso.

    Por lo tanto, los sistemas satelitales más críticos (por ejemplo los de navegación), se diseñan con redundancia de componentes, materiales extra resistentes e incluso corrección en tiempo real de señales.

    Más info en NASA e IPS.
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