La altitud de un satélite no es su distancia máxima de comunicación. Un GEO está aproximadamente a 35 786 km sobre el ecuador, pero el trayecto inclinado hasta una estación suele ser mayor. El alcance depende del presupuesto de enlace y la latencia de todos los tramos recorridos.
Altitud, radio orbital y distancia al terminal
La altitud se mide desde la superficie, mientras que el radio orbital se mide desde el centro terrestre. Para GEO, el radio es aproximadamente 42 164 km. La distancia de radio cambia con la posición del usuario.
En una Tierra esférica, r = √[(R+h)² + R² − 2R(R+h)cos ψ]. R es el radio terrestre, h la altitud y ψ el ángulo geocéntrico entre la estación y el punto bajo el satélite. Cuando ψ = 0, r = h.
El horizonte y la elevación mínima limitan la visibilidad. Aumentar la potencia no permite ver directamente un satélite a través de la Tierra.
Qué significa geoestacionario
La órbita geoestacionaria es circular, ecuatorial y recorre el mismo sentido que la rotación terrestre. Su período es un día sideral, aproximadamente 23 horas y 56 minutos.
El satélite no está inmóvil: se desplaza a unos 3,07 km/s. Una órbita geosíncrona tiene el mismo período, pero con inclinación o excentricidad puede no parecer fija sobre el mismo punto.
LEO y MEO
LEO suele referirse a altitudes inferiores a 2000 km. Los 500–1200 km de algunas constelaciones son ejemplos, no toda la definición. MEO se sitúa, en la clasificación habitual, entre LEO y GEO.
En LEO cambia la posición aparente y puede ser necesario seguir y cambiar de satélite. La continuidad depende de órbitas, cobertura, rutas y servicio, no únicamente del número de satélites.
Una antena compatible con una constelación concreta no sirve automáticamente con otra. La cobertura disponible y el terminal admitido forman parte de la selección del servicio.
Tiempo de ida y vuelta
La propagación de un tramo es t = r/c. Hacia un GEO justo encima son unos 119 ms; dos tramos Tierra–satélite–Tierra dan unos 239 ms; la ida y vuelta con cuatro tramos ronda 477 ms.
Son ejemplos mínimos idealizados antes de añadir inclinación del trayecto, procesamiento, acceso y red terrestre. No se deben atribuir 270 ms de propagación a un solo tramo vertical de 36 000 km.
Para 600 km justo encima, un tramo tarda unos 2,0 ms. Eso no significa un ping de internet completo de 2 ms.
Pérdida de espacio libre
LFS = 20 log10(4πr/λ). Con 12 GHz y 36 000 km resulta aproximadamente 205,2 dB. Es un término de pérdida geométrica, no potencia transmitida ni volumen sonoro.
A la misma frecuencia y con ganancias fijas, duplicar la distancia añade unos 6 dB. Duplicar la potencia aporta unos 3 dB y permitiría, en ese modelo con lo demás constante, un factor de distancia √2, no un incremento fijo del 19%.
Si se mantiene la apertura física al comparar frecuencias, las ganancias también cambian. Ese caso no equivale a mantener las ganancias constantes.
Potencia, ganancia y sensibilidad
EIRP combina potencia del transmisor, pérdida de alimentación y ganancia de antena. Por ejemplo, 5 W son unos 6,99 dBW; con 45 dBi y sin pérdida de alimentación resultarían 51,99 dBW.
La SNR necesaria depende de modulación, codificación, banda y calidad requerida. No hay un mínimo universal de 5 dB para todos los receptores. El ruido del sistema incluye antena y pérdidas anteriores, además del LNA.
La frecuencia de la portadora no fija por sí sola la velocidad de datos. Lluvia, interferencias y recursos compartidos también intervienen en el servicio final.
Comunicaciones más allá de GEO
Las misiones de espacio profundo utilizan equipos, estaciones terrestres y tasas de datos adaptados a sus trayectos. La altura GEO no es un límite físico de toda comunicación espacial.
Para planificar, indica distancia máxima del recorrido, ventanas de visibilidad, ambos extremos y servicio exigido. El precio de comprar un satélite no se deduce del alcance: incluye misión, carga útil, lanzamiento y operación.
Referencias: órbitas según ESA y relación de Friis. Todo dato de latencia debe indicar número de tramos y condiciones.
