A través de los años, los precios de la mayoría de los bienes y servicios han aumentado sustancialmente; sin embargo, los servicios de comunicación, por satélite, se han vuelto mas accesibles cada año. En la mayoría de los casos, los sistemas de satélite ofrecen más flexibilidad que los cables submarinos, cables subterráneos, radio de microondas en línea de vista, radio de dispersión troposférica, o en sistemas de fibra óptica.
Esencialmente, un satélite de comunicaciones es un repetidor de radio en el cielo (transponder). Un sistema de satélite consiste de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar su funcionamiento y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción de tráfico de comunicaciones, a través del sistema de satélite. Las transmisiones satelitales se catalogan como bus o carga útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil. La de carga útil es la información del usuario que será transportada a través del sistema. Aunque en los últimos años los nuevos servicios de datos y radioemisión de televisión son más y más demandados, la transmisión de las señales de teléfono de voz convencional ( en forma analógica o digital), aún son el volumen de la carga útil por satélite.
El tipo más sencillo de satélite es el reflector pasivo, un dispositivo que simplemente "rebota" una sería¡ de un lugar a otro. La luna es un satélite natural de la tierra y, como consecuencia, a finales de la década de 1940 y principios de la década de 1950, se convirtió en el primer satélite pasivo. En 1954, la marina de Estados Unidos transmitió exitosamente los primeros mensajes sobre esta transmisión de Tierra a Luna a Tierra. En 1956, se estableció un servicio de transmisión, entre Washington D.C. y Hawaii y, hasta 1962, ofreció comunicaciones de larga distancia contables. El servicio estaba limitado sólo por la disponibilidad de la Luna.
En 1957, Rusia lanzó el Sputnik I, el primer satélite terrestre activo. Un satélite activo es capaz de recibir, amplificar y retransmitir información de y a las estaciones terrestres. Sputnik I, transmitió información telemétrica por 21 días. Más adelante en el mismo año, Estados Unidos lanzó el Explorer I, el cual transmitió información telemétrica por casi 5 meses.
En 1958, la NASA lanzó el Score, un satélite con forma cónica de 150 libras. Con una grabación a bordo, Score emitió el mensaje navideño de 1958 del presidente Eisenhower. Score fue el primer satélite artificial usado para retransmitir las comunicaciones terrestres. Score fue un satélite repetidor retardado; recibía transmisiones de las estaciones terrestres, las almacenaba en cinta magnética y las emitía a las estaciones terrestres más adelante en su órbita.
En 1960, la NASA, en conjunción con los Bell Telephone Laboratories y el Jet Propulsion Laboratory, lanzaron a Echo, un globo de plástico de 1 00 pies de diámetro, con una capa de aluminio. Echo reflejaba pasivamente las señales de radio desde una antena terrestre grande. Echo era sencillo y conflable, pero requería de transmisores de extremadamente alta potencia en las estaciones terrestres. La primera transmisión transatlántico utilizando un satélite fue lograda usando Echo. Además, en 1960, el Departamento de Defensa lanzó a Courier. Courier transmitió 3 W de potencia y duró solo 17 días.
En 1962, AT&T lanzó a Telstar I, el primer satélite que recibía y transmitía simultáneamente. El equipo electrónico, en Teistar I, fue dañado por radiación de los recientemente descubiertos cinturones Van Allen y, consecuentemente, duró sólo unas cuantas semanas. Telstar II era, electrónicamente, idéntico a Telstar I, pero estaba hecho más resistente a la radiación. Telstar II fue lanzado en forma exitosa en 1963. Fue usado para transmisiones de teléfono, televisión, facsímiles y de datos. La primera transmisión transatlántico exitosa de video fue lograda por Telstar II.
Los primeros satélites fueron del tipo pasivo y activo. Nuevamente, un satélite pasivo es el que simplemente refleja una señal de regreso a la Tierra; no hay dispositivos de ganancia a bordo, para amplificar o repetir la señal. Un satélite activo es el que de manera electrónica, repite una señal a la Tierra (por ejemplo, recibe, amplifica y retransmite la señal). Una ventaja de los satélites pasivos es que no requieren de equipo electrónico sofisticado a bordo, aunque no necesariamente están sin potencia. Algunos satélites pasivos requieren de un transmisor de guía de radio para propósitos de rastreo y rangos. Una guía es una portadora no modulada transmitiendo continuamente a la cual una estación terrestre se puede unir y usar para alinear sus antenas o para determinar la ubicación exacta del satélite. Una desventaja de los satélites pasivos es el uso ¡nesciente de la potencia transmitida. Con Echo, por ejemplo, sólo 1 parte en cada 1011 de la potencia transmitida de la estación de tierra fue regresado a la antena de recepción de la estación terrestre.
Satélites Orbitales
Las satélites mencionados, hasta el momento, son llamados satélites orbitales o no sincrónicos. Los satélites no sincrónicos giran alrededor de la Tierra en un patrón elíptico o circular de baja altitud. Si el satélite está girando en la misma dirección que la rotación de la Tierra y a una velocidad angular superior que la de la Tierra, la órbita se llama órbita progrado. Si el satélite está girando en la dirección opuesta a la rotación de la Tierra o en la misma dirección, pero a una velocidad angular menor a la de la Tierra la órbita se llama órbita retrógrada. Consecuentemente, los satélites no síncronos están alejándose continuamente o cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en relación a ningún punto en particular de la Tierra. Por lo tanto los satélites no síncronos se tienen que usar cuando están disponibles, lo cual puede ser un corto periodo de tiempo, como 15 minutos por órbita. Otra desventaja de los satélites orbitales es la necesidad de equipos complicados y costosos para el rastreo desde las estaciones terrestres. Cada estación terrestre debe localizar el satélite conforme está disponible en cada órbita y después unir su antena al satélite y localizarlo cuando pasa por arriba. Una gran ventaja de los satélites orbitales es que los motores de propulsión no se requieren a bordo de los satélites para mantenerlos en sus órbitas respectivas.
Uno de los más interesantes sistemas de satélite orbital, es el sistema Soviético Molniya. Esto también se escribe Molnya y Molnia, lo cual significa "relámpago", en ruso (en ruso coloquial significa "nuevo destello"). Los satélites Molniya son usados para la transmisión de televisión y, actualmente son el único sistema de satélites comerciales de órbitas no síncronos, en uso. Molniya utiliza una órbita altamente elíptica con un apogeo de aproximadamente 40.000 Km y un perigeo de aproximadamente 1000 Km (véase la figura 1). El apogeo es la distancia más lejana, de la Tierra, que un satélite orbital alcanza, el perigeo es la distancia mínima; la línea colateral, es la línea que une al perigeo y apogeo, en el centro de la Tierra. Con el sistema Molniya, el apogeo es alcanzado, mientras que está sobre el hemisferio norte, y el perigeo, cuando está sobre el hemisferio sur. El tamaño de la elipse se eligió para hacer su periodo exactamente la mitad de un día sideral (el tiempo que requiere la Tierra para girar de regreso a la misma constelación). Debido a su patrón orbital único, el satélite Molniya es síncrono con la rotación de la Tierra. Durante su órbita de 12 horas, se pasa como 11 horas sobre el hemisferio norte.
Satélites Geoestacionarios
Son satélites que giran en un patrón circular, con una velocidad angular igual al de la Tierra . Consecuentemente, permanecen en una posición fija con un punto específico en la Tierra. Una ventaja obvia es que están disponibles para todas las estaciones de la Tierra., dentro de su sombra, 100% de las veces. La sombra de un satélite incluye a todas las estaciones de la Tierra que tienen un camino visible a él y están dentro del patrón de radiación de las antenas del satélite. Una ventaja obvia es que abordo, requieren de dispositivos de propulsión sofisticados y pesados para mantenerlos fijos en una órbita. El tiempo de órbita de un" satélite geosíncrono es de 24 horas, igual que la Tierra.
Syncom I, lanzado en febrero de 1963, fue el primer intento de colocar un satélite geosíncrono en órbita. Syneom I se perdió durante la colocación en órbita. Syncom Il y Syncom III fueron lanzados, de manera exitosa, en febrero de 1963 y agosto de 1964, respectivamente. El satélite Syncom III fue usado para transmitir los Juegos Olírnpicos de 1964, desde Tokio. Los proyectos Syncom demostraron la posibilidad de usar satélites geosíncronos.
Desde los proyectos Syncom, un número de naciones y corporaciones privadas han lanzado, de manera exitosa, satélites que se están usando actualmente para proporcionar comunicaciones regionales y globales, así como internacionales. Hay más de 200 sistemas de comunicaciones por satélite funcionando en el mundo, hoy en día. Proporcionan circuitos de datos y teléfono de portadora común fija mundial; televisión de cable punto a punto (CATV); distribución de televisión en red; radiodifusión de música; servicio de telefonía móvil; redes privadas para corporaciones, agencias del gobierno y aplicaciones militares. En 1964, se estableció una red de satélite comercial global conocida como Intelsat (Organización Satelital para Telecomunicaciones Internacionales). Intelsat es propiedad y operada por un consorcio de más de 1 00 países. Intelsat es manejada por las entidades de comunicaciones designadas en sus países respectivos. El primer satélite Intelsat fue Early Bird 1, el cual fue lanzado en 1965 y proporcionaba 480 canales de voz. De 1966 a 1987, se lanzaron una serie de satélites designados, Intelsat II, III, IV, V y VI. Intelsat Vi tiene capacidad de 80.000 canales de voz.
Los satélites domésticos (Domsats) son usados para proporcionar los servicios de satélite dentro de un solo país. En Estados Unidos, todos los Domsats están situados en órbita geoestacionaria. La tabla 1 es una lista parcial de los sistemas de satélites internacionales y domésticos actuales ( al año 2000) y su principal carga útil.
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