As órbitas dos satélites: variedades e finalidades

Por Felipe Merkel, Gerente de Projetos e Operações da Viasat

Quando pensamos de pronto nos satélites, temos em mente que eles estão em distâncias bastante elevadas, mais ou menos em um mesmo estágio de “longe das nossas cabeças”. A situação é um pouco mais complexa e lembra, de certa forma, a organização existente na aviação civil: múltiplos aviões podem estar próximos, desde que cada um em uma altitude diferente para que uma aeronave não ofereça riscos a outra.

Nos satélites chamamos esta distância entre cada camada de altitude como tipo de órbita. Eu disse ser mais complexo e realmente é, pois o espaço entre cada uma permite funções diferentes para cada satélite, incluindo a eficiência de seu trabalho. De forma resumida, podemos dividir os satélites em três órbitas distintas.

Baixa Órbita fica mais próxima, mas dá trabalho

A primeira é chamada de Órbita Terrestre Baixa (LEO, em inglês) e nela você pode colocar seu satélite em altitudes de até 2 mil quilômetros da superfície. Alguns exemplos de satélites que estão (ou já estiveram) neste patamar são o Sputnik-1 (primeiro satélite artificial lançado), a Estação Espacial Internacional, a antiga estação russa Mir e o telescópio Hubble.

Satélites e estações nesta região circulam a Terra em cerca de 28.000 km/h e no caso da Estação Espacial Internacional, a velocidade confere um período de transação de mais ou menos 90 minutos. Como a distância até a superfície do planeta é menor, tudo que está em baixa órbita tende a sofrer mais desgaste por conta da maior quantidade de atrito com a atmosfera.

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Neste local, existem vantagens e desvantagens. O lado positivo é a baixa latência para comunicações e maior resolução para satélites que fotografam a Terra, especialmente útil em mapeamento e monitoramento ambiental. Por outro lado, como a velocidade é grande, para que o serviço funcione corretamente é necessária uma quantidade maior de satélites, para cobertura global contínua.

Como o arrasto atmosférico é maior, a vida útil de todos os satélites nesta órbita baixa é menor. Com isso a empresa tem mais custos para reajustes de órbita ou substituições corriqueiras. Em outras palavras, a companhia vai perder alguns deles e precisa lançar novos para substituir.

Média órbita tem mais espaço

Passando para Órbita Terrestre Média (MEO, em inglês), temos um espaço que parte dos 2 mil e vai até 35.786 quilômetros de altitude. Neste patamar o satélite recebe menor desgaste atmosférico, continua com baixa latência e aumenta a cobertura da área onde ele atua, seja para comunicação, internet ou monitoramento com câmeras. Um tipo de satélite muito conhecido está aqui e ele é o GPS.

No caso do GPS, cada satélite da constelação lançada pelos Estados Unidos circula a Terra a cada 12 horas e não mais a cada 90 minutos. Outros serviços de posicionamento também estão por aqui, como o russo GLONASS, o europeu Galileo e o chinês Beidou. Companhias utilizam a média órbita para cobrir regiões como os polos norte e sul da Terra, por exemplo.

Com satélites recebendo menor desgaste atmosférico, eles têm vida útil maior e precisam de ajustes ou substituições menos frequentes.

Imagem Shutterstock

Órbita Geoestacionária gira com a Terra (literalmente)

Por fim temos a última vaga para um satélite conseguir girar com a Terra e ela é chamada de Geoestacionária (GEO, em inglês). Por aqui o nome entrega uma das principais características, que é a posição fixa em um ponto quando colocamos a superfície do planeta como referencial. Quer um satélite olhando apenas um país? É aqui que ele fica.

Satélites nesta órbita estão bem distantes, mas ainda entregam latência capaz de permitir streaming pela internet ou mesmo uma reunião em uma live. Outra vantagem está na maior cobertura para a visão das antenas, sendo possível cobrir praticamente todos os países da Terra com apenas três satélites – cada um tem cobertura de cerca de 33% do planeta.

Neste local o satélite recebe o menor desgaste possível e, assim, pode funcionar perfeitamente por tempo consideravelmente maior. Nesta órbita temos satélites de comunicação, transmissão de TV e meteorologia, por exemplo. Estes dois últimos precisam estar “estacionados” em um ponto para garantir envio e recebimento de dados de forma ininterrupta e para uma área grande, como alguns países – Brasil, Estados Unidos, Rússia ou China são bons exemplos.

Enfim, cada tipo de órbita é escolhido com base nas missões específicas dos satélites e nos objetivos desejados. A decisão leva em conta fatores como a área de cobertura necessária, a resolução das imagens ou dados, a frequência de revisita e a vida útil do satélite. A compreensão dessas órbitas é fundamental para otimizar o uso e a funcionalidade dos satélites em suas diversas aplicações.

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Fonte: https://olhardigital.com.br/2024/05/02/ciencia-e-espaco/as-orbitas-dos-satelites-variedades-e-finalidades/