Unidad II - Electiva IV - Franklin Maurera

Universidad Nacional Experimental de la Gran Caracas

Ministerio del Poder Popular para la Educación

PNF Informática

Electiva IV

Trabajo II

El uso pacífico del espacio ultraterrestre y de elevar el potencial tecnológico del país

Estudiante: Franklin Maurera V28.521.162

Profesor: Miguel Martínez

Diciembre, 2025

Introducción:

El estudio del espacio ultraterrestre y de las tecnologías satelitales se ha convertido en un pilar fundamental para el desarrollo científico, tecnológico y comunicacional de las naciones. Comprender conceptos como órbitas, tipos de satélites, bandas de frecuencia, técnicas de multiplexación, acceso múltiple y características de los enlaces de comunicación es esencial para el diseño y operación de sistemas modernos de telecomunicaciones y observación terrestre.

En el caso de Venezuela, la cooperación espacial con China ha permitido avances significativos mediante la puesta en órbita de satélites como el VENESAT-1, VRSS-1 y VRSS-2, así como la creación del CIDE, iniciativas que fortalecen la soberanía tecnológica y fomentan capacidades nacionales en el ámbito aeroespacial.

Este trabajo aborda los principales conceptos vinculados a la tecnología satelital, su funcionamiento, clasificación y relevancia, además de analizar los proyectos espaciales venezolanos y su impacto en la infraestructura de comunicaciones y observación remota del país.

Cuál es el primer satélite en ser lanzado?

El Sputnik 1, que significa satélite) lanzado el 4 de octubre de 1957 por la Unión Soviética, siendo el primer satélite artificial de la historia.

Que es una Orbita?

Una órbita es una trayectoria regular y repetida que un objeto en el espacio sigue alrededor de otro. Un objeto en órbita se llama satélite.

Tipos de orbitas:

Tras el lanzamiento, un satélite o nave espacial suele colocarse en una de varias órbitas específicas alrededor de la Tierra, o puede enviarse en un viaje interplanetario, lo que significa que ya no orbita la Tierra, sino el Sol, tal vez hasta que llegue a otro destino final, como Marte, Júpiter o incluso un cometa.

Muchos factores influyen en la elección de una órbita óptima para una misión espacial, todos dependiendo de los objetivos de la misión.

Órbita geoestacionaria (GEO)

Los satélites en órbita geoestacionaria (GEO) vuelan sobre el ecuador de la Tierra, moviéndose de oeste a este, coincidiendo exactamente con la rotación de la Tierra: tardan 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en completar una órbita completa, es decir, la duración de un día sideral. Esto hace que los satélites GEO aparezcan ‘estacionarios’ en un punto fijo. Para seguir el ritmo de la rotación de la Tierra, viajan a unos 3 km por segundo a una altitud de 35.786 km, mucho más lejos que la mayoría de los satélites.

Órbita terrestre baja (LEO)

Una órbita terrestre baja (LEO) es, como su nombre indica, una órbita relativamente cercana a la superficie de la Tierra. Se considera que LEO se encuentra a altitudes de 2000 km, este límite superior es consecuencia de los cinturones de Van Allen que se encuentran arriba y del duro entorno que crean. El límite inferior de qué tan bajo puede volar un satélite se reduce al impacto de la atmósfera terrestre. Generalmente, los satélites no vuelan por debajo de los 180 km por este motivo – bajo en comparación con la mayoría de las órbitas, pero aún muy por encima de la superficie de la Tierra.

A diferencia de los satélites GEO que orbitan a lo largo del ecuador de la Tierra, los satélites LEO pueden tener sus planos orbitales inclinados en varios ángulos.

Órbita polar (PO)

Las órbitas polares son un tipo de órbita terrestre baja, normalmente entre 200 y 1000 km de altitud. Los satélites en órbitas polares suelen viajar alrededor de la Tierra, aproximadamente, de un polo al otro, en lugar de de oeste a este. No necesitan pasar exactamente sobre los polos Norte y Sur; una desviación de 10 grados todavía se clasifica como órbita polar.

Las órbitas polares son particularmente útiles para la cobertura global de la Tierra, ya que los satélites que orbitan ‘arriba’ y ‘abajo’ la superficie de la Tierra pueden ver cada centímetro del planeta a lo largo del tiempo mientras también gira debajo.

Órbita sincrónica solar (SSO)

La órbita heliosincrónica (SSO) es un tipo particular de órbita polar en la que los satélites están sincronizados con el Sol. Al coincidir con la rotación de la Tierra alrededor del Sol, siempre aparecen en la misma posición en relación con nuestra estrella. Esto significa que pasan sobre el mismo lugar de la Tierra a la misma hora local todos los días – por ejemplo, pasan sobre la ciudad de París todos los días al mediodía.

Esta consistencia permite un seguimiento preciso de los cambios a lo largo de días, semanas, meses o incluso años, ya que las imágenes son más comparables en términos de luz y sombras. Los científicos utilizan SSO y esta capacidad de comparar imágenes similares a lo largo del tiempo para investigar cómo surgen los patrones climáticos, ayudar a predecir eventos climáticos extremos, monitorear emergencias como incendios forestales o inundaciones y acumular datos sobre problemas a largo plazo como la deforestación o el aumento del nivel del mar.

Órbita terrestre media (MEO)

La órbita terrestre media (MEO) cubre una amplia gama de altitudes en cualquier lugar entre LEO –generalmente sobre la parte superior de los cinturones de Van Allen– y GEO. Al igual que LEO, los satélites en MEO no necesitan seguir trayectorias específicas alrededor de la Tierra y la órbita es utilizada por una variedad de satélites para muchos propósitos diferentes.

MEO es muy utilizado por satélites de navegación, como el sistema europeo Galileo (en la foto). Galileo ofrece servicios de navegación en todo el mundo, ayudando con todo, desde el seguimiento de grandes aviones jumbo hasta dar instrucciones en su teléfono inteligente. Galileo consiste en una constelación de satélites que proporcionan cobertura simultánea en grandes áreas del mundo.

Órbitas de transferencia y órbita de transferencia geoestacionaria (GTO)

Las órbitas de transferencia son un tipo especial de órbita que se utiliza para ir de una órbita a otra. Cuando los satélites son lanzados desde la Tierra por cohetes como Ariane 6, no siempre se colocan directamente en su órbita final. En lugar de ello, a menudo se los coloca en una órbita de transferencia inicial donde, utilizando la energía de los motores a bordo, el satélite o la nave espacial pueden moverse de una órbita a otra.

Órbita altamente excéntrica (HEO)

Las órbitas, al igual que las personas, pueden ser muy excéntricas. Mientras una nave espacial vuela en una órbita altamente excéntrica, su distancia de la Tierra, el Sol o cualquier cuerpo alrededor del cual esté bloqueada varía mucho, acercándose a grandes velocidades y luego alejándose rápidamente hacia el espacio y desacelerándose antes de regresar nuevamente.

La excentricidad de las órbitas se denota por números de cero a uno, con órbitas perfectamente circulares con calificación cero, mientras que una órbita altamente excéntrica está más cerca de (pero siempre menos de) uno. Una puntuación de uno significaría que una órbita es ‘parabólica', es decir, la forma de una parábola – piense en una curva simétrica en forma de ‘U’ – que alcanza la energía suficiente para escapar de la atracción gravitacional del objeto central y nunca regresar. Por encima de uno y una órbita es 'hiperbólica’, con velocidad más que suficiente para escapar de la Tierra (u otro cuerpo gravitacional central).

Puntos de Lagrange

Hay regiones en el espacio donde la influencia gravitacional de dos grandes masas, como el Sol y la Tierra, o la Tierra y la Luna, ‘se equilibran’, provocando la aparición de toda una gama de órbitas – los llamados Lagrange, o puntos de libración.

Los puntos de Lagrange, o puntos L, permiten órbitas mucho, mucho más lejanas (aproximadamente 1,5 millones de kilómetros) y no orbitan la Tierra directamente. Se trata de puntos específicos del espacio donde los campos gravitacionales de la Tierra y el Sol se combinan de tal manera que las naves espaciales pueden orbitar los propios puntos, permaneciendo estables con poco esfuerzo y, por tanto, ‘anclados’ con respecto a la Tierra.

Órbita heliocéntrica

Algunas misiones no orbitan la Tierra, sino que se unen a ella y a los demás planetas del Sistema Solar para orbitar el Sol en órbita heliocéntrica. Este tipo de órbita es útil, por supuesto, para misiones que estudian nuestra estrella, pero también para aquellas que estudian otros planetas, lunas, cometas y asteroides o el espacio profundo, ya que permite a las naves espaciales viajar grandes distancias sin estar vinculadas a la gravedad de la Tierra o a su posición en el Sistema Solar.

Para entrar en una órbita heliocéntrica, una nave espacial primero debe escapar de la gravedad de la Tierra alcanzando una velocidad llamada ‘velocidad de escape’ – en otras palabras, siguen una trayectoria hiperbólica. Una vez alcanzada esta velocidad, la nave espacial puede moverse más allá de la influencia de la Tierra y ser capturada por la gravedad del Sol. Esta transición normalmente se realiza mediante potentes vehículos de lanzamiento, seguidos de ajustes de trayectoria utilizando los propios motores de la nave espacial.

Satélites geoestacionarios:

Son aquellos que orbitan sobre el ecuador terrestre a una altitud aproximada de 36,000 km con una velocidad angular igual a la de la Tierra, por lo que permanecen fijos sobre un punto específico del planeta. Son útiles para comunicaciones y telecomunicaciones porque las antenas terrestres no necesitan moverse para seguir al satélite. Cubren aproximadamente un 40% de la superficie terrestre desde esa posición.

Satélites no geoestacionarios:

Se encuentran en órbitas más bajas (como las bajas o medias) y se desplazan constantemente sobre la Tierra, cubriendo diferentes áreas durante su órbita. Son usados para crear constelaciones que ofrecen cobertura global interconectada. Ejemplos incluyen sistemas de satélites para comunicaciones globales con banda ancha, como TELEDESIC.

Los proyectos emblemáticos vinculados al desarrollo espacial en el país en la cooperación Venezuela-China:

Gracias a esta cooperación con China, Venezuela pasó de no tener presencia espacial a contar con satélites propios: de telecomunicaciones y de observación terrestre, lo que le da capacidad nacional de monitoreo del territorio, recursos, medio ambiente, gestión urbana y desastres. Además, con la adhesión al proyecto lunar ILRS, Venezuela busca integrarse en la exploración espacial profunda, un paso significativo que la ubica como uno de los pocos países latinoamericanos con presencia (o intención real de presencia) más allá de la órbita terrestre.

Este paso significa que la cooperación bilateral ya no se limita a satélites de comunicaciones y observación, sino que apunta a misiones de exploración espacial profunda: ciencia lunar, potencial diseño conjunto, participación técnica, uso de infraestructura (por ejemplo estaciones terrestres de seguimiento), y colaboración científico-tecnológica.

Entre los principales proyectos de cooperación Venezuela-China, estan:

VeneSat‑1 (Satélite de telecomunicaciones — “Simón Bolívar”): Fue el primer satélite venezolano. Fue diseñado, construido y lanzado desde China por la empresa estatal china China Great Wall Industry Corporation (CGWIC).

VRSS‑1 (Satélite de teledetección / observación de la Tierra — “Francisco de Miranda”): Es el primer satélite venezolano dedicado a la observación de la Tierra / teledetección, también desarrollado con tecnología china (CGWIC / academia espacial china). Fue lanzado en 2012 desde China, con órbita terrestre baja (~622–654 km de altitud, órbita inclinada

VRSS‑2 (Satélite de teledetección / observación de la Tierra — “Antonio José de Sucre”): Representa la continuación / renovación del programa de observación terrestre de Venezuela con China. Fue lanzado en octubre de 2017.
¿Que son programas tales como VENESAT-1, VRSS-1, VRSS-2 y CIDE?:

- VENESAT-1

. Es un satélite de comunicaciones.

. También conocido como “Simón Bolívar”.

. Fue el primer satélite propio de Venezuela, lanzado el 29 de octubre de 2008 desde China.

. Su misión: proveer servicios de telecomunicaciones — transmisión de señales de televisión, acceso a Internet/banda ancha, telefonía, telecomunicaciones por satélite — con cobertura para Venezuela y parte de Sudamérica/Caribe.

. Con ello buscaba contribuir al cierre de brechas de conectividad, especialmente para zonas alejadas, facilitar teleeducación, telecomunicaciones estatales, etc.

. El satélite dejó de operar en 2020 debido a fallas técnicas.

- VRSS-1

. Es un satélite de observación terrestre / teledetección.

. Nombre oficial satélite: “Francisco de Miranda”.

. Lanzado el 29 de septiembre de 2012 desde China.

. Utiliza la plataforma satelital CAST-2000.

. Su misión: captar imágenes del territorio venezolano para múltiples aplicaciones: cartografía, uso de suelo, agricultura, monitoreo ambiental, recursos hídricos, planificación territorial, gestión de desastres, vigilancia del territorio, etc.

Fue el primer satélite de este tipo para Venezuela — abrió la capacidad nacional de observación remota.

- VRSS-2

. También satélite de observación terrestre / teledetección.

. Nombre oficial: “Antonio José de Sucre”.

. Lanzado el 9 de octubre de 2017 desde China.

. Igual que su predecesor, usa plataforma CAST-2000.

. Su misión: continuar y ampliar las capacidades de observación del territorio, con cámaras de alta resolución (pancromáticas/multiespectrales) e incluso cámaras infrarrojas — para estudiar recursos naturales, suelos, vegetación, agua, monitoreo ambiental, prevención de desastres, seguridad territorial, uso del suelo, planificación urbana, agricultura, etc.

. Representa una renovación / mejora del programa espacial de observación — más capacidad, mejor resolución — lo que permite actualizar mapas, hacer seguimientos más precisos, etc.

- CIDE — Centro de Investigación y Desarrollo Espacial

. No es un satélite, sino una instalación / centro de producción espacial venezolano.

. Está concebido para diseñar, ensamblar, integrar y verificar pequeños satélites (de hasta una tonelada) en Venezuela.

. Su propósito es impulsar la tecnología espacial nacional propia, reduciendo dependencia externa, desarrollando capacidades técnicas, científicas y tecnológicas en Venezuela.

. Con CIDE se busca combinar investigación, industria, desarrollo tecnológico, formación de científicos/ingenieros, y producción satelital — para misiones de observación, teledetección, etc.

. En otras palabras: es el intento de institucionalizar una industria espacial nacional venezolana, no solo usar satélites construidos en el extranjero.

Bandas de frecuencias:

Las bandas de frecuencia son rangos específicos del espectro electromagnético que se utilizan para transmitir información mediante ondas de radio.
Cada banda cubre un intervalo de frecuencias (por ejemplo: VHF, UHF, banda Ka, banda C, etc.) y se asigna para distintos servicios: telecomunicaciones, TV, telefonía móvil, WiFi, satélites, radares, etc.

En telecomunicaciones y satélites, la elección de una banda determina:

. la capacidad de transmisión,

. resistencia a interferencias,

. penetración atmosférica,

. calidad y velocidad de datos.

Multiplexación:

La multiplexación es una técnica que permite transmitir varias señales (o datos) a través de un mismo canal de comunicación, aumentando la eficiencia del uso del espectro o del medio físico. Su propósito es aprovechar mejor el canal y permitir múltiples comunicaciones simultáneas sin interferencia.

Existen varios métodos, entre ellos:

. FDM (Frequency Division Multiplexing): divide el espectro en varias sub-bandas.

. TDM (Time Division Multiplexing): cada señal usa el canal en tiempos diferentes.

. CDM (Code Division Multiplexing): usa códigos para separar señales simultáneas.

. WDM (Wavelength Division Multiplexing) en fibra óptica: distintas longitudes de onda.

Antenas:

Una antena es un dispositivo electromagnético diseñado para transmitir o recibir ondas electromagnéticas, convirtiendo señales eléctricas en ondas de radio y viceversa. Cuando transmite, transforma una señal eléctrica en energía electromagnética que se propaga por el espacio; cuando recibe, capta ondas electromagnéticas del ambiente y las convierte de nuevo en señales eléctricas.

Funciones principales de una antena:

. Radiación: emitir energía en forma de ondas electromagnéticas.

. Recepción: captar señales que llegan del espacio o del entorno.

. Direccionalidad: enfocar la energía hacia una dirección específica (antenas direccionales) o dispersarla (antenas omnidireccionales).

. Ganancia: capacidad de amplificar la señal en la dirección deseada.

. Impedancia: asegurar la transferencia eficiente de energía entre la antena y el transmisor/receptor.

Acceso múltiple:

El acceso múltiple es un conjunto de técnicas de telecomunicaciones que permiten que varios usuarios o dispositivos compartan un mismo canal o medio de comunicación de manera simultánea, sin interferirse entre sí. Su propósito es optimizar el uso del espectro, aumentar la capacidad del sistema y permitir conexiones concurrentes (como en redes móviles, satélites, WiFi, etc.).

Principales técnicas de acceso múltiple:

. FDMA (Frequency Division Multiple Access)
Cada usuario usa una banda de frecuencia distinta dentro del canal.

. TDMA (Time Division Multiple Access)
Los usuarios usan el canal en intervalos de tiempo diferentes.

. CDMA (Code Division Multiple Access)
Cada usuario utiliza un código único para transmitir simultáneamente en la misma banda.

. OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)
Basado en OFDM, divide el canal en múltiples subportadoras ortogonales (usado en LTE, WiFi 6).

. SDMA (Space Division Multiple Access)
Emplea antenas o haces direccionales para separar usuarios según su posición espacial.

Características de los enlace retardo:

El retardo (delay) en un enlace de comunicaciones es el tiempo que tarda una señal en viajar desde el transmisor hasta el receptor.
En un enlace satelital este retardo es más notable debido a las grandes distancias que debe recorrer la señal.

El retardo total de un enlace se caracteriza por varios componentes:

1. Retardo de propagación: Es el tiempo que tarda la onda electromagnética en desplazarse a través del medio (aire, espacio libre, fibra).
En satélites geoestacionarios (~36.000 km), el retardo típico es:

~250 ms ida

~500 ms ida y vuelta (RTT)

Es la característica más importante en enlaces satelitales.

2. Retardo de procesamiento:

Tiempo que toma en:

codificar/decodificar

comprimir/descomprimir

modular/demodular

aplicar corrección de errores (FEC)

Suele ser pequeño, pero se suma al total.

3. Retardo de cola (queueing delay)

Ocurre cuando los paquetes deben esperar en un buffer o cola para ser transmitidos.
Depende de la congestión, ancho de banda y rendimiento del enlace.

4. Retardo de transmisión

Tiempo necesario para colocar todos los bits de un paquete dentro del canal.
Depende del tamaño del paquete (bits) y la tasa de transmisión (bps).

5. Retardo total del enlace

La suma de todos los anteriores:

Retardo total = propagación + procesamiento + transmisión + cola

Características de la variación del retardo:

La variación del retardo es la diferencia o fluctuación en el tiempo que tardan los paquetes en llegar desde el origen al destino; en otras palabras, aunque dos paquetes viajen por el mismo enlace, no siempre llegan con el mismo tiempo de retardo. A esta variación irregular del delay se le llama jitter. Algunas de sus caracteristicas son:

1. No es constante: el retardo fluctúa; el retardo varía debido a:

. congestión de la red,

. cambios de ruta,

. procesamiento variable,

. buffers fluctuantes,

. fluctuaciones atmosféricas (en satélites).

Cuanto más congestionada o inestable la red, mayor jitter.

2. Afecta principalmente a aplicaciones en tiempo real, como videollamadas

VoIP, juegos en línea, streaming en vivo, etc.

Porque estas aplicaciones requieren paquetes que lleguen en intervalos regulares.

3. Necesita mecanismos de compensación: Para reducir el impacto, se usan:

. jitter buffers (almacenan temporalmente paquetes para sincronizar su llegada)

. QoS (priorización de tráfico en routers)

. protocolos de audio/video con corrección de variación

4. Influido por la tecnología del enlace: En enlaces satelitales puede aumentar debido a:

. condiciones atmosféricas (lluvia, niebla — efecto rain fade)

. cambios en el camino espacial

. variaciones en el procesamiento del satélite

. congestión en estaciones terrestres.

5. Se mide en milisegundos (ms)

Ejemplos:

< 20 ms → excelente

20–50 ms → aceptable

50 ms → mala calidad para tiempo real

100 ms → rompe comunicación en VoIP/video

Conclusión.

El desarrollo y uso de tecnologías satelitales constituye un eje estratégico para garantizar la autonomía comunicacional, la gestión territorial y el fortalecimiento de las capacidades científicas de cualquier nación. La comprensión de las órbitas, sistemas de comunicación, antenas, técnicas de acceso múltiple y fenómenos como el retardo o la variación del retardo permite valorar la complejidad técnica que involucra cada misión espacial.

En Venezuela, los programas VENESAT-1, VRSS-1, VRSS-2 y el establecimiento del CIDE representan hitos relevantes que impulsan la independencia tecnológica y posicionan al país dentro del ecosistema espacial internacional. Estos proyectos no solo mejoran los servicios de comunicación y observación, sino que también impulsan el desarrollo académico, industrial y científico.

En conjunto, el estudio de estos elementos ofrece una visión integral del papel que desempeñan los satélites en la sociedad moderna y destaca la importancia de continuar invirtiendo en tecnología espacial para enfrentar retos futuros y promover el progreso nacional.

Referencias bibliográficas:

Las siguientes referencias corresponden a fuentes verificables y relacionadas directamente con los temas tratados en el documento:

1. NASA. What is an Orbit? Space Place. https://spaceplace.nasa.gov/orbits/en/

2. European Space Agency (ESA). Types of Orbits. https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Types_of_orbits

3. Wikipedia. Sputnik 1. https://es.wikipedia.org/wiki/Sputnik_1

4. Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE). Información sobre satélites venezolanos. http://www.abae.gob.ve/

5. IEEE Communications Society. Satellite Communications Overview.

https://www.comsoc.org/publications/ctn/satellite-communications-overview

6. TechTarget. What is Multiplexing (MUX)?

https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/multiplexing

7. TechTarget. What is Multiple Access?

https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/multiple-access