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Inicio/Gravedad y órbitas/Frenado atmosférico de un satélite

Frenado atmosférico de un satélite

En órbita baja el arrastre de la atmósfera quita energía en el perigeo: la elipse se encoge y se redondea. El orden del tiempo de vida es el de la EEI sin elevaciones.

Órbita inicial (como la EEI)

400 km
420 km
0.55
1.5×

Magnitudes medidas

Alt. del perigeo400.0 km
Alt. del apogeo420.0 km
Excentricidad0.0015
Vueltas0

Sobre el modelo

El frenado de un satélite en la atmósfera reduce la energía y el momento angular en órbita terrestre baja: el semieje mayor a cae. Si el arrastre es más fuerte en el perigeo, la excentricidad suele bajar también: la elipse se encoge y se redondea. La EEI, a unos 400 km, sin elevaciones periódicas, reentraría en meses o en unos pocos años; la actividad solar hincha la termosfera y cambia la densidad en órdenes de magnitud. En cada vuelta se impone una pérdida didáctica de energía, con un factor exponencial según la altura del perigeo: no es un predictor numérico tipo SGP4. Se cambian las alturas de perigeo y apogeo y la intensidad del arrastre; al cambiar las alturas iniciales se reinicia la órbita.

Para quién: Después de la órbita circular y la transferencia de Hohmann; basura orbital y mantenimiento de la órbita de la EEI.

Conceptos clave

  • frenado del satélite
  • arrastre atmosférico
  • perigeo
  • semieje mayor
  • excentricidad
  • órbita terrestre baja
  • EEI
  • elevación de órbita

Cómo funciona

En órbita baja la atmósfera residual frena el satélite con más fuerza en el perigeo. El modelo didáctico impone en cada vuelta una pérdida de energía con un factor exponencial según la altura del perigeo: caen el semieje mayor a y, a menudo, la excentricidad e. Es un esquema cualitativo de encogimiento y redondeo de la elipse, no un pronóstico de reentrada. Sin elevaciones, la EEI no sostiene la órbita; al cambiar las alturas iniciales se reinicia la órbita.

Fórmulas principales

n = √(GM/a³); frenado ∝ ρ(h_p) — esquema con escala de altura

Preguntas frecuentes

¿Por qué la excentricidad suele bajar si el frenado es en el perigeo?
En el modelo didáctico el arrastre «pega» más fuerte a la energía cerca del perigeo. Entonces el apogeo baja más rápido y la órbita se acerca a una circunferencia. En un satélite real la evolución depende del modelo de atmósfera y de la orientación.
¿Se puede leer de aquí la fecha de reentrada?
No: los coeficientes están ajustados para que se vea el efecto. Para un pronóstico hacen falta la densidad detallada, el coeficiente balístico y telemetría.
¿Cómo se mantiene la órbita de la EEI?
Con elevaciones periódicas: motores propios o naves acopladas. Al final de la vida útil la órbita se baja de forma planificada; a veces se habla de velas de arrastre.